芳賀サイエンスラボ

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2015年07月20日 於 筑波大学 2D309、2D305

●目的
スマホやデジカメを用いて撮る写真が普及し、写真は生活の一部となっている。今回は、昔の技術として、フィルムカメラの原理を学ぶ。写真をポジとして用いて印画紙を感光させ、写真をどのような原理で撮っていたのかを理解する。

●参加者
講師: 芳賀先生
スタッフ: 相澤良太、坂入愛

午前:キッズ26人/保護者15人
午後:キッズ17人/保護者10人

参加者計: 68人

●所要時間
【午前】
9:40~ 写真とは、フィルムや印画紙の説明
9:50~ 撮影用装置制作
10:15~ 暗室へ移動、印画紙配布
10:30~ 外へ出て撮影
10:40~ 現像や使用溶液の説明、現像作業
11:15~ 2回目の撮影(暗室で印画紙配布→現像)
11:40~ ネガとポジの説明
12:00  終了

【午後】
13:40~ 説明
13:50~ 製作
14:15~ 暗室へ
14:30~ 外で撮影
14:40~ 現像の説明、現像
15:00~ ネガとポジの説明
15:20~  2回目の撮影
15:40~  2回目までに撮った白黒写真を用いて撮影
16:00   終了

●内容
① 写真とは、フィルムや印画紙の説明
近年は写真がスマホやデジカメで簡単に撮れるようになり、普及が進んでいる。デジタル化されている。現在でもフィルム写真は証拠写真等には利用されているが、昔の技術として、フィルム写真を体験してもらう。
フィルムとは?印画紙とは?(ハロゲン化銀が光と反応して黒くなる、等)

②撮影用装置制作
黒画用紙を半分に折り、端を1 cmほど折り、テープで留めて封筒状にした。小さい方の黒画用紙とプラスチック板をテープでくっつけ、ポジとして使いたい写真をプラ板の方に乗せ、黒画用紙との間にはさんで封筒に入れた。

 

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③暗室へ移動、印画紙配布
あらかじめ用意しておいた暗室で、子どもたちを席に座らせてから電気を消す。セーフティランプ(赤色光)のみつけておく。順番に半分に切断しておいた印画紙を配布した。つるつるの面(表)が写真の表とくっつくように黒画用紙とプラ板の間にはさみ、封筒に入れなおした。封筒の入口を1 cm程度折り曲げ、光を侵入しないようにしてから電気をつけた。

④外へ出て撮影
1階に下り、日向で撮影をした。最初は5秒間露光したところ、真っ黒になってしまった。それをもとに、自分で何秒か決めて露光するようにした。午後は1秒間の露光としたが、写真の半分が露光できていない子が複数見られた。

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⑤現像や使用溶液の説明、現像作業
現像液(アルカリ性)、停止液(酸性)、定着液、水の順番につけていく。色が変わってきたら現像液から停止液に移動し、30秒で定着液に、100秒で水に移動し、50秒数えたら手で取り出した。現像液の付着したトングを使用するとその部分が黒くなってしまうため、毎回キムタオル等でふき取ると良い。

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⑥ネガとポジの説明
写真にはネガとポジがある。写真屋さんにフィルムを現像してもらってくるのがネガ、みんながイメージする写真、今回持ってきた写真がポジ。印画紙で撮影したことで、ネガになった(白黒が反転した)。町の写真屋さんの話。(いわゆるD.P.E.)

⑦2回目までに撮った白黒写真を用いて撮影
持ってきた写真ではなく、2回目までに撮影したネガの写真を用いて再撮影した。さらにポジに戻ったことを確認。

●主宰者のひとこと
この10年の間に銀塩写真はほとんど姿を消して,カメラはデジタルに変わりました。フィルムに撮影,現像してネガを作り,印画紙に焼き付ける,いわゆるD.P.E.の技術は忘れ去られようとしています。この一端を子どもに体験させておきたいと,印画紙の現像をやりました。普通教室(2D305)1室を暗室に仕立てましたが,元々ついている遮光カーテンのすきまを農業用シート(雑草除去用)でふさいで,暗室電球2個をつけました。
カメラやフィルムは使わず,手持ちの写真,あるいは写真に見立てた絵を使って,印画紙に密着させ,自作の黒い紙の封筒にいれて屋外に持ち出しました。日光でに1~2秒感光させた後,暗室に持ち帰って印画紙を現像し,停止液,定着液に通して水洗して,風乾させました。こうしてポジ写真からネガ印画がえられるので,それを再度,印画紙に感光させてポジにするのが目標でした。
しかし,十分に予備実験ができなかったこともあって,光量過多や不足が生じて,良い画像は得られませんでした。黒い封筒からの印画紙の出し入れにも問題があり,このあたりには改良の必要性を感じました。(芳賀)

●スタッフ感想
<相澤>
 今回は写真の原理、特に印画紙の性質を学びました。印画紙と写真や絵を重ね合わせて光を当てることによって印画紙に画像を映しました。
 午前のキッズの1回目は露光時間が長すぎ、印画紙が真っ黒になり落胆する子も多く見受けられました。その分2回目に成功した時はとても嬉しそうでした。午後は午前の失敗を受けスタッフが予め実験をしておいたのでほとんどのキッズが成功していました。朝のうちに予備実験をしておくべきだったと思います。また、現像液を規定よりも薄めることで印画紙が黒くなりすぎるキッズも減ったと思います。
 来年は今回の反省を生かしてみんなに成功して楽しんで欲しいと思います。
 

<坂入>
 今回は、昨年とは異なりピンホールカメラの製作を省いて、写真の原理の本質に近い実験をしました。ピンホールカメラの実験もおもしろいのですが、伝えたいことを考えると今回の実験の方が適しているのではないかと思いました。撮影のとき、写真を持ってきていない子どもは薄い紙にネームペンで絵を描き写真の代わりとしたのですが、紙の厚さの関係で写真の子どもと適切な露光時間が異なっているのを感じました。そのような場合は、個別に露光時間の対応をできたら良いと思いました。午前中は1回目に黒くなってしまいましたが、そのおかげで「次は何秒露光したら良いだろう?」と子どもたちが自分で考え、解決していくことができて、結果的に良かったと思いました。最初は現像液を規定量で希釈していたのですが、途中からさらに希釈してみたところ、少し上手くいくようになりました。子どもたちの作業ペースも考え、薬品を少し薄めに使っても良いのかもしれません。

記入者
筑波大学 生命環境学群生物資源学類3年
坂入愛

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2015年7月X18日 於 筑波大学

●目的
大学構内という身近な環境で自然観察を行うことで、日常生活の中にも興味深い生き物や現象があることを知ってもらう。今後日常的に自然観察をしていくきっかけ作りにしたい。

●参加者
講師: 芳賀先生

スタッフ:須藤裕子、相澤良太、中井彩加

午前:キッズ24人/親23人/兄弟4
午後:キッズ17人/親12人
参加者計: 81人

●所要時間
【午前】
9:15~ 受付
9:40~ 説明
9:45~ 大学構内の自然観察
 10:00~ ツバキとサザンカの比較
10:20~ 水路の生き物の採集・観察
10:55〜 大学内を移動
11:30~ 大学構内の森の小道探検
12:00 解散

【午後】
13:15~ 受付
13:35~ 説明
13:40~ 大学構内の自然観察
 13:55~ ツバキとサザンカの比較
14:15~ 水路の生き物の採集・観察
14時55〜 大学内を移動
15:35~ 大学構内の森の小道探検
16:00   解散

●内容
大学構内を散策しながら自然観察を行った。大学本部棟前を出発後、歩道橋の上からの樹木の観察をしながら歩いた。特に、近縁種であるツバキとサザンカの違いについて、葉や実を比較して観察した。
次に、水生生物の観察を行った。大学構内の水路にて網とバケツで生き物を採集し、皆で採集した動物を集めて観察した。
最後に、本部棟南にある森で、ひとりずつ小道を歩いて通った。藪を掻き分けながら自力で出口を目指すという体験を行った。

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【主宰者のひとこと】
多少,雲のある天候でしたので,熱射病の心配もなく,キャンパス内の例年のコースを歩いて,樹木,寄生植物の観察,通称天の川での水生生物の採集と観察,そして松見上池の自然保全地域の森の探検を行い,怪我もなく皆楽しそうでした。年々アズマネザサが生い茂って通り抜けが困難になる森の中は,今年は横たわる倒木もなく,子ども全員と父母の多くが体験できました。
しかし,今年は,生物が少なく,トンボを例にとると,天の川ではコシアキトンボ,ショウジョウトンボが少なくなり,オニヤンマの遊弋も見られませんでした。また,森の近くでもハグロトンボはごくわずかでチョウトンボは全く見られませんでした。

●スタッフ感想
<須藤裕子>
今回のサイエンスキッズは、キャンパスの自然ということで、最初にキャンパス内に生育している植物の観察、次に天の川での水生生物採集と観察からの再度キャンパス内の植物の観察、そして最後にうっそうと生い茂った林の中を探索するといった内容でした。
それでは、良かった点と反省点を順番に書いていこうと思います。まず、良かった点は、植物の観察において同じジャポニカ種であるツバキとサザンカの比べたところ、キッズたちが2つの種の似ているところと違ったところにたくさん気付いた点について、キッズの観察の鋭さに驚かされました。さらに、スタッフが説明した植物に目を向けるのみならず、近くのシダ植物の胞子のうを見て、「これは何?」と聞く、キッズの好奇心旺盛であることに感心しました。
また、水生生物採集と観察において、一見、水草と魚しかいなさそうな天の川から、ヤゴやミズムシ、ウマビルなど非常に様々な水生生物が採集できました。これらのことは、普段の生活では見られない生物を見ることができ、キッズにとってとても良い経験になったと思います。採集するときに網とバケツを使いましたが、洗って返すキッズがおり、非常に感心しました。
最後の林の探索については、林の途中はとても暗く、怖がるキッズがいるのではと当初、心配でしたが、探索から帰ったキッズのほとんどが、「楽しかった」「もう一回やりたい」といっており、キッズの好奇心旺盛なところ、自然を楽しみたいという気持ちに再度とても驚かされました。
そして、会全体を通して、特に大きな怪我をしたキッズがいなかったため、良かったです。
反省点としては、私自身がキャンパスに成育している植物を把握しておらず、キッズの「この植物は何ていうの?」といった質問に答えられなかったため、事前に観察する道のりに生育している植物を調べておくなどすれば良かったです。

<相澤良太>
急な雨に見舞われましたが、無事に終えることができました。気温が高かったためか半そで半ズボンで長袖をもってきていない子も何人か見受けられました。今回は特に事故は起きませんでしたが最後の探検は肌の露出があると危険なので徹底するよう連絡するべきだと思いました。
今回、事前の下見で先生に教わったことを子供たちに説明できたのでよかったです。参加人数が多いとどうしても先生の話が伝わりにくいので、スタッフを通して教えてあげられることはいいことだなと思いました。また、私自身水生昆虫や魚の知識がなく、名前を聞かれたときに答えてあげられなかったので勉強が足りなかったと思います。

<中井彩加>
今回のサイエンスキッズではキッズ達に様々な環境や動物に興味を持ってもらえたと感じました。私もキャンパス内にこんなにも観察により発見できることがあることを再認識しました。特に天の川ではウマビルを触って吸い付く感覚を体験してみたり、コウイムシの背中の卵を観察したりと、興味津々な様子でした。後半の森の中の小道も最初は不安そうだったキッズ達が終わった後には楽しかった、もう一回通りたいと言っていて、よかったです。個人的には知識が不足していて、聞かれた植物や動物の名前や特徴が分からなかったりしたので、事前学習をもっとしっかり行うとともに、普段から気をつけてもっと知識をつけたいと思いました。今回をとおして身近なところを観察する視点のヒントを得ることができたとおもうので、キッズたちが家族に教えてあげたりしてくれたらいいなと思いました。

記入者
筑波大学 生命環境学群生物学類2年
中井彩加

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●目的
簡単な弦楽器の仕組みを知る。
●参加者
講師: 芳賀先生
スタッフ: 玉置、遠坂、伊藤、佐伯、中村、伊知地
午後:キッズ33人
●所要時間
2時間30分
【午後】
13:30~ 受付と説明
14:00~ 弦楽器の製作
15:30~ 筑波大学管弦楽団カルテット
16:30  後片付け
●内容
簡単な弦楽器の工作、弦楽器の仕組みを学びます。その後、筑波大学管弦楽団の弦楽4重奏の演奏を聞きます。カッターナイフやキリを使うため、怪我のないように気をつけます。
●スタッフ感想

【感想】
久しぶりにサイエンスキッズの活動に参加させていただきました。今回は先生の補助としてのスタッフだけではなく、活動の最後に筑波大学管弦楽団として、演奏させて頂きました。
工作は、低学年の子供たちには難しい作業もあり、思ったより時間がかかってしまいました。工作が苦手な子供たちにうまく道具の使い方を教えることができず、実力不足を感じました。親御さんにも積極的にお手伝いをしていただいたおかげで、なんとか形にすることができましたが、もう少しスタッフのみでも動けるようにしたいと思います。芳賀先生の話は僕にもとても興味深いものでした。また、来年も手作り弦楽器の回に参加させていただき、今回の反省を生かしたいと思っています。

【感想】
今回はスタッフ以外の学生も交えて行われ、最後に彼らの弦楽四重奏を聴くという、変則的な会でした。弦楽器の演奏を聴くことで、キッズは自身で作成した楽器が実際の楽器の原型だという事を実感することができたように思います。また、今回をきっかけに楽器に興味を持ったキッズもおり、たいへん嬉しく感じます。
実験の反省点は、楽器の作成に時間がかかってしまい、音を出す仕組みや弦の張り具合による音の高さの変化などの説明があまりできなかったことです。次回は、作成時間を短縮する工夫をして、それらの説明時間を確保できるようにしたいと思います。

筑波大学 生命環境学群生物学類2年
遠坂尚子

【感想】
今回は、弦楽器を模擬した装置づくりを行いました。手順のなかで、カッターを使うことがとても多かったのですが、使い慣れているキッズも多く、低学年のキッズのフォローにうまくまわれたかと思います。
また錐を使う場面では、錐と木の間に発生した摩擦熱に気づくキッズが何人かいたのですが、その際に摩擦熱が生じる理由についてなど、もう少し一緒に考える時間をとれば良かったなと思います。
最後の管弦楽団の方の演奏は素晴らしく、キッズを含め、保護者の方も聴き入っていたのが印象的でした。今回自分たちで作ったものが実際にはどの様な姿をしているのかを知ることができて、さらに、普段なかなか触れる機会のない弦楽器にも触れ、全体を通してとても有意義な活動になったのではないかと思います。

筑波大学 生命環境学群生物資源学類4年
伊藤佑希

2015年7月12日 於 筑波大学

●目的
アルミの細い管を曲げる工作をします。慎重に力を加えて曲げるので,低学年の人は大人が手伝ってあげてください。

舟を走らす時はローソクの火を使って水蒸気を吹き出させます。やけどに注意しましょう。

●参加者
講師: 芳賀先生

スタッフ: 遠坂尚子、平山夏樹

午前:キッズ18人/保護者10人
午後:キッズ16人/保護者10人

参加者計: 54人

●所要時間
【午前】
9:35~ 説明
9:50~ パイプの作成
10:30~ 説明
10:45~ 船の本体の作成
11:00~ 実際に船を浮かべてみる
11:40~ まとめ
12:00  後片付け

【午後】
13:35~ 説明
13:50~ パイプの作成
14:30~ 説明
14:45~ 船の本体の作成
15:30~ 実際に船を浮かべてみる
16:05~ まとめ
16:10  後片付け

●内容
蒸気の力を利用して動く船を作成しました。
まず、アルミパイプを折り曲げ、水蒸気が通る管を作りました。
次に、発泡スチロールで船の本体を形作り、そこにアルミの管を取り付けて管の真下にローソクを置きました。
最後に、ローソクの熱が逃げないようにアルミ箔でカバー作り、管とローソクに被せました。
出来上がった船は実験室の流し台に溜めた水に浮かべて、その進み具合を確かめました。

●主宰者のひとこと
昨年からはじめた新課題で,外径3mmφ のアルミパイプをコイル状に曲げる作業が難しく,次々に失敗してパイプを折ってしまったので,今回は1人あたり3本用意しました。曲げる土台も木の丸棒から単3電池の廃棄物に代えました。せっかくコイルができたのに木に食い込んではずせなかったからです。今年も失敗が相次ぎ,昼休みにホームセンターにアルミパイプの追加を買いに行かなければなりませんでした。パイプ曲げは苦労しますが,船に見立てたスタイロフォーム板に取り付けると,ほとんど全員の工作物が小さいろうそくの火をエネルギー源にして水面を走ります。今回はコイルは1回半巻きでしたが,それで十分でした。大学の実験室には大きなステンレス張りの流しがついていて,それに水を貯めて「池」にして走らせました。(芳賀)

●スタッフ感想
<遠坂尚子>
 今回は動く船を作成するということで、低学年の子供たちでもおおいに楽しめる内容でした。船が速く進むように工夫したり船のデザインにこだわったりと、皆思い思いの船を作製することができました。自慢の船をスタッフに見せてくれる子供もおり、こちらまで楽しく活動することができました。
 船の作成の最も難しい工程は、アルミのパイプを曲げることでした。保護者にやってもらった子供たちが半分ほどもいたことは、こちらの反省すべき点だと感じました。少なくとも保護者の補助があれば子供が自身で曲げられるような方法を模索していきたいと思います。

<平山夏樹>
今回はキッズが用意された材料からぽんぽん船を作り、実験室内の水を溜めた流しの水面でぽんぽん船を走らせるといった内容でした。アルミニウムの管を穴が潰れないように曲げる作業が難しく、何度も失敗するキッズや保護者に曲げてもらうキッズが多かったです。蝋燭を2本に増やしてみたり炎が当たる部分のアルミニウム箔を大きくしたりしてどのようにすれば船が速く進むのか試行錯誤を繰り返すキッズの姿がとても印象的でした。

記入者
筑波大学 生命環境学群生物学類2年
遠坂尚子

タグ:

2015年07月05日 於 霞ヶ浦環境科学センター

●目的
ものによって燃えたときの炎の色が大きく異なることを知る。目に見えるものと目に見えないものがあり、その一部は炎の色で判別できることを理解する。

●参加者
講師: 芳賀先生
スタッフ: 今村、中井、大久保

午前:キッズ14人/保護者8人
午後:キッズ9人/保護者3人
参加者計: 34人

●所要時間
【午前】
09:30 開始、説明、工作
10:10 実験1 (ラップを用いて、バイルシュタイン反応をみる)
10:55 解説
11:05 休憩
11:10 実験2 (薬品を使って炎色反応をみる)
12:00 終了

【午後】
13:30 開始、説明、工作
14:25 実験1 (ラップを用いて、バイルシュタイン反応をみる)
14:45 解説
14:50 休憩
15:00 実験2 (薬品を使って炎色反応をみる)
16:00 終了

●内容
複数種のラップの炎色反応
使ったラップは日立ラップ、クレラップ、トップバリュラップの3種類。ラップを切り、小さく折りたたんでおく。自作の金耳の先端をガスバーナーで軽く熱し、先端が赤くなったところでガスバーナーの炎から離す。
金耳を折りたたんでおいたラップに押し付け、ラップが溶けたのを確認する。
その後、再び金耳をガスバーナーの炎に入れて、炎の色を観察した。それぞれ色がちがうことを確認して、ラップの裏を見て成分にどのようなちがいがあるのか確認した。

*塩化カルシウム、塩化リチウムなどの炎色反応
試薬がボトルに入っているセットを渡して、自作金耳の先端部分に1滴たらし、ガスバーナーの炎に入れて炎色反応を確認する。それぞれの色や色の移り変わりなどを、観察した。

unnamed炎色反応を見る様子

【主宰者のひとこと】「炎の色で元素がわかる」

白金耳の代用として,1本の割り箸の先に銅線を巻いて端を長く伸ばし,その先端を小さな円形に曲げたものを1人1人作って,その先端の輪に試料液体を1滴,あるいは溶融した試料を少量付けて,ブンゼンバーナーで燃やして発色を見る実験をしました。
会場の霞ヶ浦環境科学センター研修室の実験机には都市ガスのコックがあり,普段はブンゼンバーナーは付けてありません。学校教育においては,とかく事故が起きやすいブンゼンバーナーは使わない傾向があって,このセンターでも児童生徒対象には使用禁止にしているとのことです。今回は,センター所長宛に「バーナー使用願い」を提出して,バーナーを借り,主宰者の責任ということで実験することができました。ただ,バーナーへの点火,消火,炎の調節は,子どもにはさせずに各実験台担当の学生スタッフが行うようにしました。 (芳賀)

●スタッフ感想

今村 優希
今回は炎色反応を見る実験でした。リチウムや銅など綺麗な色の出る溶液のときには、「わぁ!」っと歓声があがっていました。楽しんで成分の違いを調べる方法を知ってもらえたのでよかったです。何を燃やすと何色になったか、みんなノートに記録していました。人によっては、予想や考察なども記録していて、キッズⅠはより科学者らしくなっているなと思って嬉しくなりました。
反省点としては、各班の進行速度がかなり違った為に、待ち時間が多くなってしまったことです。進め方を統一するよう、前もって話しておくべきでした。
火を使う実験で、遊んでしまう子供も見られましたが、怪我なく終わることができてよかったです。

中井 彩加
今回は炎色反応について学ぶ実験だったのですが、炎の色が変わることに感動して何度もラップや試薬をで実験を繰り返しているキッズ達が多く、興味をもってもらえたようでうれしかったです。大人になってから実験を行うとあらかじめ答えをしっていたり、こうなるはずだと予測がたったうえで行うことが多いので、事象を見る目に偏見が入ってしまうことがあるように思いますが、キッズ達は事象をそういった偏見なく表現していたので、私自身も今まで知っていた知識とはまた違った発見があり、興味深かったです。こういった偏見のない視点が新たな発見をもたらすこともあるのかなと思いました。
ただ、何人かで実験を行ってしまったり、ちょっとふざけてしまうキッズがいたので、もっと注意するべきでした。火を取り扱う実験はふだん以上の注意が必要だと思うので、その点はもっと気をつけなければいけませんでした。

大久保 維人
今回は、自分があまりやったことのない化学の実験でした。そのため手順などが少し不安でしたが、大きな怪我ややけどなどもなく終えられたのでよかったと思います。
食用ラップの種類によって色違うということを知ってとても面白いなと思いました。子どもたちも、興味を持って実験に取り組んでいたようで色の移り変わりなどをきちんとメモをするなどしていました。
炎色反応の実験では、様々な色がでてくるので、子どもたちは実験を楽しんでいたようです。
塩化リチウムや塩化ストロンチウムなどの炎色反応は、普段生活していてあまり見ることのない色なので、私もとても感動しました。
反省点としては、火を使う実験だったので各班ごとに注意がもう少し必要だったかなと思いました。
また、自作の銅金耳(?)を水で冷却するさい、根本の部分まで水に入れることをもっときちんと伝えるべきだったと感じました。

記入者
筑波大学 理工学群工学システム学類3年
大久保維人


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