芳賀サイエンスラボ

Archive for 12月 2016

2016年12月25日 於 霞ケ浦環境科学センター

 

  • 目的

今年も日本人がノーベル賞を受賞しましたね。その研究や、他の科学技術の進歩、トピックなどを学生スタッフと芳賀が優しく解説します。

 

  • 参加者

講師:芳賀先生

スタッフ:杉原翔吉、須藤裕子

 

午前:キッズ 15人/保護者 9人

 

  • 所要時間

9:30~ 受付

9:35~ 重力波検出(杉原)

9:50~ ノーベル医学生理学賞 オートファジー(須藤)

10:05~ ノーベル化学賞 ナノマシーン(須藤)

10:20~ ニホニウム、暗黒バエ(杉原)

10:55~ ノーベル物理学賞 トポロジカル相(杉原)

11:05~ 休憩

11:10~ 水素(芳賀)

 

  • 内容

・米チーム発表 重力波検出の説明

2016年2月11日に発表された、重力波検出について説明した。

 

・オートファジーについて

2016年ノーベル医学生理学賞のオートファジーとは、どうやって研究したのか、応用などを説明した。

 

・ナノマシーンについて

2016年ノーベル化学賞のナノマシーンについて、受賞者が作った分子などを説明した。

 

・ニホニウム

2016年11月に名前が「ニホニウム」と決定した新元素について、その発見の経緯も説明した。

 

・暗黒バエ

2016年2月に発表。京都大学が長年暗黒下で交配し続けたショウジョウバエについて説明した。

 

・トロポジカル相

2016年ノーベル物理学賞のトロポジカル相について、その理論を、ホワイトボードを使い模型を考えながら説明した。

 

・水素技術

水素とは何なのか、分子とは?などを説明した。

 

  • 主宰者からのひとこと

今年のノーベル賞受賞の科学3賞の研究は,いずれも子どもにとっては難解の話題でしたが,分担してくれた学生スタッフは,子どもにわからせる努力をしてくれました。その他のトピックにしても,子どもたちとスタッフの対話もあって面白く感じました。

このような紹介は,パワーポイントによる画像や動画によるだけではなく。簡単な提示実験や子どもにもできる実験を補助的に使うことも理解に効果的かも知れないですね。例えば,「重力波」に関連して物体の落下実験を組み入れてみるように,難しい内容も模型を使ったり,デモンストレーションすることで,ただ,画面を見て説明を聞くだけの事柄が,もっと身近に感じられことが期待できると思います。(芳賀)

 

  • スタッフ感想

<杉原翔吉>

今回話した重力波やニホニウムの話は用意する中で生物学を勉強している時とは違った世界があり面白かったです。ただ、今年のノーベル物理学賞の「トポロジカル相」については正直準備不足でした。自分もよくできないものを人に伝えることなんてできないなと改めて思います。それでも、いつも見る気体、液体、固体のほかにも超電導や超臨界流体、今回のトポロジカル相など様々な物質の状態、ふるまいがあるというのは面白いですね。

途中で出した質問にもみんな積極的に答えてくれ、出した僕自身が「なるほど」と思うアイデアもありました。これからもテレビや新聞などに出てくる「科学ニュース」に興味をもって接してくれるとうれしいです。

 

<須藤裕子>

私が話したオートファジーとナノマシーンについてはどちらもキッズたちには非常に難しい内容だったと思いますが、終始熱心に聞きこんでいたり、わからない所は質問や突っ込んでくれたりと好奇心旺盛な姿を見ることができとてもよかったです。発表前はキッズたちにわかってもらえるか少々不安でしたが、杞憂で終わったようで安心しています。

今回の反省点としては、私自身の発表の練習時間があまりとれなかったこと、専門的な語句の説明をもう少し細かくすればよかったこと、説明とちょっとの対話のみではなくクイズやキッズ同士でのディスカッション時間を入れれば、より充実した会になったのではと思っています。

この会を通して、キッズたちには科学やニュースについてより一層興味を持ってもらい、わからないものがあれば調べたり、質問する癖がついてくれると嬉しいです。

 

記入者

筑波大学 生命環境学群 生物学 3年

須藤裕子

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2016年12月23日 於 筑波大学

●目的
特別オープン企画!
わずか2-3段のピラミットを組み合わせ変形することで体積(ブロックの数)を数える法則を見つけ、クフ王のピラミッド(およそ100段)の体積をはかろう!

●参加者
講師: 芳賀先生

スタッフ: 新堀 剛史、平山夏樹

午前:キッズ14人/保護者8人
午後:キッズ8人/保護者9人

参加者計: 39人

●所要時間
【午前】
9:15~ 受付
9:40~   ピラミッドと立体図形の説明
10:00~ 5段ピラミッドの製作
10:50~ 3段ピラミッドを組み合わせて直方体にする方法の説明
11:00~ 3段ピラミッド(×6)の製作、組み立て
11:45~ クフ王のピラミッドの体積の算出
12:00 後片付け

【午後】
13:20~ 受付
13:40~ ピラミッドと立体図形の説明
14:00~ 5段ピラミッドの製作
15:00~ 3段ピラミッドを組み合わせて直方体にする方法の説明
15:10~ 3段ピラミッド(×6)の製作、組み立て
15:45~ クフ王のピラミッドの体積の算出
16:00 片付け

●内容

はじめに、はかせからエジプトやメキシコにあるピラミッドについてのお話と直方体や四角錐などの立体図形の説明がありました。r0100371

その後、5段のピラミッドの製作!

ブロックは1cm角で細かく、集中が必要な作業です。接着のための両面テープの効果的な貼り方も各自考えます。r0100387

3段×6のピラミッド作りは、数が多いので大変です。しかし、工夫してどんどんと作っていくキッズもいました。r0100399

6個できたら組み立てて直方体にします。このとき、右手と左手のように違う形にならないとうまく組み合わさりません。r0100386

そのあと、直方体の組み方の説明や百段ピラミッドの計算をしました。

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少人数でしたが、とても充実していたと思います。

 

●主宰者の一言

このテーマは,根上生也先生(横浜国立大教授)の著書「人に教えたくなる数学」をヒントに,小学生向きに考えたものです。1辺1cm の木の立方体ブロックを使ってピラミッドを組み立て,ピラミッドが何段になってもブロックの数を計算できることを知ってほしいと思ったのです。
最初,5段のピラミッドを作り,その後,3段の変形ピラミッドを6つ組み合わせて直方体にして,ピラミッドの段数と直方体の大きさの関係を考え,それを大きなクフ王ピラミッドに当てはめて,その石の数を計算しました。
年末,悪天候ということもあったでしょうが,参加者数が申込数の半数以下にとどまって,材料費が回収できず,大赤字になったのは残念ですが,子どもも親も一生懸命に作業や計算をしていて,とても良い雰囲気でした。(芳賀)

 

●スタッフ感想
<平山夏樹>
ピラミッドの模型の製作に想像した以上に時間がかかった印象でした。今回は低~中学年のキッズが多かったこともありますが、各自で100段のピラミッドの体積を式を用いて求める段階までは進めませんでした。キッズたちは芳賀先生の話を聞いて、木のブロックを効率よく接着できていました。ピラミッドの模型の完成に個人差が出てしまうので、早く作り終わったキッズにはピラミッドの各パーツを使った面白い遊びを教えるなどして対処しました。3段の変形ピラミッドを組み合わせるときに苦労したキッズもいたので、スタッフが丁寧に教えました。文字を含む計算式は中学生向けなので今回の参加者には理解が難しかったと思いますが、模型を製作するだけでもキッズには楽しんでもらえたと思います。

<新堀剛史>
はじめてのスタッフリーダーとしての参加だったが、いちいち動きが掴めずにもたついてしまった。平山さんの助けのおかげでなんとか無事終わることが出来たが、もう少し全体が見えるようにならなきゃなと思った。 内容は一見簡単に見えるが実は奥深く、しかも細かい作業を伴うので、集中力やパズル力がいるレベルの高いものであった。しかも最後に導き出される式:(1/6)n(n+1)(2n+1)は高校2年で二乗和の公式として習うものなのだ。しかし、ピラミッドの体積という観点からこの式を導くのは大変面白く、様々な楽しみ形のできる会だったと思う。  午前午後とも、予想より進度が遅く内容を消化しきれなかった。そのため、ご家庭で段数を増やしたり減らしたりして、段数と体積の関係を調べてもらえるとさらに理解が深まると思う。

 

記入者
筑波大学 理工学群工学システム学類1年
新堀 剛史

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2016年12月11日 於 霞ヶ浦環境センター

 

  • 目的

一枚の紙から五芒星と六芒星を作る。クリスマスの飾りにもなる。

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  • 参加者

講師: 芳賀先生

 

スタッフ: 今村 優希、久保友汰、杉原翔吉

 

午前:キッズ14人/保護者7人

 

参加者計:21人

 

  • 所要時間

【午前】

9:30~ 受付

9:40~ 正三角形の折り方、六芒星の製作

10:30~五芒星の製作

11: 20~ 自由製作時間

11:50~ まとめ、解散

12:30  後片付け

 

  • 内容

まずは一枚の折り紙から正三角形を折りだす方法を芳賀先生が説明しました。正六芒星は正立と倒立の二つの正三角形が重なった形をしています。ただもちろん二つの折り紙を重ねるわけではなく、一枚の折り紙から正六芒星を折りました。芳賀先生と一緒に折った後、各自もう一つ正六芒星を折りました。img_0683

次に正五芒星を折りました。星の頂点は36°であり、この角度をどう作るかが問題になります。先生が小学生たちにも簡単に折ることができる近似の36°を得る方法を紹介してくださいました。これも先生と一緒に折り進めた後、二つ目以降は自分のちからで追っていました。img_0685

  • 主宰者のひとこと

1正方形用紙から六角星(正六点星,ダビデの星)と五角星(正五点星,ペンタグラム)を作りました。星作品はクリスマスツリーにも使えるかとこの時期に設定してあります。全員,この両方ともサイズを変えながら複数作ることができましたが,最小は1cm 未満のものもありました。

六-,五-ともに,当初予定していたことの一部を解説し忘れてしまいました。六点星では正方形内に正立位置で正三角形を作ると余り部分ができます。この余り幅を正三角形内に折り返すと1辺の6分の1に近似する(やや短い)ので,誤差を承知の上,作品にしました。正確には正方形の横幅を狭めて折らなければならないのですが,技術的に難しいのでやりませんでした。

五点星では,最初に36° を折る際に近似値を使った簡易法でやりましたが高学年生や大人向けには sin 18° = (√5-1) / 4 を数学的に正確に折る方法があることを提示し忘 れました。(芳賀)

 

  • スタッフ感想

<今村優希>

今回は高学年の子が多かったこともあり、みんなきちんと星を完成させていました。キッズが親御さんに教えているような場面も見られ、親子で楽しく作れていたかなと思います。いち早く完成させてイラストを描いているような子供もいれば、ずれないようにキチッと丁寧に折すすめているキッズもいて、性格が折り紙に表れているようで楽しく見ていました。三平方の定理を習うのはまだまだ先だとは思いますが、勉強したときに思い出して、また今と違った楽しみを見出してもらえたらなと思います。スタッフも一緒に、楽しくオリガミクスで遊ばせていただきました。ありがとうございました!

 

<久保友汰>

今回は一枚の紙から五芒星と六芒星を作りました。

はじめに六芒星を製作しました。

六芒星は1つの角が60度であるため、60度を作るために正三角形を考え、60度を作りました。

五芒星は1つの角が36度であるため180度を5つに分ける作業を行い36度を作りました。

中学生のキッズはしっかりと何を行っているかを確認しながら作業をしており数学等への利用が期待できるような回であったと感じました。

 

<杉原翔吉>

正方形の折り紙一枚から60°や36°などの角度をどうやって作り出すのか、非常に興味深かったです。前回参加したオリガミクス「ひと味違う3:4かざぐるま」では紙の特性を生かした「たとう折り」というものを多用したのですが、今回のオリガミクスはどちらかというと幾何の側面がより強いのかなと感じました。

そのためか、今回の折り紙は前よりも正確さが必要でした。前は多少折り方が適当でも神のしなやかさでかざぐるまの形になりましたが、今回はずれると最後にきれいな形になってくれないことが多くあります。教室が始まってからもサンプルの大きな正六芒星が完成せず悪戦苦闘していたのが僕ですが、結局最初の正三角形の頂点が爪の先程ずれていたことが原因でした。

キッズ達も苦戦しているところがみられましたが、みんな何度か練習すればきっときれいに星が折れるようになります。クリスマスまでに練習してツリーをきれいに飾りましょう。

 

記入者

筑波大学 生命環境学群生物学類1年

杉原翔吉

2016年11月23日 於 筑波大学

●目的
サイエンスキッズ秋の特別会!

JAXAの方々から宇宙にまつわる話を聞き、また工作実験を通して宇宙について考える。

 

●参加者
講師: 芳賀先生

JAXAスタッフ:西顕太郎、小澤悟、白澤洋次

スタッフ: 藤井啓太、中井彩加、新堀剛史、高瀬勇気

参加者計: 200人

 

●所要時間
【午前】
9:15~ 受付

9:30~ 移動
9:40~ イントロ

10:00~ 講義
10:20~ ペットボトルロケット工作
11:50~ まとめ

12:00~ 解散
【午後】

13:15~ 受付

13:30~ 移動
13:40~ イントロ

14:00~ 講義
14:20~ ペットボトルロケット工作
15:50~ まとめ

16:00~ 解散

 

●内容

イントロ

作用反作用の法則を体験的に勉強しました。椅子に乗って、お互いに押し合うことで、2人共動くのは押した力がお互いに影響し合うからです。お家でも、壁を押すなどして体験できますよ。
作用反作用の法則

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

講義、工作内容

今回はペッドボトルロケットの工作を行いました。

演示実験では、二段式ペットボトルロケットを見せてもらいました。

ペットボトルロケット     trim-32aca3be-b34e-43fc-8cf3-ae20d1382afb

 

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主宰者のひとこと
JAXAでのサイエンス・キッズは,受付,工作などで混乱を来たした昨年の反省に立って,今回は,主宰者,JAXA双方の準備がうまく行って,大きな混乱や時間切れはなく,所期の活動を成功裏に終えることができ,関係者一同に感謝しています。
特に,早い時期から学生スタッフとJAXA開発研究者との打合せと予備実験をするなど,意思疎通も十分にできたことがよかったと思います。スタッフ学生にとっては楽しみも学ぶことも多かったのではないでしょうか。先方も,ご苦労のかげにちょっとした楽しみを感じてくれていたようにお見受けいたしました。
水ロケットの工作と打ち上げ実験では,参加者全員が成功し,事故や怪我もなかったことは喜ばしく,1日の差で,時ならぬ雪という悪天候も避けられてラッキーでした。
会員外も参加可能というオープン企画にしたため,参加者が多く,付添家族をふくめて200人を超えましたが,工作・実験の参加について未就学児も無制限にしたところ,年長組のみならずそれ以下の幼児まで入って,材料不足の危機を招来したことは主宰者として反省すべきことでした。
終了後,今回のJAXAチーム代表から,来年もまた何かテーマを考えてやりましょう,という意思表示があり,とても嬉しく感じました。(芳賀)

●スタッフ感想

<藤井啓太>
サイエンスキッズの企画というものは、芳賀先生頼りで学生は当日の補助だけというものが多い中で、今回のJAXA回では学生スタッフ主導で内容の打ち合わせを行って来ました。JAXAの方々との打ち合わせは緊張もしました。

事前に当日の内容、スケジュール、スタッフの担当内容、発表スライドの準備、JAXAさんにお願いすることなどの分配がしっかり行え、また全員が各々の担当をしっかりこなせたこともあり、当日は200人をも超えるイベントであったのにも関わらず、大きな混乱なく行えたのではないでしょうか。この場をお借りしてお礼を申し上げます。

また、当日の工作では、子どもたち全員がロケットを飛ばすことにも成功し、また2段式ロケットの演示もJAXAさんのたくさんの試行錯誤の介あって、成功しました。工作過程では、保護者の方々が一緒になって工作されていたのは、微笑ましい画でした。

こういう会を通じて、将来JAXAで働くような科学者が生まれればいいなと思います。

 

<中井彩加>

今回は水ロケットを工作した全員がロケットを飛ばすことができました。午前中は参加人数が多く、スタッフの補助が十分でなかった点は反省点ですが、みなさん一度は飛ばすことができたと思います。実験というのは失敗がつきもので、JAXAの方が見せてくださった二段式ロケットもたくさん失敗を繰り返した、とのお話があったと思います。この点で、全員飛ばすことができたというのは素晴らしいと思いました。
水ロケット本体に関しては、水と空気のみでここまでパワーを出すことができることに驚きました。JAXAの方が試行錯誤して作ってくださった二段式のロケットは、キッズたちが仕組みなどに興味津々で、とてもいい経験になったのではないかと思います。二つのロケットを通して、ロケットは複雑で高度な仕組みによって成り立っていることは確かですが、根本はとても簡単な原理にあり、今まで遠く離れた世界のように感じていたロケット作りも実は私たちと地続きでつながっていることを実感しました。
<新堀剛史>

今回はjaxaのご協力を得て実施するサイエンスキッズということで、2ヶ月以上前からミーティングを開始した。そのためか、当日は特に大変な点などはなく順調にできたと思う。

水ロケットとありふれたものでありながら、jaxaの方からのロケットについてのお話や二段式ロケットの実演など非常に興味深い内容であったと思う。特に、二段式ロケットに関しては、jaxaの担当の方が直前まで調整し完成させたものであった。直前まで失敗続きと聞いていたので飛んだときはやはりjaxaはすごいなと思った。

低学年のキッズたちにとっても、そこまで難しい内容はなくほとんどのキッズたちが理解できていたように思える。午前の回は予想よりも大幅に上回るキッズが来たが、予定のタイムスケジュールから大幅に遅れることもなく進行できてとても良かったと思う。

来年もまたjaxaと共同でサイエンスキッズができたら良いなと心から思う。

<高瀬勇気>

今回は途中からの参加となった上、まだサイエンスキッズの仕組みをしっかりと理解しておらず能動的に準備に参加できなかったことが心残りです。しかし他のメンバーに助けられ、僕自身学ぶことの多い非常に有意義な回であったったと感じました。当日は、特に工作においてはキッズの中で経験や技術の差があったにもかかわらず、全員がしっかりと飛ぶロケットを完成させていたことには感心しました。わからないところは積極的に質問し、間違ってしまっても自分なりに工夫、修正していくという自主性を手伝う過程で、一人一人が考えながら手を動かしていることがわかり、キッズたちにとっても良い経験になったのではないでしょうか。

記入者
筑波大学 理工学群工学システム学類4年
藤井啓太

2016年12月10日 於 霞ヶ浦環境科学センター

●目的
電気を通すもの、通さないものを調べるテスターを自作して、電気を通すものと通さないものを理解する。

●参加者
講師: 芳賀先生

スタッフ: 須藤裕子、谷口友梨

午前:キッズ10人/保護者5人

参加者計: 15人

●所要時間
【午前】
9:30~ 受付と説明
10:00~ テスター作成
11:30~ 作成したテスターでテスト
11:50~ まとめ、解散
12:00  後片付け

●内容

プラグやコード、ソケットと電球を使ってテスターを作り、コードの先端部に通電するかどうかを試したい資料をおき、電源と繋いだ時に電球が光ればその資料は電気を通す、というものを作成した。

その資料として、アルミホイル、シャープペンシルの芯、折り紙(金・銀)などを試したのち、水、砂糖水、食塩水なども用いた。

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●スタッフ感想
<谷口友梨>
今回のイベントではテスターを作成して、そのテスターを用いて電気を通すもの、通さないものを体感しました。細かい作業も多く、得意なキッズ、そうでないキッズで作業にかかる時間に差があったように思います。早くテスターが完成したキッズが早く使ってみたそうにそわそわしていたのがとても印象的でした。電気を実際に通しテストしている時にも、キッズたちが通電するかしないかを予想しながらテストしていたのはとても良かったと思いました。食塩水でテストした時には、今後学習するであろう、電気分解の様子などを観察することができたと思うので、今回のイベントで興味を持ち自分で理解を深めたりしても良いのではないかと思いました。

 

記入者
筑波大学 生命環境学群生物学類2年
谷口友梨


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