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2014.02.12
カテゴリ： その他
本校に赴任して２年目の研究発表会の公開授業で教材として取り上げたのは「ビー玉エンジン」。これもも４年前に明治図書「楽しい理科授業」の連載「授業が変わるものづくりのヒント」（第６回）で次のように紹介していた。
・・・・・
授業が変わるものづくりのヒント 第６回
ビー玉エンジン（４年「金属、水、空気と温度」）
□「ビー玉エンジン」はできたけれど・・・
今回紹介する「ビー玉エンジン」も、前回と同様、仕組みを説明することが容易ではありません。（写真１）
この「ビー玉エンジン」は試験管内の空気が温められると膨張し、注射器を押し上げます。すると、ビー玉が加熱部に転がることにより、空気が移動して冷やされ元の状態にもどります。この現象がくり返され、注射器がエンジンのようにピストン運動をします。（写真２）
必要な材料は、試験管１本、ビー玉５個、注射器１本（ガラス製のもの）、ガラス管付きゴム栓１個、ゴム管１本、輪ゴム１本、台、アルコールランプです。輪ゴムの位置を調整しながら試験管の高さをうまく合わせるとよく動きます。
それでは、実際の授業の中で子どもたちは難易度の高い「ビー玉エンジン」のひみつをどのように解明していったのでしょうか。
「ビー玉エンジン」を実際につくってみても、ほとんどの子どもが手がかりさえもつことができません。そこで、動く様子をスローモーションにした映像を見せました。すると、「注射器が伸びるときは空気を熱している」（写真３）「ビー玉を熱しているときに注射器が縮んでいるよ」（写真４）と注射器が伸びるときと縮むときでは、熱している物質が違うことに子どもたちは気づきます。
□「どこかで空気が冷やされているはず」
その後の追究は次の通りです。
１）ビー玉だけを加熱する。
２）ビー玉なしのビー玉エンジンを試す。
ビー玉なしの「ビー玉エンジン」を加熱したときのことです。一人の子どもが「熱するのをやめるとすぐに注射器が縮む」と発言しました。（写真５）
この発言をきっかけに、話し合いは次のように進んでいきます。
「空気は温めるとかさが増えて、冷やすとかさが減るからじゃないかな。」
「それじゃあ、注射器が縮むっていうことは、どこかで冷やされているっていうこと？」
その後子どもたちは、あらためて動く様子を観察したり図に書いて考えたりしながら（写真６）、「ビー玉エンジン」の仕組みと温度による空気のかさの変化をつなげて考え説明していきました。
このように、「ビー玉エンジン」の仕組みを追究し説明させることによって、空気のかさの変化を実感させることができます。
・・・・・
授業が変わるものづくりのヒント 第６回
ビー玉エンジン（４年「金属、水、空気と温度」）
□「ビー玉エンジン」はできたけれど・・・
今回紹介する「ビー玉エンジン」も、前回と同様、仕組みを説明することが容易ではありません。（写真１）
この「ビー玉エンジン」は試験管内の空気が温められると膨張し、注射器を押し上げます。すると、ビー玉が加熱部に転がることにより、空気が移動して冷やされ元の状態にもどります。この現象がくり返され、注射器がエンジンのようにピストン運動をします。（写真２）
必要な材料は、試験管１本、ビー玉５個、注射器１本（ガラス製のもの）、ガラス管付きゴム栓１個、ゴム管１本、輪ゴム１本、台、アルコールランプです。輪ゴムの位置を調整しながら試験管の高さをうまく合わせるとよく動きます。
それでは、実際の授業の中で子どもたちは難易度の高い「ビー玉エンジン」のひみつをどのように解明していったのでしょうか。
「ビー玉エンジン」を実際につくってみても、ほとんどの子どもが手がかりさえもつことができません。そこで、動く様子をスローモーションにした映像を見せました。すると、「注射器が伸びるときは空気を熱している」（写真３）「ビー玉を熱しているときに注射器が縮んでいるよ」（写真４）と注射器が伸びるときと縮むときでは、熱している物質が違うことに子どもたちは気づきます。
□「どこかで空気が冷やされているはず」
その後の追究は次の通りです。
１）ビー玉だけを加熱する。
２）ビー玉なしのビー玉エンジンを試す。
ビー玉なしの「ビー玉エンジン」を加熱したときのことです。一人の子どもが「熱するのをやめるとすぐに注射器が縮む」と発言しました。（写真５）
この発言をきっかけに、話し合いは次のように進んでいきます。
「空気は温めるとかさが増えて、冷やすとかさが減るからじゃないかな。」
「それじゃあ、注射器が縮むっていうことは、どこかで冷やされているっていうこと？」
その後子どもたちは、あらためて動く様子を観察したり図に書いて考えたりしながら（写真６）、「ビー玉エンジン」の仕組みと温度による空気のかさの変化をつなげて考え説明していきました。
このように、「ビー玉エンジン」の仕組みを追究し説明させることによって、空気のかさの変化を実感させることができます。
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