「活動記録」カテゴリーアーカイブ

江戸川区こども未来館での活動(1)

大井みさほ会員が、8月12日の午後に、江戸川区子ども未来館の夏休み応援プロジェクトの一つとして、「光の進み方を調べてみよう」というテーマで、小学校児童10名に実験授業を行いました。

児童らの各テーブルに水槽を置き、水槽には水と少量のカルピスを入れて光の軌跡が見えるようにします。 緑と赤のレーザーポインターを配って、水槽の横からレーザーポインターで光を当ててもらい、光の反射と屈折を観察してもらいました。

次に、2人一組になって、光ファイバーを使ってレーザー光が光ファイバー内を全反射しながら進んで反対側に到達することを確認し、信号を送ることができることを実感してもらいました。

その後、キャラメルの空き箱を使って片方の面にスリットをあけ、その反対側に四角の孔をあけてもらいまし回折格子片を張り付け、簡易分光器を製作してもらいました。蛍光灯の光を観察し、赤や緑などのスペクトルの色が見えることを確認してもらいました。

最後に児童らにはプリントを配り、白板に説明図を描きながら、光の屈折についての説明や光の波としての性質の説明を行ないました。

八王子市立中学校PTAとの打ち合わせ

有山正孝、大井みさほの各会員が、7月21日の夕方、八王子京王プラザホテルで、八王子市立PTA連合の役員の方々と、今年度の八王子市立中学校科学コンクールへの協力について打ち合わせを行いました。

この活動はここ何年か 続いている活動で、今年は第11回になります。SSISSは昨年と同様、このコンクールに協賛することになりました。

12月7日(土)に開催される、優秀作品の発表会とポスター展示に参加して、ポスター発表の中からSSISS賞を2点、選出する作業を行うこと、表彰式で表彰状と副賞を理事長が選出された生徒にに授与する、ということが決まりました。

立教池袋中学校・高等学校での活動

大井みさほ、小林憲正、和田勝の各会員が、7月20日に立教池袋中学校・高等学校で開催された2019年度立教池袋中学校・高等学校の科学部と生物部合同研究発表会に、急なことだったのですが招かれたので助言できるかもしれないと思って参加しました。昨年と異なり、今年は池袋だけの中学校・高等学校の生徒の発表会でした。

発表は生徒2名の司会により進められ、午前中に休憩を挟んで5題ずつ計10題、午後からも同様に10題の演題があり、中学生によるものが14、高校生は6題でした。科学部と生物部が半々でしたが、科学部の演題は物理が少なく、ほとんどが化学を題材としたものでした。

生物分野の題材に関して言えば、「クローバーの研究」「ヤドカリの研究」「ゴンズイの研究」という大きなタイトルのものが多く、内容はまだ計画段階のものや、焦点が明確でないものが散見されました。中1から高3へとだんだんと切り口や方法などが洗練することが認められましたが、科学的な研究の基本である、「現象を観察し、なぜそのようになるか仮説を立て、実験を行い検証する」という手順を踏んだものが少ないことが気になりました。

研究計画を立てるとき、あるいは少し経って研究が始まったときに、上で述べた科学の手順を踏むためには、どのような実験を行えばよいか、どのように結果を考えて次のステップに行くのがよいかを、SSISSとして相談を受けたり助言するのが有益ではないかと思いました。


市川学園市川高等学校での活動

廣田穣、細谷治夫、町田武生の各会員が、2019年7月6日に市川学園市川高等学校で行われたSSH生徒課題研究の今年度の中間発表会に参加し、指導助言を行いました。

例年と同じように、今年度に新しく始まった課題研究の中間発表を生徒がポスター形式で発表するものです。詳しい情報がないので、この件については、これまでとします。

日本理科教育振興協会総会に出席

和田勝会員が、2019年5月28日に東京ガーデンパレスで開催された公益社団法人日本理科教育振興協会の第48回定期総会に出席しました。活動報告にはちょっとそぐわない気がしますが、いちおうSSISSはこの協会の会員なので、書いておきます。

副会長の開会宣言の後、会長の挨拶があり、理科教育の重要性について述べられました。来年度から学習指導要領が変わるので、この一年が重要だと強調、実験、問題発見、考えて解決のサイクルを実験室で行うためには、理科教育の責任は大きいと述べていました。続いて来賓の文部科学大臣(大臣官房審議官が代読)の祝辞がありました。この協会は、会員数は1110社あるそうです。

会長から スライドを使って 平成30年度の活動報告がていねいに行われました。続いて今年度の事業計画と事業予算が説明されました。 議事として第一号議案平成30年度収支決算の説明があり、監査報告を経て承認され、第二号議案として役員改選が諮られ、提案通り承認されました。 そのあと、何人かの政治家の方々からの祝辞がありました。

総会後終了後に、環境・防災研究所所長で東大名誉教授の藤井敏嗣氏の「火山噴火のメカニズムと日本の火山活動」といタイトルの講演がありました。

総会後の講演会

5月18日の総会終了後、午後3時から午後4時まで、大井みさほ会員よる「光の進み方を調べてみよう」というタイトルの講演会が行われました。講演会というよりは、大井会員がふだんSSISSの活動で行っている実験授業の内容を紹介して、光の性質について参加者に考えてもらおうというのが、近いかもしれません。

総会後に講演会を行うのは今回が4回目で、去年と同じようにA4色刷りのチラシを外注で作成し、総会の案内に同封して会員に送付するとともに、いくつかの場所に配布しました。

レーザーポインターを使い、水槽に水を入れて、参加者に光の進み方を確かめてもらったり、光ファイバーの中をレーザー光が外に漏れることなく全反射で伝わっていく様子などを確かめてもらいました。

水槽に水を入れ、少量の牛乳を入れて レーザーポインターのビームを見やすくします。水槽の横からビームを照射し、水中をビームが直進することを確かめます。次にビームを空気中から水中に向けて照射すると、ビームは水面で屈折して水中に向かいます。このとき、入射角より屈折角の方が小さくなります。入射角を変えていくと屈折角も変わりますが、両者の正弦の値の比は一定で、空気の絶対屈折率(1.00)と水の絶対屈折率(1.33)(分母は水)になります。

今度は逆に、屈折率の大きな水から空気中に向かってビームを照射します。真上に向けた場合(これは水槽ではできませんが)はそのまま突き抜けます。90度から角度を小さくしていくと、 一部は屈折して空気中に出ていき 一部は反射します。角度を小さくしていくと、あるところで屈折角が90度になり空気中に出て行かなくなります。このときの角度を臨海角と言い、水と空気の場合は48.6度です。これは次の式を使って求められます。

  sin(入射角)/sin(屈折角)=空気の絶対屈折率/水の絶対屈折率

屈折角は90度なのでこの項は1となり、空気の絶対屈折率は1なので、結局、sin(入射角)=1/1.33となり、この値は0.750で、角度は上の値(48.6度)になります。つまりおよそ50度よりも小さくすると、光はすべて水面で全反射することになります。(次の図は「わかりやすい高校物理の部屋」の全反射の項からお借りしています。)

上の式から、分子に比べて分母の屈折率が大きいほど全反射の臨界角が小さくなることが分かります。光ファイバーは、屈折率の大きなガラスなどを中心(コア)に使い、外周部(クラッド)に屈折率の小さな素材を使っているので、光は中心部を全反射しながら進んでいくことができるのです。電磁波の影響を受けないので、光ファイバーは今や、デジタル通信などに欠かせない素材となっていますね。

2019年度の総会が終了しました

ネットに載せるのが遅くなってしまいましたが、5月18日(土)午後2時から2時55分まで、池袋立教中学校・高等学校地学教室で2019年度の定例総会が開催され、無事終了しましたので、経過の報告をします。なお、今年度は総会の様子を写した写真が少ないので、前年度の記事を参照して想像しながら読んでください。

有山正孝庶務担当理事の開会の宣言の後、出席者と委任状等提出者数から総会は成立しているという宣言があり、大井みさほ理事長から挨拶がありました。理事長は、大木前理事長の言葉を引きながら、次の一年も頑張れればと思うと述べられました。

続いて議長の選出が行われ、大井みさほ理事長が議長を務めることになり、以降は議長が議事進行をつかさどり議事が進められました。

第1号議題(2018年度事業報告及び収支決算報告)
事前に配布した資料に基づき、有山正孝庶務担当理事から2018年度の事業報告、和田勝会計担当理事から2018年度の収支決算の報告がありました。その後、奥田治之監事から監査報告があり、審議の後採決されて可決承認されました。

第2号議題(2019年度事業計画及び収支予算案)
有山正孝庶務担当理事から2019年度の事業計画の説明があり、和田会計担当理事からは予算案について、前年度と比較しながら説明がなされました。今年度は、事業費(実際の活動)のうちSSISSの活動のノウハウを手引きの形で公表するための金額を増やした予算案になっていることが説明されました。採決の結果、可決承認されました。

第3号議題(定款変更の件)
有山正孝庶務担当理事から、昨年度に引き続いて定款を変更する必要が生じた経緯が説明されました。
「平成24年4月施行の特定非営利活動促進法の改正に伴い、条文の文言に若干の変更がありました。また予備費に関する条項が削除されました。この改正は各NPOの監督官庁に対する義務、提出文書の文言に本質的な影響がなかったせいか、速やかに改正せよという指導がそれほど強くなかったようで、多くのNPOで定款改正がおこわれておりません。近年、都庁からの指導が強まった感じで、我々も正直に言えば気づかず改正しないまま放置しておおりましたので、この際、改正したいと考えて提案する次第です。」
その後、資料に基づき改正の要点の説明があり、審議した結果、賛成多数で可決されました。

第4号議題(役員の選任の件)
有山正孝庶務譚と理事より、定款第14条の定めるところにより役員は総会において選任することになっており、現在の役員の任期は2019年5月31日で2年の任期を終了、そのため6月1日からの役員を選任する必要があり旨の説明がありました。町田武生副理事長から理事会の提案が示され、一括で承認することが認められ、採決の結果、理事会の提案が承認されました。これまでとの変更点は、野津憲治理事が退任し、代わりに小林憲正会員が理事になる点です。

すべての議案の審議が終了したので、自由な意見交換が行われたのち総会での審議は終了しました。

最後に議事録署名人の選出が諮られ、奥田治之会員及び野津憲治会員を選任して、総会は無事終了しました。

総会の議事録はここにあります。

総会終了後、午後3時から大井みさほ会員の講演会があり、さらにその後、懇親会が開かれました。

市川学園市川高等学校での活動

廣田穣、細矢治夫、町田武生、和田勝の各会員が、平成31年3月9日に市川学園市川高等学校で行われた、平成30年度SSH生徒課題研究年度末・発表会に参加し、指導助言を行いました。

昨年7月の中間発表会での活動報告にも書きましたが、市川学園市川高等学校はスーパー・サイエンス・ハイスクール(SSH)に選定されていて、生徒はほぼ1年かけて理科の課題研究を行っています。今回はそのまとめである年度末の研究発表会でした。

発表会は、アリーナを会場として、生徒の司会で始まりました。

校長先生のあいさつの後に、各課題のポスター発表が行われました(ただし数学の5題は口頭発表)。課題研究は合計133あり、内訳は、数学5、情報8、物理42、地学3、化学33、生物42でした。

前半は奇数番号、後半は偶数番号の課題の発表が行われ、参加した会員は、それぞれの専門の分野のポスター前で、発表者の説明を聞き、疑問点を質し、改良点などについて助言をしました。報告者は生物が専門なので生物の課題しか見ていないのですが、それでも数が多いので、すべてを聞くことはできませんでした。全体としてそれぞれが熱心に取り組んでいると感じました。ただ、データの処理のしかた、表現の仕方などに改善の余地があるものも散見さました。このような点の改善にSSISSが資する余地があると思います。

市川学園市川高等学校での活動

町田武生会員が、平成30年12月3~5日、および7日の午後に、市川学園市川高等学校において、理科課題研究の中間発表会に参加して、指導助言を行いました。

市川高等学校では、ほぼ1年にわたるSSH理科課題研究が毎週1回午後に行われています。おおむね実験が終わったところで、その進捗状況を口頭発表してもらい、質疑応答を経て取りまとめに向かってもらうための集まりが、上記日程であり、町田会員はこの口頭発表会に参加してアドバイスを行ったというわけです。

全部で137件の発表があり、そのうち生物分野は47件でした。47件のうち38件を町田会員は担当し、質疑応答やアドバイスなどをしました。

アドバイスは、実験そのものに対するもの、必要な文献の紹介などに加えて、実験に供している動物の生餌の提供、適当なアドバイスを得られるであろう専門家に連絡を取って紹介するなど、多岐にわたりました。おおむね指導助言の役割を果たしたということでした。

物理、化学等の分野についても、次年度は7月の全体発表会の際に個別に良く話を聞いて、必要に応じて12月に改めてコメントやアドバイスをするようにしたら、SSISSとしても有益な活動になるのではないかと考えています。

小金井雑学大学での活動

大井みさほ会員が、平成30年11月18日の午後に、小金井市商工会館の中にある萌え木ホールで行われた小金井雑学大学で、「生活と物理」というタイトルで講義を行いました。参加者は雑学大学の会員である小金井市民を中心に、大人が30名ほどでした。

「生活と物理」と題して、家の内外の日常生活に関係した物理、主として歩くこと、転倒、姿勢、重心など、力学的な話をしました。 転倒による骨折は、年齢が高くなると大きな危険因子となるからです。

力学的に考えると、 私たちが立って いられるのは体の重心から降ろした垂線の位置が、両足の足の裏が地面に接する面を囲む線の内側にあるからです。体を模式的に角柱で表して横から平面で見ると、図aのようになります。今、この角柱が左方向へ移動する場合、図bのように角柱全体が同じように動いていれば、転ばずに移動することができます。

ところが、体の上部と下部の速さが異なり、その差が大きくなって、重心から降ろした垂線が、足の裏の接する面を囲む線から外れてしまうと、足の裏に働く抗力と重心に働く重力によって回転モーメントが生まれて倒れてしまうことになります(図c)。このようなことが起こるのは、何かにつまずいたり、道路の凹みや段差に足を取られた時に起こります。

横向き の速さが小さければ、段差に足を取られても片足を前に振り出して踏みとどまることができますが、早く歩いていると間に合わないことになります。 なにご ともせかせかとするのでなく、 足元に気を付けて、ゆっくり動けば、転倒事故も減る というわけです。 実際の歩行運動は、左右の足を前に踏み出して地面を蹴って進むのでもっと複雑はことになるのですが、ここでは話を簡単にするために角柱での運動にしています。詳しくは、このページが参考になると思います。

また質量の単位など、いくつかの単位の定義が変更になることも紹介しました。2018年11月に開催された国際度量衡委員会で新しい定義が採用されたのです。一番大きな変更はキログラムです。これまで100年以上にわたってパリ郊外にある国際度量衡局に厳重に保管されてきた キログラム原器をもとして定義されていたのが、普遍定数であるプランク定数をもとに定義されたことです。

産総研に保管されているキログラム原器
https://www.aist.go.jp/sst/ja/aist_history/history1/index.html

新しい国際単位系(SI)の全体図です(産総研のページより)。

キログラムの新し定義は「プランク定数の値を正確に6.62607015×10のマイナス34乗ジュール・秒(Js)と定めることによって設定される」となっています。ピンときませんね。詳しくは、このサイトを参照してください。またブルーバックスの
臼田孝 著の「新しい1キログラムの測り方」も参考になります。

上の図にあるように、同時にアンペア、ケルビン、モルの定義も見直されました。これでSIのすべての単位が定数によって定義されたことになります。昔習ったメートル原器やキログラム原器は過去の話になったのですね。時代の流れを感じます。