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酸素・二酸化炭素が半々の気体なら <ものが燃えるとき>

半々の気体だったら

 あらかじめ集気びんに、メスシリンダーで水を100mL計って入れて、線を引いておいた。つまり、酸素を100mL、二酸化炭素を100mL水上置換で入れることが出来るって集気びん。

 

 さて、この中ではろうそくは燃え続けることができるだろうか、ってのが問題。

 酸素が普通の倍以上あんねんで、そら、燃えるやろ。

 二酸化炭素が半分もあったら燃えておれんのとちゃうか。

 こんな意見の討論があるとおもしろいんだが、演示実験で手短に進めた。

 2クラスを合わせてみると、予想はは半々だった。

 

 何でそう考えたか、を述べる力量って培ってやるのが理科って思うんですけどね。

 国語科、算数科、生活科なんて「科」を付けてますが、ほんじゃぁ理科は「理」って教科?。そのとおり、現象のコトワリを見つける教科なんですよね。

 だから、酸素が何をするのか、二酸化炭素は何をするのかを理由をつけて説明しなくっちゃ、って問題。

半々の気体だったら

 結果は、コレ。酸素が濃いので明るく燃えるんですワ。酸素の持つ助燃性で燃えるんですナ。

 

 二酸化炭素は火を消す、って思ってる子はコトワリの誤解なんだワ、ってダメ押しの実験。


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ろうそくが消えた後には <ものが燃えるとき>

ものが燃えたあと

 ものが燃えるしくみの実験がどんどん進んでいる。ボンベを使ってO2,CO2、N2の実験が終わったらしい。空ボンベが並んでいる。

 今日は、燃えた後の空気の組成。CO2チェッカー専用の集気びんのフタを出して、燃焼さじを差し込んでおく。

ものが燃えたあとものが燃えたあと

 ろうそくが消えたら、チェッカーの「校正」ボタンを押して集気びんの中にプローブを押し込む。

 CO2は数%あたりまで増えて、O2は5ポイントほど減っていた。チェッカーは5秒ごとにO2・CO2の表示を切り替えてくれる。数値が落ち着いたあたりでノートに記録する。一度に2つの気体の濃度を表示してくれるってとこが便利。

酸素を水上置換で

 コロナのせいで、準備するモノは倍の12個になるが、二人で実験する、ってのがなんだか普通に見えてきた。今までは4人班だったので、水上置換なんて上の写真のようにたくさんの手が入り込んできたもんだ。それだけ実験ってやりたいんだよね。

 

 ふと気が付くと、欠席の子がいて、1人ぼっちで実験することになった子が二人も居た。その子らの席を移動させてまとめて二人組にしたらよかった、って思ったが、1人でもやっちゃう気なんだから、スゴイねぇ。ホンの1ヶ月で濃密な実験ってのが普通になっちゃった。
 

 


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天気が悪いので、燃焼の単元に戻って <ものが燃えるとき>

モノが燃える時モノが燃える時モノが燃える時

 梅雨だし、警報が出るし、天気の悪い日が続くので、光合成やら植物の呼吸の実験・観察をするのはちょっとなぁ、ってことで、教科書の先頭に戻って、燃焼の仕組みの実験の準備。

 

 油粘土を丸めて、棒引きの丸棒を切って作った麺棒で平らに伸ばす。それに、手製の銅板製のろうそく立てを押し込み、底なし集気びんをのせる。

 机が油だらけになるのは、あとの掃除が面倒なのでいにしえの給食皿を用意した。

 

 上に空気穴、下に空気穴、と条件を変えて、4パターンの燃焼の様子を見るらしいので、3本入りのマッチ箱を2個、分割班に配る。一人1箱だワ。二人で班を構成するのは、今までのほかの実験と同様。

 実験セットは、フルゲートの12セット。足りなかったら急いで作らなあかんと思ったが、揃ってるもんだ。

 


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ムラサキイモの色素を抽出 <水溶液の性質>

ムラサキイモ抽出液

 コロナウイルスのおかげで、エタノールが手に入った。教室の消毒用の資材だ。それをちょっと分けてもらって、ビールからワインあたりの度数に薄めて、乾燥ムラサキイモを入れておいた。使ったのは10枚ほど。2日経ったのがコレ。

 これなら、ムラサキイモパウダーを買って、水に溶いてって必要がない。そして、それよりも色が濃い。

ムラサキイモ抽出液

 試験管で作ったら、これっぽっちだ。単元が近づいたら必要量を作ってみることにしよう。

 いままでに芋を漬けたままのはあるけど、どうもデンプンが溶けだしてきているみたい。適当なところで芋を取り除く方が液がきれいなように思う。

 芋そのものを調べたい溶液に入れる、ってのでやってきたけど、紫のこの試薬を注いだら色が変わった!って方が良い、って言われたので、水溶液でやってみるつもり。

 

ムラサキイモ抽出

 抽出するのはエタノールでなくても、酢でも、他のアルコールでも出来そうだが、危険物のメタノールや、匂いのきついイソプロパノールよりも、ってメタノールを選んだ。上の写真は、孫の昔の自由研究。水と比べると、酢・ワイン・酒・みりんと、色濃く出ているのは、醸造系だ。

 「お酒みたい」って言われたから、ちょっとアルコールをとばしておいた方が良いかも。

 

 

 


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再結晶の観察 <もののとけ方>

再結晶の観察

 今日は再結晶の観察の授業。

 スライドガラスを2枚、ガラス棒を1本、水洗い用のプリンカップを1個、顕微鏡を1台、各自に用意する。つまり、個人実験って贅沢な授業。

 用意した飽和水溶液は6種。ボンベキャップに2mLずつ入れて各班に配る。準備で大変なのはこれぐらい。顕微鏡を取りに来るときは混雑するので、近くの机の上に出しておいてやる。

 使うのは実体顕微鏡ばかりなので、粗動ネジで動かしていないために見えない!って子がいるので机間巡視で指導。

再結晶の観察再結晶の観察

 顕微鏡が準備出来たころからそろそろ再結晶が始まる。これは形からして食塩らしい。

再結晶の観察再結晶の観察

 これは塩化アンモニウムとホウ酸らしい。

 

 6種も配ると、どれかきれいな絵になって見えるもんだ。

 水が蒸発していくと、溶け切れなくなって溶けていたものが出てくる、ってことは分かっただろう。

 

 準備物は多いが、各自で顕微鏡も片付けに来るので、後片付けも楽。


 


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溶けても全体の質量は変わらない <もののとけ方>

溶けたものは質量不変

 今日の実験は、溶けたものは見えなくなるが、その合計の質量は不変であることを確かめる実験。

 きびしく言っておかなければならないのは、電子天秤の扱い方。どうもねぇ、秤を見ると手やら筆箱を乗せて数字が変わるのを楽しむ子が出てくるからだ。

電子天秤が壊れる原因だ電子天秤をバラしてみる電子天秤をバラしてみる

 で、それの指導のために準備室に置いてあるのは、壊れた電子天秤の心臓部

 なぜ壊れたかって言うと、戸棚に重ねてしまっちゃうようなスタイルの電子天秤だったからだ。この形では重ねて片づけるし、重ねて運ぶことになるわなぁ。

 心臓部は、アルミの削りだしの角棒。丸穴が二つ開けてあって、その部分が少々伸びるように作られている。バネなんぞは無いから感触としてはピリッとも動かないのだ。その穴の上にはフィルム基板にセンサーが貼り付けてある。それからリード線がでて、電子天秤のコンピュータにつながっているのだ。

 つまり、コンピュータ利用機器であって、バネを使ったメカニカルなアナログの秤ではないのだから、“手なんぞで押してみるってことは「壊そうと思った」以外の理由はナイ!” って言いきっておくのが大事。

溶けたものは質量不変溶けたものは質量不変

 カバーの蓋をあけて慎重に計ってはいるが、薬包紙がカバーに触れているのに気が付かないみたい。カバーを開けてやった班もある。

 薬包紙にはあらかじめ2gの食塩を計っておいて薬の包み方で折って配った。元通りに折り直している子が居るなと思ったら、量る時に折ったのを載せた。薬包紙の包み方も知ってて損はないから、折り目を見ながら元通りに折るってのも良い勉強だわサ。

 

 で、溶かした後、元の質量にならない班が出てくる。「失敗だった」なんて書いたらアカンぞって言っておく。同じ質量にならなかったのは、食塩をこぼしたからとか、振って溶かした時に水が数滴こぼれたから、って考えられる理由を書くのが良い。

 言っておかないと、水をスポイトで足して同じにしちゃうってゴマカシの実験が起きる。知識として先に知っているから「失敗」と断定するのであって、「数値が減ったのは何でだろう」って考えて考察を書かなくては、考える力を育む理科教育にはならん。

 

 「薬包紙を開ける時に食塩をばらまいちゃいました」って言ってる班は正解! なるほど、数粒白いものが机に残っておるワ。

 

 一応、100mLに10gの食塩を溶かすためのビーカーも用意していたのだが、小さな蓋のできる容器を使ってみた。ガラス棒がいらない分、量るものが少なくて楽。

 

 

 

 


 


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再結晶の用意がしてある <もののとけ方>

顕微鏡下で再結晶

 顕微鏡やら、スライドガラスが用意してある。いきなり再結晶の観察をするんかいな、と疑問に思いながらそれなりに準備。

 水溶液が6種もあるので、スライドガラスは一人2枚らしい。スポイトで水溶液を取って、スライドガラスにのせるってのは、1滴落とすのがむずかしいし、だいたいスポイトの数が足りん。

 準備しておいたのは、短い方のガラス棒。これで、1滴〜2滴チョンとのせればいいのだ。で、次の水溶液に行くために、プリンカップの水でチャバッとゆすいで雑巾で拭いたら作業が早い。これらを一人一つ準備。

 水溶液の分注が大変だなと思って担任と打ち合わせると、予備実験のついでに用意をしただけだったよう。で、準備だけしておいて、予定変更。籠の準備は来年までこのまま置いておこう。


 


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飴玉を吊るして観察する背景をストライプに <もののとけ方>

シュリーレン現象を観察するバック

 終わったのだが、やっておけばよかったと思って片づけながら手直し作業。

 光学水槽の背景が黒い方が良いと思って、黒画用紙を用意したんだが、水槽の背景が白アクリルだったので、画用紙は無理。急遽、屋上の防水シート素材を刻んで授業に間に合わせた。

もののとけ方 シュリーレン現象で

 この水槽の背景には、模様がついている方が、屈折するようすが良く分かるだろう。そのために観察は終わったんだが黒でストライプを描いておいた。

 

 こんなことをすると、どう使うのかを説明するシートが必要ではないか。とりあえずポリ袋に収めて、背景だって書いておいた。

 シートをしたためて、パウチしておかなくてはならんだろうな。

 


 


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上皿天秤を2台配って <もののとけ方>

もののとけ方

 水に溶かしてみて、溶けないなら加温して溶かす実験。

 忘れてたけど、上皿天秤が初めてなのだった。メスシリンダーと初めてのものが二つもあるので時間がかかる。

もののとけ方もののとけ方

 次のを計りとりながら、水に溶かして、加温していく。暇な実験より、忙しいってのは良いことだ。計る、溶かす、記録するって分担するとマルチタスクになるんだワ。

 結局、少々時間が足りなかった。

グラフ用紙 

 んで、グラフ用紙を配布したけど、とりあえずノートにはさむだけになってしまった。

 

 湯せん用ボウルは調子が良い。板厚がある分沸騰音も小さい。100均ぽい薄板のボウルだと沸騰するとすごい音がするけど。中に入れる湯は100mL程度。なので、すぐに沸騰する。

 ビーカーを押さえながらかき混ぜているとおり、つまんで下すのもはさみや雑巾なしでも出来る。買ってきて正解だった。

 
 


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もののとけ方の最初の時間 <もののとけ方>

もののとけ方 シュリーレン現象で

 ちょいと早いが3学期教材の<もののとけ方>に入る。3学期の5年生は6年生から譲られた仕事やら、卒業式練習につきあうとか、何かと忙しい。なので、余裕があるなら早めに始めておいた方が気が楽なのだ。

 で、水槽に飴玉と砂糖をつるして溶ける様子を観察する。

 

 身の回りには「とける」って現象がいろいろある。「溶ける」「解ける」「融ける」「熔ける」などの字があてられる。「氷はどれだ?」、文学的には「解」で、理科的には「融」なんだな、コレが。生活している上では雪から解放される「雪解け」であって、融点に達したので「雪融け」じゃぁあまりにも物理的すぎて情緒がない。

 水溶き片栗粉っていうけど、、アレは水と混ぜているんであって「混濁」なんだな。だから、溶けるって難しい。ただ、サンズイ偏なので、水に溶けて見えなくなることだ、って言えそう。

 

 針金を水槽に取り付けて、その先にパイン飴をぶら下げる。穴があいているパインアメが便利なのだ。しかも、元より飴の穴の大きさが大きくなるからおもしろい。

 その横のお茶パックには砂糖を入れている。どちらも濃いくて甘い比重の大きな水溶液が下がっていく様子が見える。手に落射用光源を持って机間巡視して横から照らしてやる。

シュリーレン現象

 


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最終更新日: 2020/07/10

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