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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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ものの溶け方の準備をしておく <もののとけ方>

 4m振り子のアームが理科室に置いてある。ってぇことは、振り子の授業が終わったってぇことだ。振り子実験台を戸棚に格納する。

 多分プログラミングをやるんだろうけど、<ものの溶け方>の準備をしておく。

ものの溶け方の準備

 薬品棚にたくさんあるホウ酸を使おうってんで、班に配るだけ計量しておく。100mLの水に溶かすとして、20gもあれば十分だろう。続けて、食塩も計っておく。こちらは40g。そんなに溶けるハズがないって量。

ものの溶け方の準備

 湯せんで加温して溶かすための準備物も用意しておく。湯せん用のボウルがあると良いのだが、500mLのビーカーに200mLのビーカーを入れて実験をしている。そのために、るつぼばさみにシリコンチューブをはめて“湯せん用はさみ”って称して使っている。中のちいさなビーカーを取り出すのが熱いからだ。

 この実験ではメスシリンダーの使いかたをシビアに教える。計り方を、置き方が大事なのだ。つい立てて置いてしまうのを見つけ次第注意をしなくっちゃ。この数年で2本ほど割ったので、一部はアクリルのメスシリンダーになっているが、割れにくくっても寝かして置くのが基本。

 それと、次に溶かすために2g計り取っておくって作業が何度もある。上皿てんびんの使いかたのスキルアップのチャンスだ。計り取る場合は分銅は右か左か?ってね。

地層を作ってみる

 そして、6年生が砂と泥水を流し込んで地層を作った実験装置を出してくる。元の光学水槽だ。

 これに飴玉を吊り下げて溶ける様子を観察する。お茶パックに入れた砂糖も溶かして見たら良い、とそれも準備しておく。

シュリーレン現象

 ついでの折に買っておいた飴玉は「パイン飴」。大きな穴があいているので吊り下げるのに便利だからだ。

 

 この光学水槽、用途が3単元もある。ひとつは6年生の地層、そして5年生のこのシュリーレン現象、それから、メダカの観察水槽だ。光が水に入る、出るの屈折なんて指導しなくなったからって、捨てちゃわなくてよかった。

 


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水溶液にとけた金属は、金属の性質を持っているか <水溶液の性質>

水溶液に溶けた金属は水溶液に溶けた金属は

 今日の実験は、水溶液(塩酸)に溶けた金属がどうなったのかを探る実験。そのために、水分を蒸発させて固形物を取り出す。

 おだやかに水分を飛ばしたいのでアルコールランプを使用している。ガスコンロを使ったら、熱しすぎて蒸発皿を割ってしまうことが多かったから。

 時間がかかるので、アルコールランプを班に2台出して作業。

水溶液に溶けた金属は

 余熱で乾燥させきったら、薬さじで集めて、磁石をあてたり、塩酸に再び溶かして、金属の性質を持っているかどうかを調べる。

 

 時間が押しているので、加熱器具を勝手に回収して回る。三脚、金網、三角架など熱いと時間がかかるから。二重軍手をはめた手で昔のステンレスの牛乳籠に回収してしまう。

 

 さて、洗ってはくれたものの、蒸発皿は少々黄色いのがついたままのが混じる。塩酸と洗剤とクレンザーで再洗浄。次のクラスが使うからなぁ。

 試験管の方は、水酸化ナトリウムの方をすぐに回収してしまったので、鉄で黄色くなっている試験管はなかった。それでも、塩酸と洗剤で再洗浄。塩酸を使う実験はこれで終わりだから。


 


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水溶液に溶けた金属のゆくえは <水溶液の性質>

水溶液の乾固

 前時の実験のまとめをしてから、水溶液の乾固を始める。つまり時間が足りない、ので、水溶液は片方だけ水分を飛ばして固形物を取り出す。

 けっこうツンと来るなぁなんて言いながら机間巡視。薬包紙の折り方をやってまわる。沸くまでは暇もあるので気の利く子は見ながら折ってみている。粉薬を包む紙だから薬包紙ってんだけど、見ることが少なくなったもんなぁ。“どこにいれるのん?”って聞かれる。

 

 三脚、金網、蒸発皿などが熱くなっているが、よく実験をしてきたので6年生はさすが、火傷しそうな子はいない。

 


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酸・塩基と金属の反応 <水溶液の性質>

酸・塩基と金属の反応酸・塩基と金属の反応

 今日の実験は、塩酸水酸化ナトリウム水溶液に、スチールウール、アルミ箔を入れて反応を見る実験。

 今までと違って、今日の水溶液は「濃い!」と注意をしておく。濃さは10倍。正確に言うと3molの水溶液を使っている。いままでは、指示薬の反応を見るだけだったので0.3molだった。塩酸は4倍に薄めただけの濃さだ。分注したときにこぼれた水滴でさえも怖い。

 担任には、「出来るだけ早く実験を始めて」とアドバイス。この濃さでも反応終わりまでに20分ほどかかることがあるから。

 

 反応が早いのは、水酸化ナトリウムとアルミ。すぐに黒くなってしまい、泡でアルミが押し上げられ上下している。試験管をさわって温度も確かめてみる。

 続いて、塩酸側も反応を始める。アルミは酸化被膜に覆われているせいか、始まるまでに時間がかかる。温度が上がり始めると速いのだが。

 匂い、色、温度、音、時間など漏らさず観察をさせる。

 窓を開けて、排煙口も全開にして、換気扇をまわして、と、塩化水素対策。開けてみた排煙口だが、一枚開かないのがある。しゃぁない、屋上に上がって外から引っ張って開けておく。

 

 片づけは、水酸化ナトリウムは回収。塩酸は次時に乾固するので試験管のまま回収。

 洗った水酸化ナトリウムの試験管を再洗浄して、再び試験管立てに戻す。

 ついでに、乾固実験の器具類の準備。

 


 


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最終更新日: 2020/04/02

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