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スーパー先生と子どもたち

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 全国から選ばれた、理科が大好きな中学2年生40人を集めて、富士山麓の、山梨県富士吉田市、「経団連・人材開発センター研修所」で12日間の日程で繰り広げられたノーベル賞学者をはじめ、日本屈指の科学者による講義、気鋭の理科教師による授業やおもしろ実験の合宿「創造性の育成―関本・有馬塾」が11日、無事終了した。
 このような、科学少年による合宿はかつて例がなく、「我が国が目指す『科学技術立国』の担い手育成への礎」になったといえるだろう。
 生徒の声、授業や生活指導をした先生、有馬朗人・塾長(元東大総長・文部大臣)の声をもとに、合宿を振り返った。

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原子・光に興味―授業・実験
イメージ 2 67時間に及ぶ授業や実験の中で、繰り返し出てきたのが、原子の構造、光の性質についてだった。
 ニュートリノ研究の第1人者、小柴昌俊・東大名誉教授(ノーベル物理学賞受賞者)は宇宙の彼方から飛んでくる原子よりも小さな素粒子「ニュートリノ」の研究が、宇宙誕生の秘密を解き明かすカギになること、岐阜県飛騨市の観測施設「スーパーカミオカンデ」での観測方法などを解説。
 外村彰・日立製作所フェロー(文化功労者)は、電子顕微鏡で見る、原子の中身について、写真や動画を交えて紹介した。有馬塾長をはじめとするいくつかの授業では、かつて理論物理学者が大論争をした、光の性質「粒子なのか波なのか」の話が繰り返し説明され、実験もした。高校で勉強する三角関数を使った計算もした。
 北原和夫・国際基督教大学教授の授業ではアインシュタインの相対性理論を数式で検証した。
 これらについて塾生の関心は高く、授業の後には質問の列ができることもたびたびだった。

<塾生>
・学校で習っていた光について、その性質や屈折する理由など深く勉強できた。【島根県 土江宏和くん ほか】
・原子は原子核と電子からできていることは知っていたが、原子核の中は、陽子、中性子、それよりもっと小さいクォークなどからできていることがわかった。【山梨県 勝又光孝くん ほか】
・光の性質が解明されるまでに、(ニュートンやアインシュタインなど)たくさんのすごい人たちが悩まされていたことにびっくりした。【島根県 中奥忠治くん】
・物質を核分裂でエネルギーにできることを習ったので、二酸化炭素を有効なエネルギーとして利用する方法をいつか研究できるよう頑張りたい【東京都 村田俊樹くん】

グループ別自由研究
イメージ 3 8月6・7日の2日間、グループ別の自由研究(担当:瀧川洋二・東大客員教授ら)に取り組んだ。
 授業の冒頭、仮説の設定、実証、分析、発表など、プロセスだけを教わり、内容は全て塾生の手作り。テーマは温度に関するものなら何でも可。具体的な研究方法も塾生達が考え、発表も自ら行った。“塾生による本格的な研究”は、この合宿の大きな山場だった。

<瀧川・東大客員教授>
 全国の中、高校で、この種の実験が行われたのは初めてではないか。塾生の次々に繰り出す工夫、発想には舌を巻いた。しかも、大変難しいテーマに挑み、それぞれ成果を得ていたことは貴重だ。
 
<塾生>
・日常的なことでも「なぜだろう」と考えるクセがついた気がする。また、理由を順序だてて論理的に説明できるようになった。【静岡県 齋藤成之くん】
・失敗しても落胆せずに挑み続けたり、方針を変える柔軟性を身につけることができた。【茨城県 宮部裕史くん】
・同じグループに頭のよい人がいたので、その人に負けたくないと思って頑張ったら、いいアイデアが次から次へと出てきた。自分で自分にびっくりした。【石川県 吉田彩乃さん】


ノーベル賞学者、財界首脳から科学少年たちへのアドバイス
イメージ 4 合宿の最大の特徴は、ノーベル賞学者はじめ、世界を代表する日本人科学者達による授業だった。 
 江崎玲於奈・横浜薬科大学学長(ノーベル物理学賞受賞者)からは「自らの限界を超えるために二元論的(ヤヌス論)な視点で物事を見ること」、戸塚洋二・東大特別栄誉教授(文化勲章受章者)は、「自然界の構成要素である『時間・質量・長さ』に限りはあるのか」。  
 また、夜の講話では三村明夫・新日鉄社長、経団連副会長や、岡村正・東芝会長、経団連副会長など財界の首脳も、「21世紀の日本経済が直面している状況」、「科学技術立国の必要性」を話した。
 自らの体験談も交えた話も多く聞かれ、塾生達は科学者を目指す上での話だけでなく、どう生きるかを考える上でも大いに参考になったようだ。

<塾生>
・(戸塚先生の授業で)長さや温度などが有限なのに加えて、これまで無限だと思っていた時間でさえも限りがあるというのが最も印象的だった。【石川県 坪田智之くん】
・(三村先生、有馬塾長の話を聞いて)日本は資源もなく食糧もないので、科学・技術をもっと伸ばして今の生活ができるようにしなければならないと思った。【石川県 坪田智之くん】
・どの先生も何回失敗したって、自分の意志を貫いて努力してきたのだと感じた。努力した人はいつか必ず報われると思う。理解できないところもたくさんあったのでこれから一生懸命勉強をしていきたい。【青森県 杉林花那子さん】
・江崎先生の(言っていた)、物事を2つの面から見るということを実践していきたい。【東京都 齋藤大之くん】
・江崎先生に直接質問することができてよかった。【島根県 須田翔太くん】
・二度とできない体験をすることができた。自分に自信を持ちたい。【石川県 田中理恵さん】

<瀬田栄司・東京都中学校理科教育研究会会長>
 「『ノーベル賞学者など一流の学者から話を聞けた』そのことが子供達にとって何より。今はわからなくてもいい。(大学などに入って)また勉強した時に、あ、このことかと思えばいい」


理科好き少年少女の交流の場に
 全国から集まってきた40人の塾生が交流できたことも成果の1つだろう。
 同い年、しかも全員が理科好きということもあってか、12日間であっという間に仲良くなった。

<塾生>
・仲間がいれば、勉強はやってもやっても飽きないということを感じた。【石川県 吉田彩乃さん】
・(塾生同士で)話をしている時、全国の訛りが入り混じる。いろんな地方の人と友達になれてよかった。【東京都 村田俊樹くん ほか】
・もう少し塾生同士で遊べる時間がほしかった【神奈川県 日塔和宏くん】

有馬塾長の塾を終えての感想
 今回の合宿で最も重要だったことは、塾生が元気で、しっかりと話を聞いて、難しくても理解しようとし、手を動かして実験し、実験の報告を書くことを訓練したこと。
 小柴先生や江崎先生、戸塚先生など難しい話をしていた。大学で習う内容もあったので、中には、今の段階では全くわからないこともあったかもしれない。しかし、学んだということを頭の片隅においておくと、きっと役に立つだろう。
 グループ別自由研究では訓練すれば、目的・仮説・実証・分析・結論という実験の心得を十分にできることがわかった。
 塾生達には、この2週間の経験を一生の思い出にしてほしい。

このシリーズ執筆者の感想
 授業を聞いていて、これが中学2年生の内容かと思うほど、専門的な内容や計算式が出てきた。大人である私が聞いていても十分聞きごたえがあり、勉強になる(一部理解に苦しむ)内容であった。含蓄に富んだ人生論もあった。実際、塾生の親から「大学生の息子が聞きたいと言っているのですが、連れてきたらダメですか」などの声も事務局に届いた。そんな内容の講義を、塾生はよく聞き、よく考え質問した。必死に喰らいついていく姿が印象的だった。
 また、授業や生活指導を担当した現役教師達からは、「さすがは理科好きの子供達。目の色が違う。自分の学校の生徒もこれだけ意欲的だったら授業がはかどるのに」とのつぶやきも聞かれた。(坂西 雅彦)

※授業の一部は、NHKの番組「わくわく授業」で紹介される。放送予定日は下記。

'''わくわく授業―私の考え方― 夏休みスペシャル'''

○夢の卵を心の中に 〜ノーベル賞・小柴昌俊さんの特別授業〜
  2006年8月20日(日)18:00―18:44 教育テレビ (再放送3回)
○自分の限界に挑戦しよう 〜ノーベル賞・江崎玲於奈さんの特別授業〜
  2006年8月27日(日)18:00―18:44 教育テレビ (再放送3回)

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 全国から選ばれた、理科が大好きな中学2年生40人を集めて、12日間にわたり富士山麓の、山梨県富士吉田市、「経団連・人材開発センター研修所」で続けられた、ノーベル賞学者など日本屈指の科学者の講演、気鋭の理科教師によるおもしろ実験、授業の合宿「創造性の育成―関本・有馬塾」は、11日、いよいよ最終日。

「創造性の育成―関本・有馬塾」 閉塾
イメージ 1 閉塾式は午前9時から、塾生が毎日8時間にわたって授業や実験を受けた教室で行われた。
 一緒に過ごす最後の夜を、深夜まで楽しんだ様子で、眠そうな顔が目立った。
 有馬塾長は「よく2週間頑張りました。2週間の合宿というのは私にとっても初めて。この合宿を企画した時は心配でした。全員が最後まで勉強を続けたことに驚いています。」と安堵の気持ちをにじませた。
 また、「日本人は覚えるだけで応用力が弱いと言われる。独創性を生み出すために考えることを養ってほしい。自分の好きなことは何かをまず考え、一歩一歩進んでいく。最後まで好奇心を持って突き詰めていく迫力を持っていただきたい。」とお別れの挨拶をした。

12日間を振り返って―塾生の声
 塾生達からは次のような声が聞かれた。
●「周りの人がレベルの高い人ばかりで、不安に思ったこともたくさんありましたが、来てよかったと思いました。まだ帰りたくありません。」
●「今まで当たり前だと思っていたことが当たり前じゃなくなった。疑問を持つことによって科学が生まれるということがわかりました。」
●「(ここで学んだ)研究の仕方とか集団生活のとかはどの勉強にも活かせるんじゃないかなと思います。」
●「江崎先生の『のめり込むな』という言葉が一番でした。偉い人の話を鵜呑みにするタイプなので、これからはみんなの話を自分で確かめながら聞こうと思いました。」

 塾生の多くは、この後、新富士駅にバスで向かったが、現地から参加の塾生などとはここでお別れ。バスの周りでは全国に散る友人達と別れを惜しんだ。(坂西 雅彦)

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 全国から選ばれた理科が大好きな中学2年生40人を集めて、ノーベル賞学者など日本屈指の科学者の講演、気鋭の理科教師によるおもしろ授業、実験を12日間にわたり行う合宿「創造性の育成―関本・有馬塾」は今日が最終日だった。

「自分の限界に挑戦しよう―ヤヌス的に視野を広げて」
イメージ 1 今日のハイライトは5時限目のノーベル物理学賞受賞者、江崎玲於奈先生の授業。「自分の限界に挑戦する時、自分の限界が見えてきた時に乗り越えていくためには、『ヤヌス的(二元的)な視点で物事を見ること』が重要。これから皆さんが限界を乗り越えるための材料を提供する」と、冒頭に授業の目的に触れ、以下のように科学を学ぶためのヒントを示した。

<ティーンエイジ>
 10代の時期を「これまでの自分(主観)とそれを批判するもう一人の自分(客観)が出てきたことを意識し、自我に目覚める時期。心身共に成長著しい時期。」と位置づけた。
 その後で、ご自身のことに触れ「中学入試に失敗したが、キリスト教系の同志社中学に入学したことで、西洋文明の大きな2つの柱であるキリスト教と科学に触れることができ、当時は珍しい外国人教師に英会話も教えてもらった」と、挫折を乗り越えて多様な経験をしたことを紹介した。

<自然科学の発展>
 続けて、科学の進歩について、「歴史を辿ると、先人達は常に『自分の創造能力の限界に挑戦』し『人間の能力の限界を突破』してきた。宇宙や物質の不変の原理を求める『物理・科学』が発展し、20世紀最大の発明、半導体トランジスタの発明に至った。その一方で、変化を続ける生命を探索する『生命科学』の発展は、20世紀最大の発見、DNAの構造解明につながった。」と分析した。

<ノーベル賞を取る事ができた理由>
 ノーベル賞受賞者には、成功と失敗、偶然と必然の交差の跡があることを紹介。江崎先生がノーベル物理学賞を受賞した、半導体『エサキダイオード』の開発についても、早くから着目し、研究を続けた「必然の結果」と、加えて「偶然の成果」の両面がある、と話した。

<ノーベル賞を取るため、してはいけない5ヶ条>
最後に江崎先生は、ノーベル賞を取るための必要条件として以下の5項目を挙げた。
1)今までの行き掛かりに捉われてはいけない。
  しがらみに捉われると、ブレークスルーを感知できない。
2)大先生を尊敬するのはよいが、のめり込んではいけない。
  のめり込むと自由奔放な若い自分を失う。
3)情報の大波の中で、無用なものは捨て、自分に役立つものだけを取捨選択しなければならない。
4)他人の言いなりにならず、自分を大事に守るためには、戦うことを避けてはいけない。
5)いつまでも初々しい感性と知的好奇心を失ってはいけない。

イメージ 2<質疑応答> 
 質疑応答では、塾生から質問が次々に飛び出した。
 「ダイオードを開発するきっかけは何ですか」「量子力学にエキサイトしたことです」
 「尊敬する大先生は誰ですか」「たくさんいるが、一人挙げるとすれば『シュレジンガー方程式』のシュレジンガーです」
 予定時間を、1時間もオーバーする大サービスで塾生たちに応じた。

 塾生達は、「自分は言われたことを鵜呑みにするタイプなので、『大先生にのめり込むな』という言葉が印象に残った」「わかりやすい言葉で科学に限らず人生全般に関わる話をしてくれたので多くのことが学べた」としきりに感激していた。

最後の山、相対性理論に四苦八苦−北原和夫・国際基督教大学教授
イメージ 3 北原和夫先生は「アインシュタインの相対性理論」などを説明した。話の中には数式が多く出てきたこともあり、塾生達は理解するのに一苦労だった様子で、休み時間には質問のため先生の前に長蛇の列ができた。
 また、最後に国際物理オリンピック日本代表の選考会を兼ねた物理コンテスト「物理チャレンジ」について紹介。北原先生が組織委員長を務めた2005年度大会の様子をビデオで見せながら、塾生に参加を呼びかけた。

「ノーベル賞をとれ」―有馬塾長
 最後の授業は有馬朗人塾長。
 「日本は残念ながら資源がない。一つ予言をすると、2030年に食糧不足にならない国はアメリカ1国だけ。中国もインドも輸入国になる。そんな中、日本はどうする?(克服するには)頭です。科学と技術で生き残るんです。」科学技術立国の必要を力説した。
 そして、「私が塾を始めた理由は、大きな仕事をしてほしいから。科学者じゃなくてもいい。(例えば)大政治家になって世界を平和にしてくれてもいい。大きな仕事をみんながやってほしい。」と塾生への期待を述べた後、「自信を持て」「大きな夢を見よ」「くじけるな」「健康を大切に」「21世紀の日本と人類のために活躍せよ」など5つの心構えを説いた。
イメージ 4 最後にスクリーンに『ノーベル賞をとれ』を映し出し、塾生に夢を託した。
 そして「そのうち、皆さんの名前が新聞に載ることを望んでいます。」と話を締めくくった。

 その後、「関本・有馬塾」の修了証書授与式。
 有馬塾長は「日本と世界の未来を担う若き人材育成のためのプログラムを優秀な成績で終えた」の修了証書を塾生一人一人に手渡した。(坂西 雅彦)

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 全国から選ばれた理科が大好きな中学2年生40人を集めて、ノーベル賞学者など日本屈指の科学者の講演、気鋭の理科教師によるおもしろ授業、実験を12日間にわたり行う合宿「創造性の育成―関本・有馬塾」も残すところあと2日。この日は工作・実験三昧の一日だった。

国際宇宙ステーションの観測装置を製作
イメージ 1 1限目は、全国中学校理科教育研究会会長の中村日出夫先生(東京・品川区荏原第一中学校校長)の授業、「国際宇宙ステーション(ISS)を探してみよう」。
 中村先生はまず、地球の周りを回りながら建設が進められている「国際宇宙ステーション」(2010年完成予定)について/佑生活できる宇宙の研究所日本・アメリカ・ロシア・カナダ・ヨーロッパ各国が協力して利用する「国境の無い場所」C肋紊ら400km上空を周回、90分で地球を1周すること、などを解説した。
 さらに、宇宙ステーションは…方・夕方の2時間くらいに見える、¬收韻汎韻2等級の明るさで、肉眼で見える8える時間、方角、角度(仰角)はJAXA(宇宙航空研究開発機構)ホームページに詳細に出ていること」を紹介した。
 その後、塾生は、正しい時間に正しい方角に向けるよう、方角と角度を測ることができる「衛星観測装置」を製作した。

燃料電池作り
イメージ 2 2・3限目、東京・新宿区立新宿中学校、小林輝明先生の授業では、燃料電池作りにチャレンジした。小林先生は、まず電気が水を酸素と水素に分解することを実験させた後、燃料電池作りに取り組ませた(写真)。今回作った燃料電池は、酸素と水素を化学反応させて電気を取り出した。
 塾生は、ペンチを使ってゴム栓に針金を通す作業などに四苦八苦。手作りの難しさを体感していた。



牛乳パックでカメラ作り
イメージ 3 4・5限目は、埼玉県鶴ヶ島市立鶴ヶ島中学校の沖杉誠一先生と一緒に、牛乳パックでカメラを作った。
 沖杉先生は、まず、虫眼鏡のレンズが光を集める焦点を説明した上で、「明るい外の景色の光を虫眼鏡で部屋の中の紙の上に集めることはできるでしょうか?」と塾生に質問。塾生たちが、手にしたレンズで実験すると、教室はどよめいた。コピー用紙には景色がきれいに映った。
 その後、カメラを製作し、外に出てカメラを設置(写真)。感光時間20分の長い撮影タイムの後、印画紙代わりの紙にアイロンをあてると、景色が浮かび上がった。

光の屈折率を実験データから計算
イメージ 4 6・7限目は、東京・江戸川区立小松川第一中学校の大久保秀樹先生の授業。
 冒頭、水の入ったビーカーに10円玉を沈め、生徒に眺めさせた。すると、見る角度によって、10円玉が3つに分かれて見えたり消えたりした。光の屈折によって起こるこの現象をきっかけに、「そもそも光はなぜ曲がるのか」を数学的に考えた。
 この中で大久保先生は、光の速さを測定したフィゾーの実験を紹介し、塾生に光の速さ(30万キロメートル毎秒)を計算で求めさせた。その次に、「光は水の中やガラスの中に入ると進む速度が遅くなる」と、屈折の理由を説明。塾生達に、ガラスの中を通る光の屈折率を、実験で測定させたデータをもとに計算させた。
イメージ 5 最後に、先生は「昨日からみなさんを見てますが、難しい言葉が好きですね。難しいことを難しく言うのは誰でもできること。だから10円玉が消えた理由を、小学6年生に説明するつもりで“わかりやすく”書いてください。」と塾生にレポートを書かせた後、それをホワイトボードに一斉に貼り出した。
 塾生は他の人が書いたレポートを見て「○○君のわかりやすいね」「これ説明になってなくない?」などと感想を言いあっていた。




夜は天体観測
 8限目は天体望遠鏡6本による天体観察。ちょうど満月。クレーターなどもくっきり見えた。次に木星。惑星4つ、5つを捉えると、塾生たちから「エーツ、初めてー」の歓声があがっていた。
(坂西 雅彦)

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始まりと終わり―戸塚洋二・東大特別栄誉教授
イメージ 1 1・2限目は、小柴昌俊氏を師にもつニュートリノ研究の第一人者、東京大学特別栄誉教授で、文化勲章受章の戸塚洋二先生が「始まりと終わり」と題して授業。
 自然界を構成する〇間長さ2硬戞兵僧漫Ε┘優襯ー)の3つの「始まり」と「終わり」の有無について話した。
 例えば時間の始まりは、宇宙が誕生したビッグバンの瞬間でおよそ137億年前。温度の始まりは、温度を決定付ける「分子の運動エネルギー」がゼロになる摂氏−273度など。その他、理論上の数値で、未だ立証されていないものはあるが、全てに「始まり」と「終わり」があることを紹介した。
 戸塚先生は、「全て有限な感じがする。今の時論ではこうなる。(しかし)我々はまだ自然を完全には理解していない。例えば、光を超える速さはないのかとか、マイナスのエネルギーというのはないのか、時間の動きは逆転することはないのか、とか。ここで新しい法則が見つかると必ずやそれが現実の生活に跳ね返ってくる。まだまだやらなきゃいけないことがある。夢を持って自然の理解に努めたい。」と意気込みを語った。

 戸塚教授は、最後に友人でもあった天文学者のジョン・バーコール氏の「研究計画どおりに物事が進んでしまったらそんなにつまらないことはない。そうではなく最も重要なことはまだどう質問していいのかわからない想像もできないようなことに答えを出すことなんだ。」という言葉を紹介。研究とは、わからないことへの挑戦なのだということを強調していた。

 中学生へ話をするのは初めてだった戸塚先生は、この日の授業に備えて、中学1・2年生の理科の参考書を読んだという。塾生達がまだ習っていない言葉をなるべく使わないようにするなど、難しい内容をわかりやすく話していた。

20世紀の日本人物理学者は活躍した―有馬塾長
イメージ 2 3限目は、元東京大学総長で元文部大臣の有馬朗人・塾長の授業だった。
 冒頭、「私が、『日本人は独創性がある』と言ったところ、皆さんの中に『先生、教科書を見ても日本人は全然出てこない』」という質問があった。」ことに触れ、世界的な日本人物理学者の活躍を取り上げた。


<京都帝大同期の二人のノーベル賞学者>
湯川秀樹氏
1932年に、原子核を構成する素粒子、中性子が発見された。
ところが、原子核を構成する別の素粒子、陽子と中性子は反発しあう性質を持っていた。では、どうして陽子、中性子は原子核の中におさまっているのかということが議論になった。
そんな中、湯川氏は1935年に2つを結びつける物質「中間子」の存在を予言した。これが、世界の物理学者の「力」の概念を大きく変え、1935年、日本人初のノーベル賞者となった。

朝永振一郎氏
また、有馬氏が「(京都帝国大学で)湯川氏と同じクラスにいた大天才」と紹介した朝永振一郎氏は、量子力学の分野で、電子の質量の新しい計算方法、「繰り込み理論」を発表しノーベル賞を受賞した。

 有馬先生は、「面白いことにこの二人のように一人偉い人が生まれるとその仲間からも偉い人が出る、ですからみなさん友達は大切にしてくださいね。いい意味での、あいつに負けるかという競争心をもって下さい」と切磋琢磨の必要を強調した。
 この他、陽子崩壊の観測から一旦方針を変えニュートリノの観測に成功したノーベル賞学者、小柴昌俊氏、原子の構造を突き止めて、ノーベル賞を受賞したラザフォードより10年も早くに構造を予言していた、長岡半太郎氏の功績も紹介した。

塾生に、身近なことへの気付きを―古田・立教新座中学校、高等学校教諭
イメージ 3 4・5・6・7限目の実験は、立教新座中学校・高等学校の古田豊先生。
 「私は教師なので、身近な現象で子供が気がついていなかったことに気付いていくような授業がしたい」と言っていた古田先生は、「定規をティッシュでこすって、植物など、身の回りのものに近づけたらどうなるか」など、学校の授業ではやらない実験を体験させた。
 塾生は、定規を、植物の葉や髪の毛、ホコリ、シャープペンシルの芯など、さまざまなものに近づけ、反応を観察した。
 「お、今(葉が)すげえ動いた!」「ホコリがバウンドしました!」
 塾生達から大きな声が上がった。

 8限目は、全国中学校理科研究会会長で東京品川区立荏原第2中学校校長の、中村日出夫先生が講話した。
 そこでは、「木の年輪から何が分かるか」など、日本学生科学賞を受賞した研究作品の例を引きながら、科学の分野では「研究の動機」というものがきわめて大切であることが強調された。(坂西雅彦)

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