光電効果と半導体を使った実験アインシュタインなど20世紀の科学者達の研究のおかげで発展した技術について、実験を交えながら勉強した。 まず瀧川先生は、アインシュタインが、物質に紫外線など強い光をあてると原子から電子が放出されるメカニズムを解明したことを紹介。塾生は、アルミホイルとストローで作った装置で実験し、確かめた。 次にアインシュタインの発見以後、科学技術が飛躍的に向上した理由として、「量子力学」の誕生、その後の「半導体」、なかでも集積回路の中でスイッチの役割をする「トランジスタ」の開発を挙げた。 実験では、トランジスタや発光ダイオードといった半導体の働きを勉強した。 最後に瀧川先生は、アインシュタインの登場によって科学は飛躍的に発展したが、一方で原子爆弾のようなものも生み出した。我々はこれをどうするのかということを考えなければならない。と締めくくった。 塾生は「水素と酸素だけでもあんなにすごいのに、（原子爆弾のエネルギーを想像すると）恐ろしくなった」と、科学の「怖さ」も垣間見た様子だった。 温度に関する実験―まとめと発表午後（4･5･6･7限目）は、昨日に続きグループ別での自由研究のまとめと発表に挑んだ。塾生たちは、前日からの実験をつづけ、必要なデータを集め終わったグループからまとめの作業に。 先生の指示で、以下の点をまとめた。 �．董璽淦瀋蠅瞭圧，伐樟� �⊆存格�法や使用器材 ��実験結果 �し彗�したデータをどう分析したか 2日間にわたる工夫の全ての発表はパワーポイントを使ったプレゼンテーション。�ー存碍覯未離灰瓮鵐畔賢⊆存撹�景の写真も取り入れ、��実験データのグラフ･表の作成など。 塾生にとっては初体験ばかり。しかし、それを苦もなく取り組む姿勢は、さすが、全国から選ばれた理科好き塾生たちだった。 できばえを競う発表の時間は1グループあたり5分。 �．謄�ッシュが燃える温度を実際に計測�¬�閉したペットボトル内の空気圧上昇に伴う温度変化のデータを計測、得られたデータから、ちり紙が発火する空気圧を数式により求めた�０欺免�火器で発火する空気圧を計測、数式で求めたものが適正な数字であったことを証明した。 その他、「真空中に温度は存在するか」「水の温度による洗剤の泡の立ち方の違い」をテーマにしたグループが優秀賞になった。 「最初（うまくいかなくて）実験が失敗かと思っていた。そしたら、計算した数字があっていてすごく嬉しかった」「頭の良いチームメイトに負けまいと思ったら、アイデアがどんどん湧いてきた。そんな自分に驚いています。（その友達とも）仲良くなれてよかった」塾生達は興奮ながらに語った。 前日から全体の実験を指導した瀧川教授は「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。学校では揃えられない高価なセンサーなど100種を超える教材が持ち込まれたことにもよるが、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です」と手放しだった。 植物と水の話―講話中性子顕微鏡で捉えた、まるでレントゲンのような花の写真を紹介した上で、「かっこいいと思うかもしれないが新しいことをしようと思うと装置を自分で作らないといけない」と、自身の研究活動の実情を吐露した。また「いろんな分野を知っていると、どこかで何か役に立つ。例えば物理・化学・生物、いろんなものに興味をもって花開かせてもらいたいと思います。」と、成功へのカギを科学者の卵達にアドバイスした。 |
スーパー先生と子どもたち
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全国から理科が大好きな中学2年生40人を集めて、ノーベル賞授賞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を12日間にわたり行う合宿「創造性の育成―関本・有馬塾」。 ６日目の８月６日は、午後からの授業は実験。夜は科学記者の話を聞いた。 自分で研究してみよう―実験「きみも今日から科学者／研究者」のタイトルの通り、生徒自身がテーマを決め、考え、研究することに取り組んだ。 「現在は、専門的な情報にも調べればたどりつけるし、発表もできる。研究は、テーマを見つけ、基本的なやり方さえ身につければ、誰でも始められる。今何をしなければならないのかを自分に問い、考えなければならない。それが研究者として必要なことです。」 �盒鏡萓犬涼躇佞慮紂�10グループに分かれての「自由研究」がスタートした。 ＜テーマを設定＞ 30分の時間で、テーマを設定。「携帯電話が熱を持つ、熱の発し方は、使う機能によって異なるのか」「お皿を洗う時は40度くらいのお湯で洗ったほうが落ちやすいけど、『洗剤の泡だち方はお湯の温度によって変わってくるのか』」。身近な「なぜ？」から生まれたテーマもいくつか見られた。 決めたテーマをどうすすめるか？実験の方法、条件設定、どの機材を使うかも生徒自身が考える。実験器材は100種類以上準備された。器材の準備・使用法のアドバイスをした中村理科工業の担当者も「これほどの器材を準備する授業は初めて」と舌を巻く。 「空気圧と温度の関係」をテーマとしたグループが２つあった。 容器は、ペットボトルとビンをそれぞれ選択。 実験をするには、容器を密閉し、容器内の気圧を上げ下げするのだが、温度を計測するセンサーをビンの口に挟もうとするとどうしても密閉できない。 センサーはケーブル状のもので、計測機、パソコンとつながっているので、容器の中に入れてしまうこともできない。 「できた！」の声が上がったのは、ビンの気圧を下げて、温度を下げる実験をしていたチーム。 パソコンに表示されたグラフでも気圧が下がるにしたがって温度が下がる様子がきれいに見てとれた。 「こういうのはね、結果が少々おかしくなってもいいんですよ。子供達の中には『あの時こう考えてやったんだ』というのが記憶に残りますから。」 大騒ぎの教室の片隅で、高橋先生は目を細めていた。 ＜科学取材はすごく面白い＞ 冒頭は、元村記者が科学を好きになった理由から始まった。 「高校の時は理系をとっていたけど、大学では教育学部、6年前に科学環境部に配属されました。正直びくびくしていたらすごく面白かった。やっている人が面白かった。みんな個性的で目がキラキラ。魅力的に感じました。」 ＜科学の発展の中で心配なこと＞ この日は広島に原子爆弾が投下した日だったこともあり、原子爆弾開発の元となる公式を発表したアインシュタインのエピソードを紹介した。 「アインシュタインはナチスのドイツより早く原子爆弾を作るよう、アメリカ大統領に手紙を書きました。だけど、ドイツは降伏しました。使う理由がなくなったのでアメリカ大統領に原爆を使わないよう、手紙も書きました。だけど原子爆弾は落とされた。」 「たぶん、科学者達は研究が面白くてやっていると思う。でも、それが使い方を間違えると、多くの人の命を奪うような結果にもなるということも考えることが重要です。」 ＜失敗を面白がる＞ また、携帯電話の普及の立役者で、電気を通すプラスチックを開発した白川英樹氏が「失敗からヒントを得た」こと、「（たんぱく質を分析する技術を開発し、がんの早期診断などへの可能性を開いた）田中耕一氏をはじめノーベル賞学者や科学者は、失敗を恥ずかしがらず失敗を面白がる」ことを紹介した。 最後に、元村記者は塾生に「将来何になりたい？」と質問。 「（声がなかったので）だったら何にでもなれる。そのためには好き嫌いなく勉強すること」と、塾生達にアドバイスを贈った。（坂西 雅彦） |
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昨日に続き快晴。富士山がくっきりみえた合宿日和の５日目。 「光は波か粒子か」―有馬朗人先生テーマは「光は波か粒子か」。前日の広井･中央大学兼任講師が扱ったテーマを更に詳しく掘り下げた。 まず、有馬先生は、17世紀のヨーロッパで起こった「光」についての論争を取り上げた。 イギリスの物理学界に君臨していたニュートンは、『光は粒子』なのだと主張し、オランダの理論物理学者ホイヘンスは、『光は波』なのだと主張した。 有馬先生は、当時の論争の一端を、図説、実験と共に紹介しながら、「２人の理論物理学者は、理論だけで考えて、論争を繰り広げた。そして、その論争に終止符を打ったのは、イギリスの研究者ヤングの実験だった。これにより、光は波としての性質があることがわかった。どんな偉大な人の学説でも、実験の結果には逆らえない。ここがすごいところ」と話し、実験による検証の重要性を強調した。 授業では、まだ中学２年生が勉強していないサイン（sin）を使った計算なども出てきたため、有馬先生は「わかるかな」「わかるまで説明するよ」と、生徒と会話しながら授業を進めていた。 休憩時間には、教壇の前に生徒が集まり、質問したり、スクリーンに映し出した内容を書き写すなど、有馬先生の気持ちに高い意欲で応えていた。 パソコンを使ったデータ計測機で実験わかりやすく温度や、湿度、騒音などのデータを計測機で測り、パソコンで簡単に解析できる「データ・ロガー」というものを使った。４限目に使い方の説明を受けた後、５･６･７限目は、水をかきまぜることで生まれる『熱エネルギー』の計測などの実験を行った。 水の温度が刻々と変化していく様子が、パソコン画面に逐次グラフ表示（縦軸が温度、横軸が時間）されていく。「あ、あがった！」。生徒たちは、実験の成果を視覚的に分かりやすく体感していた。 また、授業を担当した大原ひろみ・多摩市立多摩中学校教諭は「難しい内容によくついてきてくれた。今日は授業で予定したことを全部できなかったが、遅れた原因は、生徒たちが実験がうまくいかなかった時にそれを投げ出さず、原因を突きとめようとしたから。とても意欲的だった」と生徒を褒めていた。 我慢して続けるうちに実が稔る―富士山500回登頂の大貫金吾さんこの日も富士登山の帰りだったという、大貫さんは、初登頂は25歳の時だったそうだが、「年10回以上登るようになったのは、49歳の時から。当時は（高校教諭で）山岳部の部長をしていたので、部員が疲れた時には助けないといけないので体力づくりのために。私をここまで鍛えてくれたのは富士山のおかげ」ときっかけを説明。 これまでに、富士吉田口→山頂→富士宮口→山頂→吉田口と、１日２回登り下りをする「1日２登」を12回達成したこと、タイムトライアル（５合目から山頂まで2時間半）や、駿河湾岸の田子の浦から富士山剣ヶ峰（山頂）までおよそ100キロ踏破など、武勇伝も披露した。 大貫さんが塾生に贈ったものは、「我慢して続けるうちに実が稔る」という言葉。500回登頂を達成した際に思い浮かんだ言葉だそう。「我慢して続けていれば先が見えてきて、いつか花が咲く。君たちはこれからいろんな壁にぶつかる。それに乗り越えることに意義を見出せば、そう簡単にへこたれたりはしない。」 目の前に座っていた生徒が、封筒を開いた瞬間、「わぁ」と小さく声を上げたのが印象的だった。（坂西 雅彦） |
「光を追いかける」―光は波か粒子か広井先生は、「光は粒子であるのか、それとも波であるのか」という問題を軸に、4時間ぶち抜きで授業を展開。これまでに研究者が試みてきたことなどを、実験を交えながら続けた。 光が粒子かどうかというテーマで、赤と青の２つの光を交差させながら、「もし光が粒子であるならば、光がぶつかった時になぜ跳ね返ったりしないんだろう」 光は波なのかという話題について、暗くした室内で、水を満たしたプラスチックケースの下からライトをあて、天井に映写。プラスチックケースの水面に波を起こし、波紋のできかたを実験。 「水の場合は、全体に波紋が広がります。これを見て、（光は波紋だと）驚きの声を挙げた学者がいます。」 教室に続く廊下から、教室に向かって話しかけ、「私の見えないところにいる皆さんにも声が聞こえますか？全員聞こえますね。音は波なので、全員聞こえたと思います。しかし、光は真っ直ぐにしか行きません。 光は本当に波なのでしょうか。光が波だと思っていた人は、またまた問題に突き当たりました。」という調子で、ヒントを示しながら、生徒に考えさせる授業を展開した。 授業の合間には、恒例となった「サインの列」ではなく質問者の列ができていた。 広井先生は「ストーリーをつけさせてもらった。（4時間で）考えを進めていくプロセスを教えたかった。学校の教科書とは違う展開だったが、よく応えてくれた。嬉しい。」と感想を語った。 「大きなバランス」で「時間でもお小遣いでも限りがありますね。夏休みは遊びたいけど勉強しなければならない。それを如何にバランスよく解決するか、それがバランスです。 例えば、鉄鋼を使う自動車の場合、運転し易く、安全性という（お客さんからの）要求がある。そうすると、車の重量は増え、燃費も増える。コストも増加する。それを解決するために、軽量化を目指す。エネルギーの消費も少なくしなければならない。この相矛盾するテーマを解決するために、鋼板の改良など技術力の結集に取り組む。これが「大きなバランス」です。その結果、グローバル（世界）に認められる新商品の開発に成功した。 今は、（各メーカーとも）「環境と収益」という二律背反のことが求められている。これをどうやって克服して「大きなバランス」に結び付けるか。 このように、双方を満足させる問題を知恵と技術を突き詰めて実現しなければならない」 と話した。 日本経済を牽引するトップメーカーの経営者らしく、現実のメーカーを取り巻く問題を取り上げて、分かりやすい表現で、科学技術の大切さを説いた。塾生たちは夜遅かったが真剣にメモを取っていた。中には「良く分かった。私は経営センスあるかも」という女の子もいた。 新型コースターに絶叫先日お目見えしたばかりの、ジェットコースター「ええじゃないか」などに乗って楽しんだ。 女の子は、怖がって乗らなかったようだが、実際に乗った男の子からは、「動いていたのは1分だったけども想像していたより怖くなかった」と初体験に満足そうだった。 （坂西 雅彦） |
