密度の実験では、どんなことを体験するの？
「水って全部おなじ重さじゃないの？」「なんで氷は水に浮くの？」
密度の実験では、「同じ体積でも重さが違う」という現象を、色水を使って目で確かめます。数字だけでわからない「密度」の違いを、手を動かして体感する「密度」を大切にしている実験です。
「密度」という言葉だけを見ると、とても難しいことをしていると思いますよね。
この実験では、試験管の中に色とりどりの層を作りながら、密度の不思議を体験していきます。
自分の手でその様子を確かめることで、教科書の説明だけではつかみにくい「密度」という考え方が、感覚として少しずつ身についていきます。
この実験のめあて
サイエンスデイズがこの実験を大切にしている理由のひとつは、「数字と実際の現象を結びつける経験」をしてほしいと考えているからです。
授業では、まず塩分の濃さ(0% 2% 5% 10%)の異なる4種類の色水を用意し、それぞれの重さを量ります。測ってみると、10mLあたりの差は約0.5gほど。
子どもたちからは「思ったより差が小さいね」という声が聞こえてきます。
たしかに、数字だけを見ると大きな違いには感じにくいかもしれません。ところが、そのわずかな差が、試験管の中でははっきりとした層となって現れます。この瞬間、「0.5g」という数字が、具体的な意味を持ち始めます。
講師として授業を見ていると、この「つながった瞬間」はとても印象的です。
計量のときにはあまり反応がなかった子が、虹のような層を見た途端に、「0.5gしか変わらないのにこんなにはっきり差がでるんだ」と実感した表情を見せてくれます。
数字が、体験と結びついた瞬間です。
塩を使わない温度の実験
次の授業では、塩を使わず、水の温度だけで重さに違いが出るのかを確かめます。
「何も入れていないのに分かれるの？」という疑問から始まるこの実験。実は、水は温度によってわずかに重さが変わります。温かい水は軽く、冷たい水は重い。その違いを、実際に見て確かめていきます。
温度の異なる水を入れた試験管をそっと重ね、静かに様子を観察します。少しの揺れでも結果が変わってしまうため、子どもたちはいつも以上に慎重です。緊張した表情で、じっと結果を見つめる姿が印象的でした。
ひとつ前の実験では「塩を入れたから分かれた」と理解していた子どもも、ここで「重さが違うから分かれた」ということに気づきます。2つの実験を続けて体験することで、「浮く・沈む」という現象の背景にある考え方が、少しずつ見えてきます。
実験を通して育つ力
この実験では、目に見えないものを想像し、確かめようとする力が育っていきます。今回の場合、おもさや密度がそれにあたります。
そして、どの実験でも共通して求められるのは「丁寧さ」です。いくら密度が違っていて、物理的には浮くことがわかっていても、雑な作業では正しい実験結果を観察することができません。
一滴ずつ注ぐ、そっと重ねる。その積み重ねの先に、結果が表れます。
また、塩水と温度という2つの視点から同じ現象を確かめることで、「ひとつの結果をいろいろな角度から考えてみる」という、科学の基本的な姿勢にも触れていきます。
学校の学習とのつながり
この実験は、小学校4年生「もののあたたまり方」の学習内容と関連しています。温めた水が上に動く理由を、「軽くなるから」という視点で捉え直すことができます。
また、中学校では密度を式で表して学びます。小学生のうちに「密度が違うと、こんな現象が起きる」という体験をしておくことで、浮くという現象も密度の公式の意味も理解しやすくなります。
日常生活の中にも、密度に関わる現象はたくさんあります。お風呂の温度差や、ドレッシングの分離など、授業での体験が身近な気づきにつながることもあります。
授業の様子
サイエンスデイズでは、この実験を継続的に行っています。実際の授業の様子や、子どもたちの反応をご紹介します。
体験授業のご案内
「実際に体験してみたい」という方は、ぜひ体験授業にお越しください。浜松市中央区の教室で、お子さまの興味に合わせてご案内します。
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