前回までの内容の確認で、前回は1節の方で、物が燃え続けるには常に空気が入れ替わる必要があるということを学びました。
教科書上は1節と2節の間に空気の成分という項目が入りまして、どんなことが書かれているかというと、空気は窒素、酸素、二酸化炭素などの気体が混じり合ってできています。
全体の体積の約78%は窒素で、約21%は酸素です。
衝撃ですね。
語り口調だね、いきなりね。
ここは知識として提示しているということですね。
予想できないですからね。
そうなんですよね。
この15ページはもしかしたら衝撃のページになるかもね。
子供にとってはさ、空気っていうのは大きくなるとかね、予熱の時に。
やりましたね。
あとは空気と水とのね、縮められる縮められないとかって言っていたあの空気は空気じゃないの?っていうね。
正体があるの?っていう。
いや私たち実は窒素と酸素と二酸化炭素というものに分かれているんですよ、なんていうのはここに来て知るんですよ。
だからそうすると、え?混じり合ってる?っていうようなことを子供が初めてここで気づいているっていうことだよね。
気づくっていうか教えてもらうっていうか。
酸素とか二酸化炭素って単語としては知ってるじゃないですか。
知ってる。
知ってると思うけど、でもね。
それとその不思議に、このことを不思議に思うっていうのはどういうふうに?
空気と酸素と二酸化炭素ってあんまり子供たち使い分けてなさそうなところがあって。
なんか酸素イコール空気。二酸化炭素は空気じゃないのかな?子供たちにとって。
わかんないけど。
で、この成分やった時に何窒素って、しかもほとんど78%窒素っていうのが子供たちの中では結構衝撃。
知らない子はね。酸素がほとんどだと思ってる子が多いんじゃないかな。
そういうね。
そもそも、だからもともとほら、僕も本で得たような知識ですよ、これは。
言葉が先に来ちゃってるんだよね、空気っていう。
だから英語もそうみたいで、エアーが先にできちゃって、それこそオキシジェンとかそういうのが後から。
発見されたみたいかどうかちょっとわからないけど、要するに順序がそうだったから空気っていう総合名称みたいなね。
そういうことがあるから、なんかそうやって考えるとね、気体って言葉と空気って言葉とそれぞれの窒素酸素二酸化炭素みたいな言葉は、
言葉の大きさがね、それぞれ違っているから、その辺りを整理をつけてあげるページとしては、さっき言った15ページってのは衝撃のページになるし、
その数値までちゃんと出してるから、これで構造がわかってくれればね。
だから空気と水蒸気、それぞれ気体の名前だよって言ってたけど、その空気の中にもまだあるのかっていうね。
でもそこはすごく大事。ここの単元の結構限りになるページなんじゃないかなと思います。
そうですね。今の話で整理すると空気っていうのは総称というか全体のことで、窒素と酸素と二酸化炭素は空気の構成要素っていうことになると思うんですけれども、
というのが空気の成分という話なんですけれども、酸素には物を燃やす働きがあるっていうことと、窒素や二酸化炭素には物を燃やす働きがないっていうことを
活動で確かめるっていう構成にしています。これを踏まえて二説に入っていくという、そういう構成になります。
では本日の本題であるこの空気の変化っていうところですね、これについてちょっと話していきたいというふうに思います。
問題としてはですね、物が燃える前と燃えた後で空気はどのように変わるのだろうかっていう問題があります。
そしてこれに対する先にゴールを言ってしまいますけれども、まとめとして物が燃えると酸素の一部が使われて二酸化炭素ができますという、そういうまとめになっていくんですけれども。
一部が大事ですね。
じゃあこれ燃える前と燃えた後で空気はどのように変わるのだろうかっていう問題をつかむために教科書ではですね、炎磁実験、提示している実験として、
まずあの周期瓶の中で火が消えるまでロウソクを燃やすと。これ今まで前回やったことですね。
でロウソクの火が消えた後の周期瓶の中にもう一個火をつけたロウソクを入れるんですね。
そうするとロウソクの火が消えるっていう。
消えた。恐ろしいねこれはね。
これ実際の授業ではどういうふうにやりますか?
いやこの通り僕やる。
これ面白いもんね。さっき燃えたんだからもう一回いってみるみたいな。
必ず子供ってもう一回やってみるって、まあほっといてもやるんじゃないかな。もう一回入れようとする、確かめるために。
そうすると消えちゃうから、さっきよりも早く消えたとか消えたよっていうことを言うかな。
なのでこの状況はすぐに先生が見せる実験じゃなくても子供たちがやってもあれっていうふうになると思いますね。
木月先生どうですか?
この実験だと教科書だとロウソクが真ん中に一本まず粘土のところに立ってて、
でそれが消えた後にこのロウソク立て?何て言うんでしたっけ?
燃焼サジ。
燃焼サジのせたロウソクを入れてる。
もう一本ね。
なんか実験の時、私が実験する時はその燃焼サジのロウソクに火がついた状態で一回入れて、
ロウソク立てに立てるロウソクを一回入れて、
入れて消えた後もう一回つけて入れるっていう。
それは多いかね。
そのやり方が多いかもしれない。
いずれにしろ何回かやっても結局消えちゃうっていう。
そこで子供が結構面白いこと言うよねここでね。
どんなこと言うの?
子供がね、二つの歯に分かれるっていうのが僕の経験からすると分かれるでしょ。
一つは今言ったみたいに今の流れでいくと、
あれすぐ消えるってことは中に入ってる空気に変化が起きてるんじゃないかっていうような、
このタイトル通りの空気の変化っぽいことを言う子が一グループ。
もう一グループは、あれこれ燃料がなくなったんじゃないの?っていうような言い方で、
あの空気全体を例えばガソリンのように思っていて、
それがなくなったから消えた。
つまりこう減ったから消えた。
これ結構子供の中では自然な感覚で捉える子がいるので、
そうやって量が減ったから消えたんだっていう子も出てくる。
減ったとかなくなったとかね、いる。
この辺りが出てくるので、
だから減ってないよってなってから初めてその中の成分が変わったんじゃないかってなると、
さっきの15ページが生きてくるっていう感じかな。
15ページってのは空気の成分ってことですね。
何パーセントがどうのこうのっていうね、78パーセントが窒素だよみたいなところが変化したってことは、
これが変わった、この割合が変わったんじゃないかっていうところに行くには、
一回ガソリン節じゃないけど空気が減ってなくなったんじゃないっていうところに行き着かせてあげないと、
その子たちも一緒に問題解決に連れて行ってしまうと、
だから減ってるって言ってるじゃんっていう子はずっと成分の話は違くて、
全体が減ってるっていうか空気全体が減っちゃうっていう。
減っちゃうからその話をしてるのにみんななんで成分の話すんのみたいな、
違う違う違うっていう子を一緒に連れて行くのはかなり辛い時もあるので、
一回そうじゃないよっていうことをどういう形でか示すっていう。
そう、そこが気になる。どういう形でね。
キズナにそういう子が出てきたらどうされますか。
何だっけ、空気のあるかないか。減ったはまた難しいけど、
なくなったんじゃないかみたいな感覚の子がいるときは、
よく水槽の中に水入れて、空気がなくなったってことはボコってならないよねっていうのを確認して。
集計瓶ごと入れるってことね。
そう、集計瓶ごと。消えた後の集計瓶を水の中につけて、
蓋を外すとやっぱりボコボコって出てくるから、空気はあるねみたいな。
存在はあるね。
空気自体はあるけど、じゃあ何が違うのかなみたいな。
いいね。定番のあれなんですかね。
結構あるね。定番です。
あとは気がつく子なんかは、いやなくなってないんじゃないって。
もしだって2回目入れるときに蓋開けたじゃんって、あれもしなくなってるんだったら、
それこそ線香の煙でやったときみたいに、周りの空気がスーって入っていくはずでしょっていうような感じのことを言う子もいるので、
それは起きてないねって。
ぐしゃってなるとかね。
中がなくなると。
つまり、なくなった派、減った派を連れて行くために、その先に連れて行くために1回そこで議論させてあげた方がいいっていう子どうですかね。
ちょっとね。そんなにもう白熱する議論しちゃうと何時間あっても足りないよね。
そういう考えの子もいるんだってみんなはどう?っていうふうに言うと、さっきの水槽と水のパターンもあるし、
スライドさせてるんだったら、もし空気が減ってるんだったら、周りの空気が入ってこようとするから、
線香の煙でもなんでもいいんだけど、そういうところ実際に試したらどう?とか、
あとは、もし減ってるんだったら蓋が開かなくなるんじゃない?って。
つまり減圧されてるので、ジャムの蓋は新品開けるときにポコンって開く。
ああいうふうに中のものが減ってるときってピッタリくっつくはずだから。
そういうことも言う子が出てきたりもしますね。
ありがとうございます。なるほど。
そうして初めて、ガソリンのように空気そのものの量が減っていって消えたわけじゃなくて、
何かしらの変化がこの周期日の中で起きてるんだっていうことに気がついて、じゃあっていうところで、
実際にこの18ページ。
そうですね。問題ですね。
がスタートする。だからちょっと映画で言うならここでタイトルが出る感じですかね。
最初はちょっとこう一緒にみんなで議論しながら。
それで問題がですね、物が燃える前と物が燃えた後で空気はどのように変わるのだろうかっていう先ほども言いましたけれども、
そういう問題が変わるっていうところに引っかかっちゃう子供が減るんじゃなくて変わるんです。
そこでサポートをどうするか。
一回入れといた方が、そういう子が例えば3分の1いたらそのままやるのはかなり苦しい状況になります。
いることもありますか。
いますね。いることもありますあります。
じゃあ次のステップに入っていくんですけれども予想ですね。
予想ね。
面白いね。
予想はですね、ろうそくが燃えた後の周期日の中の空気の様子を予想して下の図に書き入れましょうっていうことですね。
予想として出てくるものとして、モデル図使っても使わなくてもいいんですけれども、
例えば酸素ってどういう風になるって考えますか子供は。
燃えた後に。
なくなる?
15ページでやってるもんね。成分のところでね。
違うわ。16ページだ。
そうですね。酸素は具体的には21%空気中にあるんですけども、その21%がどういう風になるって予想しますか。
ほとんどなくなっちゃう。
ほとんどなくなるっていうね。
子が多いんじゃない。
使い切るっていうね。
なんか酸素を使って燃えてるみたいなのは子供の中に結構あるから。
もうほとんど残ってないんじゃないかっていう。
使われるものとしては酸素が代表格として出るだろうね。
あと窒素の扱いに困りません?
僕だから窒素は書かないイメージ図とか図式化するときには窒素書かない子も結構いるなと思って。
窒素変わらないって言います?
言わない言わない言わないけど窒素とかよくわかんないからその酸素の話で酸素が主導権を得るっていうかね。
酸素で酸素がどうなるかみたいな形で話が進んでいくことが多いかね。
窒素が厄介なんですよね。
窒素に注目する子。
窒素確かめようがないもんね。
だからそこだけがやっぱり窒素をあんまりちょっと主導権握らせるとですね。
こちら側も苦しくなる感はあるね。
検知官売ってるんですよね窒素。
窒素そうなんですか?
相対的に窒素測るのかな。
わかんないですけど。
またちょっと次の話に絡んできちゃいますけど、
機体検知官の時点でもうその酸素と二酸化炭素に絞られるじゃないですか。
その前まで窒素が出てきてたのに。
先生たちはもしかしたらその窒素にあまり主導権握らせなくて酸素の話多分子供たちからよく出てくるので
酸素がどうなるのっていうような感覚で問い返してもいいような気がします。
そうすると酸素がなくなっていくとかその分だけ空気が減るわけじゃなかったからそれも確かめてるじゃないですか。
だから代わりに何かが出てきてると思うとか。
あのね、前の学校の子たちは面白いこと言っててね。
使い古しの空気と新しい空気って言ってそれを最初言ってるんだけどよその時は酸素のことを知ると
新しい空気って私たちが言ってたものが酸素で使い古しっていうのが多分ここで言うなら二酸化炭素だと思うとかね。
あと漫画に出てくる肉。
骨つきの肉。
漫画によく出てくる。
であれの肉つきの骨つき肉が酸素で食べちゃった後の食べかすみたいな骨だけの状態食べるとこなくなった状態が二酸化炭素みたいな。
食べられちゃったの?
そうそうその頬の奥にね。
みたいなことを言う子もいてでその子何が言いたいかっていうと別にそれが面白い例えだからいいねって言ってもいいんだけど何が言いたいかというと
酸素と二酸化炭素がもしそうだとしたら別物じゃないって言いたいね。
この子たちは同じグループにいたはずだっていうつまり全く別のものがそこに存在するんじゃなくて
っていう予想を立てる子もいたりして何らかのその酸素と二酸化炭素の結びつきをねこうなんかこう推察しようというか考えようとする子も予想の段階でも出てきたりして
それはなんか面白いねって言うと子ども結構面白くてだってねって二酸化炭素って言葉見てよって言って何見るよって言って酸と素入ってるよって。
二酸化炭素という肝心の中に酸と素が入ってるから。
確かに確かに入ってる。
これはね別物じゃないと同じグルーピーだと思う。
グループの中にいるもグループのメンバーだと思う。
酸素から何か抜けると二酸化炭素になる。
っていうような言い方ね。
まあもちろんね。
そういう発想なんだ。
骨つき肉と骨ねみたいなことを言い始めたりすると他の子も議論に入れるようになるのでいやそれならみたいな感じで。
行き着く先が迷子になりそう。
迷子になるけどさでも結局別物じゃないっていうのは中学校でもやるわけじゃん。
まあそうですね。
結びついて。
子供は全くそこにノーアイディアじゃないっていうことよね。
全く分かってないわけじゃなくて何かしらその感覚的なものを持ってるけど外に出してないか先生がそれをうまく拾ってないくても別にこの授業できるので別にそこはあえてやる必要はないんだけど。
でも子供は感覚としてこう掴んでる場合が多いって言いたいかな。
ではですねそういうような予想をいろいろ子供がしたということで次にですねそれを確かめるために実験に入っていきます。
実験がですねろうそくが燃える前と燃えた後の空気を調べましょうということで周期便の中に火のついたろうそくを入れて火が消えたら取り出してその後の状態を機体検知官で調べるということですね。
機体検知官。
機体検知官と石灰水で調べるんですけれどもここでは主に機体検知官についてじゃあちょっとあれですかね。
機体検知官って多分知らないですよね。
機体検知官はねもうこれは調べてもらう。
知らないよね。
一般の人は多分知らないですよね。
でも小学校の先生で知らない人いないかもしれない。
そうですね。
機体検知官はもうある会社が作っておりますけど。
これはガステックっていう会社が作っている。
よく考えるとこれも底のない周期便と同じでなんでこんなものが小学校にあるんだっていうような気分ですよね。
そうなんですよ。
これねガステックは僕はね結構いろいろとお世話になっている部分もあるんだけどお世話になってるというかいろいろ教えてもらったりすることもあってわからないことが多かったりすると電話して聞いたりとかねしてわかったこととかで言うとこの会社が作っているその検知官はトンネル工事とか実際プロユースで実際に命をかけて働いていらっしゃる方のこの中の機体が安全かっていうことを確かめるために
そういう検知官を開発しているような会社なのでかなりプロユースの会社なんで。
そうなんですよね。
なのでそれが小学校の実験の器具になりしかもそれを調べるものとして使えるというのはねとても大事なことなんだけど一本一本が値段が結構するっていうことでね。
そうですね。特にね。
よく考えたらすごい技術ですからね。
いやすごい。値段はね。よく値段のことをおっしゃる先生多いんだけどこれはね高いんだよね。
いややらせてあげたいんだよね。
いっぱいやらせてあげたいけどね。だから今ね企業努力でねその間を小さくしたり間を小さくするってことは実験時間も短くなるのでそれは一挙利お得なんだけれども
そうそうなの。だから値段を下げるためにちょっと企業努力してるんだけど何回もやりたいって言われても君に10本やらせてあげようってことはなかなかやりにくい。
難しいよね。
そうですね。ガステックさんのホームページ見るとあらゆる機体の測定に働く現場の安全を支える。
かっこいい。
僕たちも支えてるのかな。
製造工場やエネルギープラント工事現場などさまざまな労働環境で安全衛生管理をはじめさまざまな用途で利用されていますということでいろいろですよね。
だから二酸化炭素と酸素だけじゃなくてアルコールとか硫化水素ホルムアルデヒドアンモニアメルカプタンっていうようなそういうような物質を調べるっていうガチガチ企業なんですけれども。
これユニークなんですねだから。
もちろん。
本業はそうなんですけれども小学校の理科の実験のためだけに特化した機体建築家というものを作ってそれをある種のビジネスとして展開するっていう非常にユニークな形です。
あんまりないですよね。
ないないない。
ここの形って。
ないですないです。
なんでこれが入ってきたのかっていうのは。
これまた知りたい。
これ知りたいですね。
ガステックさん。
ガステックだけじゃなくて僕が実は最初に入れたんだっていう。
これはガステックさんと共同で開発してるはずだからガステックさんに聞けばわかるかもしれない。
夏休みぐらいにちょっと来てもらいましょうか。
ガステックさんに。
ガステックに工場見学行くのかいみたいな。
いいですね。
これ面白くてちょっと先生方もし機体建築家が手元にあったらぜひ確かめてほしいんだけど。
建築館あるんですよ。
酸素の建築館とか二酸化炭素の建築館とかって手元にもしある方見ながらでもいいんですけど。
子供がね時々こういう疑問を言ってくることがありますね。
例えば建築館を並べてね今で言うとギガパソコンでね写真を撮ろうとするじゃないですか。
その時にあれって子供が言ったらすぐそこに反応してほしいんです。
どうしたのって。
そしたらメモリが違ってるんですよ。
缶によって。
同じ酸素なんだけど作られてるそのロットっていうかその場面が違うと場面というかその1回分作って次の2回分作った時は1回分の建築家のメモリと2回分の建築家のメモリは違ってるんですよ。
なんでなんで。
建築館で使う薬剤がどれぐらい反応を示すかはそれぞれちょっと個性があるのでメモリを打ち直すんです。
その都度。
その都度。
そのフラスコ1個フラスコごと。
だから子供が並べた時にメモリの位置が微妙に違ってたりするのに気がついた子はもちろん鋭いんだけどそれぐらいきちんと1%でもちゃんと測り間違えないようにメモリを振り直してるっていうだから高いのかな。
そりゃしょうがない高いのもね。
そうですね具体的にこれ結果のところに入ってきますけれども酸素の体積の割合は21%ぐらいだったのが17%ぐらいになりますね物が燃えた後。
二酸化炭素の割合は0.04%ぐらいだったのが3%ぐらいになります。
これだから0.04%ここまで測れるっていうのがまずすごいですよね。
その通りです。
面白いなというふうに思いますね。
この教科書の写真のやつは上も下も同じメモリで多分同じスライドっていうか同じこの切り方の管を使ってるんだけどこれが例えばちょっと箱が違ったりすると違ったりしてるのでもしそういうのを発見したらですね先生が偉そうに言ってあげてくださいね。
これ一個一個手作りなんだよねって言って技術の高さをね示していただければと思います。
だから本当そうなんですよねこの高い技術が結構使われてるんだよっていうことですね。
その面白さですね。
二酸化炭素の実験の時ってこの黄色いのから赤いのに検知感が変わるじゃないですか。
これってどのタイミングで。
これ難しいね。
私やる時やっぱり黄色からスタートして黄色でいっぱいになっちゃって測れないから赤にっていうふうにするんですけど。
そうだね。
どうしてるのかなって。
それがいいです。
違う管なんですよね。
測れる量がちょっと違ってね。
オーダーが違うというか。
黄色の場合は何パーセントまでしか測れないけど赤の場合は何パーセントまで測れるよみたいな感じで二酸化炭素は2本に分かれてるからね。
そうなんです。
一回振り切らせた方がいいよね。
いいですよね。
じゃないとなんか実験後はなんで赤い方で測らなきゃいけないんだっていう。
より少ないものを精密に測るものともうちょっとざっくり測るものっていうので大きさがまず。
大きさは違うね。
大きさは一緒なんだけど多分中の薬剤が違ってるんですね反応率がね。
そうですね。
はいということでですね。
この結果わりと日読みより明らかな結果なのでわかりやすいかなというふうには思うんですけれども。
その昔は石灰水だけで調べてたと思いますよ。
だから意外と質的なことが変わったと言ってスケールというかこの量って言い方なんだな割合で調べるっていうことは後付けだと思うので。
この辺が理科が進化するというか部分じゃないですかね。
そうですね石灰水だって二酸化炭素のことしか調べられない。
あるなしでね。
機体建築家についてはどういうものなのかっていうのはですねこれも概要欄にまた書いておきますので。
概要欄がありだくさん。
結果としては明らかなんですけれどもそこから考察していかなければいけないなというふうに思うので。
ここ結構難しいですけど今回ちょっとこれ言ってるともう時間がどうかな。
盛りだくさんすぎちゃう。
やってみましょうか軽くやってみましょうか。
やってみますかね。
最後にですね考察とまとめのところなんですけれども考察としてですね実験2の結果から物が燃えた後の空気はどのように変化したと言えるか考えましょうということですね。
まとめとしては物が燃えると空気中の酸素の一部が使われて二酸化炭素ができますっていうことなんですけどもここにたどり着けるかどうかですよね。
あのね今さっき木月先生が言ったけど一部が大事ね。
一部が大事。
酸素の一部が使われてっていうところに行けるかどうかは結構かもね。
まず予想の時に子供は酸素が全部使われるっていう予想したわけじゃないですか。
でも結果であれ17%ぐらいまでしか減らないんだなっていうことになりますよね。
だからなんか失敗したと思う子いるもんね。
17%のもの残ってるから自分のやった機体検知家の結果は間違ってると思ってる子いて。
そうよね。他の子を見たら同じ?あらあなたも?私もよってなって感性が高まってるわけだね。
大事ですねそういう見方ね。
それで16、17%が多いから考察までいく、まとめまで絶対いきますよこれは。
あのこのまとめはね酸素の一部が使われてなかなかできますと言うんだけどこれじゃ終わらないですよね。
でじゃあなんでっていう風にね言います子供はね。
ここまで行くのは。行くと思う。行く。
普通にあの全て使われるわけじゃなくて燃えた後も残ってるっていうことで。
そうですそうですそれを言うんですよ。
で酸素が減って二酸化炭素が増えた。
ガス交換ね交換が起きてるよっていうことがでつまりは変化してるってところまで行くんだけど
いやもう頭の中はもうなんで16%残ってるのに火は消えるのよっていうこの感覚はね
残り続けると思いますね。
食べ残すなよみたいな。なるほど。
炎君よと。まだあるじゃないか。
食べ残してくれるなって思うけど何回入れても消える何回測っても16から17
どういうどういうこの消える論理は何っていうね
この辺りまで来たらもう深い世界に入ったので子供たちが
もうその時点で素晴らしいと僕は思うんだけれども
子供はもうなんでなんでっていう感じで聞いてくると思います。
どうしますかそういう時は。なんでだろうねっていうこの奥深い世界があるってことに
先生も知らないのっていう。聞かれてもね困っちゃう。
知らないけど何かあるだろうここにはっていうねそういうことですよ
そこはなんか面白いことを考える子もいます。
だから1617が下限下の限度ここがもうこれ以上下がるともうつかないっていう限度なんじゃないかっていう子もいれば
この3%の二酸化炭素が悪さをして火を消すんじゃないかっていうようなことを言い始める子もいるので
このあたりはねあのまあいろいろとまた考察のところで深まっていくところかなと思いますね。
減った分だけ増えるっていう酸素がそこになんか気づく子がやっぱり。
いいよね。
そういてそこがやっぱ面白い。
酸素が減った分だけ二酸化炭素が増えるざっくりですけれども。
だいたいの子は酸素が減って二酸化炭素が増えるまでしか気がついてないけどそこの割合が減った分だけ増えてるってことは
そこが変わったんじゃないかっていうところにね話し合いができて面白い。
小学校理科ではそのさっきも言った通り空気中の酸素の一部が使われて二酸化炭素ができるということで
そのより深いその変化については中学校で学ぶということになっていきます。