報告書 - 科学技術振興機構

平成１４年度 地域科学館連携支援事業実施報告書
企画名称
出前授業 「電気の屋台村」
ふりがな： こうべしりつせいしょうねんかがくかん
科学館名
神戸市立青少年科学館
氏名： 田尻 勝
科学館代表者
役職： 館長代理
〒 ６５０−００４６
神戸市中央区港島中町７−７−６
科学館住所・
連絡先等
TEL： 078-302-5177
FAX： 078-302-4816
e-mail： [email protected]
URL： http://www.ksm.or.jp
氏名： 齋藤 賢之輔
所属部署： 展示係
役職： 主任研究員（展示係）
企画担当者
担当者TEL：
担当者FAX：
担当者e-mail：
企画概要
企画名称
出前授業 「電気の屋台村」
連携形態
単独科学館 複数科学館
連携数
企画種別等
：科学館 ０ 館 ：小学校 ４ 校 ：中学校 ０ 校 ：高校 ０ 校
実施形態
学習課目
導入物等
出前授業
理科総合
観察・観測装置
遠隔授業
物理
調査キット
巡回展示
化学
実験・学習装置
イベント実施
生物
模型・標本・教材
ＩＴ活用
地学
情報・通信システム
その他（ ）
対象学年
コンテンツ
：小学校 １ ２ ３ ４ ５ ６ （年） ：中学校 １ ２ ３ （年） ：高校 １ ２ ３ （年）
企画概要
・電気の基本である電池の直列・並列、電球（モーターなど作動するもの）の直列・並列つ
なぎを徹底して体験的に体得させるために、環境教育もかねながら自然エネルギーを活
かして太陽電池・風力発電機・水力発電機から得た電力で動き働く機器などを使って学習
する。その中で、電磁気（電磁石）・磁気（永久磁石）も重視した学習とする。
・出前授業で、しかも出店形式で子供の学習形態は自由とする。
・市内の４小学校で実施する。（理科研究部副部長校３校と元理科部長校１校）
目的・ねらい
・難しい電気の学習を個人の能力に応じて、楽しく学習できる学習形態を構築する。
・乾電池や光電池（太陽電池）に豆電球やモーターなどをつなぎ、乾電池や光電池の働き
を調べ、電気の働きについての考えを持つようにする。さらに、電流の向きや強さについ
ても認識させる。
・科学する楽しさを体感し、科学技術への興味関心が高揚する。
・先行経験を活かして学習活動をすることによって、どの子供も電気の基礎知識の定着と
身の回りの電気製品の基本的な仕組みが推察できるようになる。
・電気回路を使ったものづくりに、体得した知識や技術が活かされる。（モーターや豆電球
に適応した電池やスイッチの組み合わせ回路が構築でき、適切な配線ができる。
期待される学習効果 ・手回し発電機や光電池、あるいは風力発電機の実験から、電気エネルギーを得ることの
大変さや電気エネルギーの大切さから、日常生活でエネルギーの無駄遣いをなくし、エネ
ルギーと環境問題にも目を向けるようになる。
・電気を造る（発電）ことから、環境にやさしい文化生活の必要性を認識する心の育成にも
役立つ。
・ものを見る目、科学技術を活かしたものづくり、科学技術への関心の高まりが得られる。
実施内容
電気の屋台村村長・・・田尻勝（館長代理）
屋台（ブース）担当・・・春名文雄（課長）・松尾 洋（係長）・戸田信示（指導主事）・柏原昭彦（指導主事）・吉谷隆
男（技術職員）・内田皓三（嘱託）・廣池靖祀（嘱託）・久保陽一（発明クラブ講師）・村上順
一（伊丹市総合教育センター指導主事）
企画・渉外・ブース総括担当・・・・・齋藤賢之輔（嘱託）
● 企画にいたる背景
２０数年も前から大学生に於いても小学校４年生の電気の学習内容の定着が悪いことが問題視されていた。
最近の先進国の学力テストでも、この電気の基本的な知識の定着が辛うじて最下位を免れた状況である。これ
は、概念的な知識の一時的な詰め込みで学習した結果であろうと予測した。学習内容を理解し、知識として身に
着けるには、やはり、体験を通した学習と自己の能力と関心のある事項を自由に学ぶことがいいのではと予想
し、計画立案をした。
● 実施に係る体制、検討内容
開発に係る体制・・・・齋藤を中心にスタッフと４小学校の担当者に簡単な口頭アンケート（どのようなことを学ば
させたいか）によって開発を決定・齋藤・戸田・吉谷で教具の開発製作をする。
活動に係る体制・・・・個々の学校の実態を齋藤が聞き取り、個々の学校にあわせたブースを決定。
ブースは、７∼９つとし、まとめの問題（ブース）も学校に合わせて増減する。また、全体の
まとめも実験を交えたショー的な方法をとるが、これも学校に応じたものを演示する。
学習者の子供は、自由にブースを回る。ブースを巡る順番は決めない。また、まとめの問
題のブースだけは必ず経験させる。
ブース担当は、実施日の前日の会議で決定。
● プログラム内容
各ブースの基本的な内容は、素案を齋藤が提示し、ブース担当がアレンジする。実施時間は２時間以内とし、午
前中に実施する。 ※ブース等の内容は別紙参照
● 実施校等
・ 糀台小学校・・・・６年生３クラスと４年生３クラスが飛び入り参加で合同学習。教科書の学習は、４年生は既
習、６年生は電磁石の学習前である。（９０分学習を２回）
・ 南落合小学校・・・３年生４クラス。２クラスは電気の学習（豆電球１個と乾電池１個のつなぎ方と電気の通るも
のと通らないもの）を既習、２クラスは未学習。（９０分学習を２回）
・ 有瀬小学校・・・６年生４クラス。電磁石の学習を既習。（９０分学習を２回）
・ なぎさ小学校・・４年生２クラス。既習のうえに、総合学習として「電気をつくる」をテーマに年間通じて学習展
開をしている。（９０分学習を１回）
※ 学習時間は、なぎさ小学校は総合的な学習時間で２時間、あとの３校は理科の時間として２時間を当てた。
● 実施詳細
・ 実施に当たっては、計画立案の段階で元神戸市教育研究会理科部長山崎幸男校長に相談して、４校を決
定。
・ プログラムについては、齋藤の経験を活かして構築し、科学館のスタッフで検討し決定。
・ 出前の前日にレンタカー（車両積載車）を借り、当日の７時に科学館に集合して、教材教具の積み込み、公用
車と自家用車の３台で出向く。後片付けも科学館スタッフで行い、午後帰館し反省会の後、レンタカーを返却。
・ プログラムの実施については、学校に到着後、教材教具を体育館に搬入後、テーブルを配置し、ブース担当
者でブースの運営準備をする。すべて、科学館スタッフで行う。ただし、第２ブース（メルクリン機関車を手回し発
電機で動かす）については、当該校の先生にお願いし、子供たちの緊張緩和に一役担っていただく。
実施体制
科学館名
科学館側担当者名
協力形態
企画･実施
連携科学館名
計（0）館
企画･実施
企画･実施
企画･実施
学校名
学校側担当者名
協力形態
神戸市立糀台小学校
松村 幹也 （教諭）
企画･実施
神戸市立南落合小学校
中山 雅仁 （教諭）
企画･実施
神戸市立有瀬小学校
前川 順 （校長）
企画･実施
神戸市立なぎさ小学校
祝迫 治雄 （教頭）
企画･実施
企画･実施
連携学校名
計（4）校
企画･実施
企画･実施
企画･実施
企画･実施
企画･実施
企画･実施
企画･実施
氏名
所属
春名 文雄
展示課
展示課長
松尾 洋
展示課展示係
展示係長
館内共同担当者 水野 浩典
展示課天文係
天文係長
吉谷 隆男
展示課展示係
技術職員
内田 皓三
展示課天文係
主任研究員
廣池 靖祀
管理課菅理係
委員会構成
メンバー
e-mail
役職
主任研究員
氏名
所属
村上 順一
伊丹市総合教育センター
指導主事
山崎 幸男
神戸市立長楽小学校
校長
齋藤 賢之輔
神戸市立青少年科学館
展示係主任研究員
柏原 昭彦
神戸市立青少年科学館
天文係指導主事
戸田 信示
神戸市立青少年科学館
展示係指導主事
企画委員会 齋藤
役職
科学技術振興事業団
職 員 会
実施体制図
学校（担当者）
学年打ち合
わせ会
児 童
科 学 館
連携活動
実施日・時期： 平成15年1月21日 実施会場・場所： 神戸市立糀台小学校体育館および運動場
（学校名・科学館名・施設名）
実施プログラム内容： 電気の屋台村
参加人数： 児童189人
実施対象名称： 神戸市立糀台小学校6年生（4年生も飛び入り参加で合同）
実施対象学年： 6年93人
（学年・年齢等） 4年96人
（学校・学級・その他一般）
実施教科名： 理科
実施時間数： 90分を2回（1クラスと2クラスに分けて）
指導担当者氏名： 田尻・久保・他（科学館スタッフ）
実施対象先担当者氏名： 松村 幹也
評価：
○子供の反応は、予想以上に熱心にブース巡りをしていた。特に反応がよかったのは 第１ブースの果物電池での発電（大型デジタ
1 ル時計の稼動）、 第２ブースのメルクリン列車を手回し発電機で動かす、第７ブースの電気自動車とソーラースクーターの試乗であ
る。
○果物電池や備長炭電池、炭素棒を電極にし重曹を電解液にした充電池などで時計や電子オルゴール、発光ダイオード、点電球
などが作動するのを目にして、不思議さを感じたり、手回し発電機で列車を動かすことの大変さから、電池を含めて電気を大切にしよ
うという心がけが生まれたり、静かに力強く走る電気自動車やソーラースクーターに試乗して感動したようである。
○子供の中には、走行音が静か過ぎて歩行者に気をつけないといけないなという感想を持つ子もいた。さらに、この自動車の仕組
みを知りたかったという声もあとで聞いた。ただ試乗させるだけではいけない。第３ブースのソーラーカーと同じような回路（光電池）が
バッテリーになっている。そのバッテリーは第４ブースの充電（この自動車とスクーターの電池は、風力発電機や大型の光電池で充電
して使っていること）であることのレクチャーを簡潔にすることの徹底不足があった。
○大きな成果は、４年生の女子児童の数人が第９ブースで６年生の学習問題を完全にクリヤーした。その子供たちは、各ブースを
巡るうちによくわかったとのことであったことと、スタッフのうち、特に教員あるいは教員ＯＢが出前授業の楽しさを感じ新しい学習形態
として認知したことである。 さらに、学校ではスタッフが足りないことと、これだけの教材の用意ができないこと、子供の反応から満足し
ていただいた。（科学館のスタッフにも、打ち合わせなど１時間ほどで、とにかく負担をかけない、負担と思わせないでこどもと接する楽
しさを強調した取り組みだけでスタートできたことがよかった）
活動記録写真番号： 17-1,17-2,17-3,17-4
実施日・時期： 平成15年1月23日 実施会場・場所： 神戸市立南落合小学校体育館
（学校名・科学館名・施設名）
実施プログラム内容： 電気の屋台村
参加人数： 児童134人
実施対象名称： 神戸市立南落合小学校3年生
実施対象学年： 3年生
（学校・学級・その他一般）
（学年・年齢等）
実施教科名： 理科
実施時間数： 90分を2回（2クラスずつ）
指導担当者氏名： 田尻・村上・久保・他（科学館スタッフ） 実施対象先担当者氏名： 中山 雅仁
評価：
○雨天のため体育館のみで実施したため、スクーターや電動自転車、自転車風力発電機の走行はできなかったのが幸いした（ス
2 クーターの操縦が難しいため）。しかし電気自動車の試乗は実施。騒音がまったく出ないため、他のブースに影響がなっかた。
○前回の経験を活かし、３年生の初歩的学習に対応するため、難しい言葉はさけ、難しいことを易しく、易しいことを深くわかりやすく
説明することを心がけ、決して無理強いしないで子供の感覚や感性、あるいは個性を察して、ここに対応することを心がけた。
○第５ブースの教科書にもあるいらいら棒や光ルーレットに人気があった。やはりゲーム感覚のあるものが好まれるようだ。そのた
めかブース３では、ソーラーカーの光電池を取って乾電池に置き換えて車を速く走らせて楽しむ子供やブース９のプロペラカーを組み
立てて走らせる問題に没頭してしまう子供が多かった。
○第７ブースの災害に役立つラジオ＆ライトは、さほど興味を示さなかった。この子たちは震災経験はあるが幼児であったため、不
自由な経験の記憶がないため無理からぬことである。ここにも、大人と子供のギャップを少し感じるところである。
○障害学級の子供たちも飛び入り参加で楽しんでいただき、担任も一緒に学習した。このような機会があって始めて理科教育が取
り入れられたと喜んでいただいた。自由に好きなブースで気に入ればいつまでも学習できることがよかったようである。
○第４ブースは難しいようであったが、デジカメや携帯電話などに興味のある子供は何となくわかったようであるが、いまいち人気が
なかった。
活動記録写真番号： 17-5,17-6,17-7,17-8,17-9
実施日・時期： 平成15年2月3日
実施会場・場所： 神戸市立有瀬小学校生活科ルーム・ピロティー・前庭
（学校名・科学館名・施設名）
実施プログラム内容： 電気の屋台村
参加人数： 児童149人
実施対象名称： 神戸市立有瀬小学校6年生
実施対象学年： 6年生
（学校・学級・その他一般）
（学年・年齢等）
実施教科名： 理科
実施時間数： 90分を2回（2クラスずつ）
指導担当者氏名： 田尻・久保・他（科学館スタッフ）
実施対象先担当者氏名： 前川 順
評価：
○当初の計画では、５年生対象に出前授業をする計画であったが、学校の都合で６年生に変更になった。
3 ○楽しかったのは電気自動車やソーラースクーター、不思議だったのが果物電池などのインスタント電池、
役に立つなと感じたのが充電電池や第７ブースの手動ラジオとのこと。第５ブースのいらいら棒や光ルーレッ
トは、電気の回路の確認や作り方よりもゲーム性に意識が行ってしまったようである。まねをして作ってみよう
というのではなく、ラッキー７になったとか何点だったとうことにこだわったようである（３つのルーレットでどれも
７の数字に矢印が合うと、科学館の粗品を景品に出したのが失敗だった）。
○自分が思い込んでいたことが違っていたことや初めて回路（４年生で既習）という言葉を知った喜びを語る
子供や自転車の発電機にリード線が１本しかない不思議が理解できてすっきりしたという子供もいた。これも
自由な雰囲気での学習で、自分だけの素朴な疑問が解けた喜びは大きかったと思う（このような疑問は教室
ではなかなか解決しないものである）。
活動記録写真番号： 17-10,17-11,17-12,17-13,17-14
実施会場・場所： 神戸市立なぎさ小学校体育館および運動場
実施日・時期： 平成15年2月14日 （学校名・科学館名・施設名）
実施プログラム内容： 電気の屋台村
参加人数： 児童43人
実施対象名称： 神戸市立なぎさ小学校4年生
実施対象学年： 4年生
（学校・学級・その他一般）
（学年・年齢等）
実施教科名： 総合学習の時間
実施時間数： 90分
指導担当者氏名： 田尻・村上・久保・他（科学館スタッフ） 実施対象先担当者氏名： 祝迫 治雄
評価：
○今回で最終回である。ただし、この学年は昨年５月に電気の学習を終えた後、総合的な学習として「電気
4 をつくろう」を課題として、発電所の見学や関西電力会社からの出前教室を受けている。そのため、９０分の学
習に飽きることなく新鮮な目でブース巡りをして飽きることなく時間をすごさせるにはどう手立てを打つか思案
し、ブースの数を７に減少させ、中身を充実させることとした。
○この学校での実践からわかったことは、課題を持って学習しているために、探究心が強く、真摯な態度で
の学習者が多い。電気自動車は公道を走れる乗用車であるが、スタイルからくるのか実験用のミニ自動車と
いう感覚であった。車の運転をさせることへの抵抗感が少しはあったが、実験用自動車の運転ということで今
後も続けたいと思う。
○興味のあったブースは、自動車、果物電池、いらいら棒＆光ルーレットに加えて、第７ブースの「電気博士
に挑戦しよう」であった（しっかり学習していれば自分の知識の測定をしてみたいという欲望は今も昔もかわら
ないことがわかった。できる喜び、できた喜び、知った喜びを体感できるブースを今後とも研究したい。知った
喜びとは、電池の使用推薦期限や電池の日などのミニ知識、人間電池や圧電素子を使った電池なし簡易電
話機などである。）
活動記録写真番号： 17-15,17-16,17-17,17-18
スケジュール
２００２年
内 容
４月
２００３年
５月
６月
７月
８月
９月
１０月 １１月 １２月
１月
２月
委員会の委嘱
プログラムの素案
機材の発注
手作り教材の製作
プログラムの作成
出前授業の実施・評価
次年度に向けて
委員会開催記録
日時
場所
平成15年5月12日 楠公会館
内容
理科部会の理解と各校の実態に合わせるため当該校の担当者との打合せで実施することの了解
※上記の委員会は、理科部会の懇親会の事前に行ったものである。
今後の自主的な活動予定
○５月１３日(火）の神戸市教育研究理科部会総会で、事業報告
○糀台小学校 展示物貸与
○有瀬小学校 ４年生 企画・実施予定
○なぎさ小学校 親子電気の屋台村 放課後、または土・日
※希望校があればその都度実施
３月
活動記録写真
写真番号
写真タイトル、または説明
17-1
手動ラジオ＆ライトで発電
の体験（糀台小）
17-2
はやく電気自動車に乗りた
いよ（糀台小）
17-3
光電池自動車を速く走らせ
るには
写真
写真番号
写真タイトル、または説明
17-4
電気の基本回路を使ったお
もちゃで遊ぶ
17-5
電気自動車等の搬入（南落
合小）
17-6
手作りおもちゃの会の説明
風景
写真
写真番号
写真タイトル、または説明
17-7
手作り風力発電機の説明
17-8
メルクリン列車を前後進さ
せたり、速く走らせたりゆっ
くり走らせたり
17-9
自転車風力発電機
写真
写真番号
写真タイトル、または説明
17-10
うまく充電できたかな？発
電機でも回るかな？
17-11
太陽光とハロゲンライトの
光とパワーが違うね
17-12
手作り電池でいろいろ実験
するよ
写真
写真番号
写真タイトル、または説明
17-13
自転車の発電機の電気と
乾電池の電気は違うよ
17-14
速く乗りたいよ
17-15
まとめの話で∼す
写真
写真番号
写真タイトル、または説明
17-16
電気の基本の話
17-17
果物が電池になってる
よ！！
17-18
なぎさ小学校の感想文集
の表紙
写真
調達・製作物等一覧
品名・仕様
写真
風力・太陽光
発電システム
出力電圧：100V 定格出力：455W
システム構成：
①風力発電機 ②太陽電池モジュール
③ハイブリッドコントローラー
④バッテリー
⑤ＤＣ/ＡＣインバータ
⑥タワーキット（マスト高2500㎜）
⑦ＥＣＯスイッチ（商用電源自動切替
器）
1
単3型
公称電圧・容量：1.2Ｖ1000
ｍＡｈ(最低保証）
標準充電：100mA×14∼15時
間
7
手回し発電機実験
セット（10）
2
風力・太陽光
発電システム（2）
出力電圧：100V 定格発電電力：455W
風力発電機、 太陽電池モジュール
ハイブリッドコントローラー
ティープサイクル バッテリー
ＤＣ/ＡＣインバータ ＥＣＯスイッ
チ
タワーキット（マスト高2.5m）
写真
ニッカド電池（100）
太陽電池モジュール
（4）
最大出力：53W
最大出力電圧：17.4V
最大出力電流：3.15A
寸法：329（W）×1293（L）
×34（D）mm
重量：5.5kg
品名・仕様
3
発電機：最大10V−300mA
支持台：14.5(幅)×25(奥行)×1.7(高
さ)cm
ｺﾝﾃﾞﾝｻｰ：ｺﾞﾑ磁石付き
電子ﾒﾛﾃﾞｨｰ：1.5∼3V-0.03A、ｺﾞﾑ磁石
付き
発光ﾀﾞｲｵｰﾄﾞ：2.5V-0.03A、ｺﾞﾑ磁石付
き
ﾘｰﾄﾞ線：赤、黒各20cm各１本
説明用積算電力計
（3）
ＡＣ100Ｖ 30Ａ
50/60ＨZ用
8
9
ＮＰ-103（ベーシックモデル）
ＰＩＫＯＰＩＫＯ検
流計（8）
小型風力発電機キット（6）
直径：57ｃｍ 定格出力：3Ｗ
パーツ：ステンレスブレード（幅40㎜
×長さ200㎜）数量3、ダイナモ数量1、
ダイナモスタンド数量１、ローターボ
ス（ステンレスブレード用）数量1、
ロータープレート（ステンレスブレー
ド3枚翼用）数量1、ブレードステー数
量6、本体ベース数量1、尾翼プレート
数量1、リード線2m数量2、整流用ブ
リッジダイオード数量１、ベーシック
モデル用ネジ類セット数量1
4
光電池自動車（25）
大きさ：約240×80×110mm
光電池：0.5V 1200mA
10
ソーラー君（6）
（乾電池付き）
光電池学習セット
（10）
光電池：4枚 みの虫リード線付
モーター：2個
部品内容：豆電球、発光ダイオード、
電子オルゴール、モーターベース、車
輪・車軸一式、プーリープロペラ、プ
ラスチックダンボール、発砲スチロー
ル板、発砲スチロールブロック、リー
ド線 格納箱：プラスチック製
（取手付：315×187×150㎜）
方式：高速AD変換方式によ
る検流
入力範囲：DC±0∼1A
大きさ：180×54×40mm 重
さ：290ｇ
電源：単3乾電池4本
5
6
電源（ﾆｯｶﾄﾞ電池）：
1.2V×2 DC2.4V
電源（乾電池単3）別売：
1.5V×2 DC3.0V
スピーカー・消費電力：
0.5W
寸法：幅216×奥行109×高
さ140
炭素棒（10）
10本組
直径：φ6.5×長さ：305㎜
11
12
品名・仕様
フルーツ電池用電極
銅版（20）
10枚組
フルーツ電池用電極銅板
45×75mm
写真
13
品名・仕様
みの虫リード線セッ
ト（20）
型式：小 クリップ：33㎜
全長：450㎜ 赤黒緑黄白各
2本計10本
写真
19
電気自動車
フルーツ電池用電極
亜鉛版（20）
10枚組
フルーツ電池用電極亜鉛板
45×75mm
14
15
ニッケル水素充電器
（5）
寸法：幅110×奥行230×高52mm 質
量：690g
充電時間：12時間
入力：AC100±10V（50/60Hz）10VA
出力：DC2.4V（450/240/150/65）
mA×2 DC9.8V 14mA
対応電池：ニッケル水素電池 単1形
∼単4形2本又は4本、6Ｐ形は1個のみ
光電池専用モーター
（60）
電圧（標準)：1.5∼12Ｖ
電流(空転時）：10∼15ｍＡ
大きさ：φ32.0×27.4mm
組立サイズ：121L×41W×104H/Cm
バッテリー：12V・16Ah/10HR×2
最高速度：20km /h未満
連続走行距離：約20Km 総重量：23kg
最大荷重：150Kg（運転手含む）
充電時間：4時間∼6時間
21
パススマイル24型
電動自転車 （3）
16
点電球（20）
10個組
電圧：１.5Ｖ 電流：15ｍ
Ａ
大きさ：ゴマ粒大
20
ソーラースクーター
[Bumblebee」（2）
バッテリーチェッカー
（10）
寸法：121×88.2×24㎜
質量：110ｇ
一次電池全てのチェックが
可能
全長：1,955㎜ 全幅：
1,130㎜
全高：1,475㎜
バッテリー容量･電圧×個：
12V/50Ah×4
充電時間：:8∼12時間 最
高速度45Km/h
一充電走行距離：最大40Km
実用30Km（市街地走行）
充電時間：約2.5時間 サイ
ズ：24型
総重量：24ｋｇ
全長：1,800㎜ 全幅：560
㎜
サドル高：735∼860mm
17
サイクロコピュー
ター（3）
18
ニカドバッテリー
（3）
積算距離・区間距離・速度
・充電時期がわかる
二カド電池
22
23
24
品名・仕様
自転車（婦人）（5）
24インチ 荷台と前かご付
発電機付
写真
品名・仕様
写真
メルクリン
スターターセット、
Z（6）
25
Ｚゲージ 円形線路：
357×302ｍｍ
バッテリー操縦、スーツ
ケースモデル
携帯型ケース付（プラス
チック製）
26