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自宅でできる!子どものための簡単科学実験5選

oriori編集部
2021/09/09 04:09
子どもたちは生まれながらにして好奇心の芽を持っています。見ていて楽しい!どうなるのか気になる!という好奇心の芽を育んでいくのに科学実験は最適です。サンフランシスコにある「エクスプロラトリアム博物館」によってつくられた自宅でできる科学実験をご紹介します。外に出られない日などに試してみてはいかがでしょうか?

エクスプロラトリアム博物館とは?

エクスプロラトリアム博物館

エクスプロラトリアム博物館は、科学、芸術、そして人間の知覚を探求し続けている博物館です。エクスプロラトリアム(Exploratorium)は「探検、探究する」(explorer)と「ホール、講義室」(auditorum)からの合成語で、この博物館は、サンフランシスコでは最も人気のある博物館の一つで、年間110万人以上に利用されています。科学を勉強とは感じさせない工夫が随所に散りばめられていて、子どもはもちろんのこと、大人も童心に返って楽しめるインタラクティブな体験型サイエンスワールドです。利用者が参加・体験できる展示は、ドイツ博物館が先に建てられましたが、科学に重点を絞った展示ではエクスプロラトリアム博物館とカナダのオンタリオ・サイエンスセンターが最初となっています。

エクスプロラトリアム博物館
エクスプロラトリアム博物館

入場料は$29で、竜巻に足を踏み入れたり、「シャボン玉の実験」や「砂時計と地球の自転の実験」、「マーカーを使ったお絵描き」など、多くのアトラクション・実験が体験できます。また、エクスプロラトリアム博物館の展示には、科学者や教育者だけでなくビジュアルアーティストやメディアアーティスト、パフォーミングアーティストも加わっていて、日本人では岩井俊雄などが参加しています。

竜巻の実験

それでは「エクスプロラトリアム博物館」によってつくられた、「自宅でできる科学実験」をご紹介していきましょう。

肌の役割をトマトから学ぼう!

みなさんの肌はどのような役割をもっているでしょうか?この実験では、トマトを使って、肌の大切さを学んでいきます。

必要なもの

  • 2つの同じ大きさのミニトマト
  • つまようじ
  • 定規
  • 虫眼鏡

準備の仕方

  1. トマトをお皿に置きます
  2. トマトの一つはそのままにし、もう一つのトマトにつまようじで6つほど穴を空けます
  3. トマトを冷蔵庫ではなく、部屋に置いておきます

いざ実験!

1週間ほど毎日トマトを観察してみましょう。その時に「穴を空けたトマト」と「そのままにしたトマト」を見比べるとどんな違いが出ていますか?色や質感、匂いや形などに違いが出ていると思います。そして、定規を使って大きさの違いを見てみたり、虫メガネを使って穴の開いたトマトをみたりしてください。

穴の開いたトマトは、全体的に小さくなっていることが分かると思います。そして、穴を空けた部分をよく見ると、菌ができていることが確認できるかもしれません。

この実験では、生物の肌がウイルスや菌などから体を守るうえで重要な役割を持っていることを学ぶことができます。つまり、人がケガをして皮膚に傷ができてしまったとき、治療をせずそのままにしてしまうと、そこから菌などが入り、体に悪影響を及ぼしてしまうことが分かります。

皮膚の細胞はしっかりと結合されており、細菌に対する抗体を持ったたんぱく質で構成されています。さらに、皮膚は塩分が多く、わずかに酸性であるため、微生物が快適に過ごすことはできないのです。

なんで空は青くて、夕日が赤なのだろう?!

空を見ると、お昼は空が青く、夕方は赤(オレンジ)になっていると思います。不思議ですよね?おうちでその様子を再現してみましょう。

必要なもの

  • 水槽のような透明なプラスチックの箱
  • 水(水道水でOK)
  • 牛乳(数滴)
  • 懐中電灯
  • 白い紙

準備の仕方

  1. プラスチックの箱に水を注ぎます
  2. 懐中電灯に灯りを付け、横から水の中を照らします(光が端から端に貫通するように)
  3. 懐中電灯とは反対側に白い紙を置き、光が紙に映るようにします
  4. プラスチックの箱に牛乳を少しずつ入れながらかき回し、水の中の光線がはっきり見えたら止めます

いざ実験!

まずは、懐中電灯の光線を横から見てみてください。横から見ると、懐中電灯の近くにある光線は青みがかった白に見えると思います。そして、白い紙に映った光線を見るとオレンジ色に見えると思います。プラスチックの箱が十分な大きさだった場合には、光線の色が、青白い色からだんだんとオレンジ色に変化しているところが確認できます。

青空の実験

太陽から出る光は白色光という種類の光で、紫・藍・青・緑・黄・橙・赤、すべての光(色)で構成されています。そして、光というものは波のようなもので、光の色によってその波の長さが異なっています。「紫や藍、青」は波長が短く、「オレンジ色・赤」は波長が長い特性を持っています。太陽の光というものは我々の目に届くまでに、空気中の様々な分子とぶつかります。そして、波長の短い青の光は、空気の分子などにぶつかると早く散乱して空に広がるのです。それが、空が青い理由です。そしてそれは「プラスチックの箱」の中でも同様で、光が発生しているところに近い光は青白くなっていることが確認できます。

一方、日の出や日没のときに、空が赤やオレンジ色に見えるのはなぜでしょうか?朝や夕方は、太陽の高さが昼よりも低く、光が空気の層を斜めから差し込むため、大気の中を通る距離が長くなります。プラスチックの箱を通って白い紙に映った光がオレンジ色になっているのと同じですね。波長の短い青い光は、早い時点で散らばってしまい、そのエネルギーが弱いため私たちの目に届く前に消えてしまいます。そして、波長の長い赤やオレンジの光だけが我々の目に届くのです。

舌よりも鼻で味を感じる?!

普段ご飯を食べていると、「これは●●の味だ」と子どもでもわかると思います。それではそのような味はどのような仕組みで感じているのでしょうか?子どもにもわかる実験をしてみましょう。

必要なもの

  • いろいろな種類の味があるアメ(チュッパチャップスやサクマ式ドロップスなど)
  • 目隠しをするタオルなど

準備の仕方

  1. 異なる味のアメを用意します
  2. 子どもに目隠しをします(ちょうどよいタオルがなければ目をつむるだけでも良いです)

いざ実験!

まずは、普通にアメを舐めてみましょう。その時に「これはイチゴの味だね」といったように、味を確認しましょう。そして目を隠したら、鼻をつまんで、クイズの始まりです。味を伝えずに、アメを舐めてもらい、その味を当ててもらいます。この時に、鼻で匂いを感じられないように鼻をつまみ続けてください。どうでしょう?なかなか当てられないのではないでしょうか。

人の味覚は、「甘味、酸味、塩味、苦味、うま味」の五基本味を感じるようになっています。そして複雑な味はその5種類の味の組み合わせによって生み出されているのです。それに加え、辛みや冷たい感覚など物理的な刺激によって総合的な味覚をつくっています。それに加えて重要なのが嗅覚です。たとえばレモンの酸味とライムの酸味は、酸味成分はおなじであり基本味的には違いがありませんが、匂いなどによって、異なる味として認識されます。私たちが「味」として感じるものの約80〜90%は、実際には私たちの嗅覚によるものです。鼻をつまんでアメを舐めたことによって、実際の風味は嗅覚によってつくられていることを知ることができます。

目は何で二つ必要なの?

人間には、鼻は一つ、口は一つなのに、目は二つあります。それは何のために必要なのでしょうか?今回は簡単な実験で目が二つ必要な理由を体験してもらいましょう。

必要なもの

  • ストローや割りばし

準備の仕方

  • 特になし

いざ実験!

まずは、目を両方とも開けて、両手でそれぞれストローを指先で持ちます。そして、顔から約30センチほど離れて場所で、右手に持つストローの先っぽと左手に持つストロー先っぽを合わせてみてください。普通にできると思います。その後に、今度は片目をつむって同じことをやってみてください。今度はなかなか先っぽをくっつけるのが難しくなっていませんか?これこそ目が二つ必要な理由です。片目をつぶって、ひとつの目でものを見ても、その様子はわかります。ただしそれではモノを立体的に認知することができません。

人の目は右眼と左眼で異なるものの見方をしています。それぞれの角度から物を見て、それを脳の中で統合することで、距離感や立体感を測っているのです。最近ではiPhoneのカメラも複眼になっていますね。

片目で実験をしてみることによって、「立体感を感じられない」ということ体感することができます。

うごく影の秘密!

影は光が当たるとできるものですが、光が当たる角度によって、影の大きさや形状が変わります。太陽と自分の影を使って実験をしてみましょう。

必要なもの

  • チョーク
  • チョークを書いてもよい地面

準備の仕方

  • 特にありませんが、晴れている日を選びましょう

いざ実験!

まず朝に、日当たりの良い場所で安全な屋外スペースに移動してください。そして、その場に立ち、再現できるポーズをとってしばらく静止してもらいます。そして地面にうつった影の輪郭をチョークでなぞります。その際に影だけでなく、立っている場所も分かるように足あとをチョークで囲いましょう。

次はお昼(できれば正午近く)に同じ場所に立って、同じポーズを取り、違う色のチョークでなぞりましょう。影はどのように変化しているでしょうか?同じ場所に立っているはずなのに、別の場所に動いていませんか?また、影の形は小さくなっていませんか?

さいごに夕方に同じ場所に立って、同じポーズを取り、違う色のチョークで影をなぞりましょう。今度はまた影が大きくなっていませんか?

ここから様々なことが分かります。

まず、影は、光が遮られて生まれます。屋外に立つことによって、太陽からの光が体によって遮られて影が生まれるのです。そして、光は直進します。体の周りを曲がることがないので影ができます。そして、地球・太陽は常に動いているため、屋外の影が変化していきます。チョークで書いた影は常に太陽のある場所とは反対側に書かれています。太陽の位置が変わると影の場所も変わることが分かります。

さいごに

いかがでしたでしょうか?他にもExploratorium公式HPには様々な実験が描かれています。英語版しかありませんが、気になる方は見てみてはいかがでしょう?身近なもので科学の好奇心の芽が育まれるといいですね!

参考URL

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