3年 科学「音の大科学実験から生まれる子どもたちの発想力!」

生活するうえで、「音」は科学を理解するのにとても大切な要素です。音は、私たち人間にはコミュニケーションや表現方法として「言葉」や「音楽」として使われます。目には見えない「音」をどのように感じるか。身近なものを解き明かすのが3年科学の大切な要素です。

●糸電話による学習
「糸電話」という教材は、音を伝えるのに「糸」という一つの素材に絞ることで、特性に気が付きやすい教材の一つです。まずは、友だちと一対一で糸をどのような状態にすると、音が相手にうまく届くかを調べました。
2人で相談しながら「一番よく聞こえる状態」を目指して試行錯誤しました。
「糸をしっかり張ると良く聞こえる。」
「話しているとき、糸に触るとビリビリしている。」
「ゆるむとダメだね…」

   

そして、自然と「糸電話同士を合わせると、みんなで聞こえるんじゃない?」という意見が出ました。それは、糸が振動していることを実感するからこそ生まれる発想です。
「糸を絡ませると、みんなで聞こえるようになる!」

   

振動する糸によって声が相手に伝わるということを確認したら、次は、糸の素材を変えてどのように変化するか体験してみました。用意したのは「たこ糸(綿糸)」「銅線」「ビニールひも」です。それぞれ協力して制作し、思うまま実験をしては、結果をタブレットPCへとまとめていきます。

   

   

「銅線にすると、お風呂で話しているみたい!」「すごく響いてい聞こえるね」「土管の中みたいだね」「銅線がたるんでも少し聞こえる!」
「ビニールひもは音がきれいだ!」「クリアに聞こえる!」

      

自分の声がさまざまな素材を介して相手に届く感覚を得た子どもたちに、いよいよ本題を提示しました。

「今、話をしている先生の声は、どうやって君たちの耳に届くでしょう?」

 

●音の大科学実験
この問題に答えるために、次の実験を行いました。
①クラスの半分が一列に並ぶ。
②笛の音が聞こえたら、すぐに手に持っているスモックを上げる。
③その様子をタブレット型PCで撮影する。
実験班と撮影班を入れ替えながら、それぞれどのように音が伝わるのかを確認しました。

   

   

   

「笛の音が聞こえたら、すぐに振り上げようね!いくよ~」「ピッ!!」 バサバサ!
「おわぁぁ! 波みたいに順番に上げていく!その様子が動画でとれたぞ!」
「しまった!この角度の撮影だとわかりづらい!先生、もう一回やってください!」
実験での撮影方法の詳細は教えず、自分たちでどうやったら現象をわかりやすくGETできるか、試行錯誤するチャンスとしました。
「こっちの角度のほうが、全体が見えてわかりやすい!」「僕は一直線に映るようにするから、キミは真横から撮って!」「スローモーション撮影するとわかりやすいかも!」

実験は何度も繰り返し、音が伝わる様子を最も上手にGETできたものをロイロノートで共有し、みんなで分析し、考察を考えました。

 

●テストでの発想力
このように、子どもたちが実際の体験で感じ取った知識は、決められた問題を解決するだけでなく、ほかの発想を生み出し、応用していく「エージェンシー」につながります。

以下の問題は、3年生が3月に行ったテストの一部です。

この問題で重要な問題は(4)です。
「A君からD君の4人が同時に旗を上げるためには、先生と4人をどのように並べればよいか、図を描きなさい。」

実験を踏まえて、音が伝わる様子のイメージが強くついている子からは、新しいアイディアがたくさん出てきます。
まずは、「横に並べば、音は同時に伝わる」と、知識を変換することができたチーム。

   

縦に並ぶのではなく、「横に並べばよい」ということをテスト中に思いつき、しっかりと記述されています。
しかし、多くの子はこの発想では止まりませんでした。「この4人は本当に同じ距離なのか…。」と、さらに深めました。
そして、たどり着いた答えが以下のようなものです。

      

   

つまり、等距離になるように先生を中心に円を描くということです。

この思考までたどり着いたグループの考え方は、横一直線の解答から、まずは、少しカーブさせてくるようになっています。そして、「ハッ!」とひらめき、「先生から同じ距離の集まりは円になる!そうか、この答えは、『円を描く』ということなのだ!」というゴールにたどり着いたのでした。
実際に体験し、タブレット型PCで動画を撮り、みんなでじっくりと振り返る活動を通して、「音は空気が震えて、波のように伝わる」性質を持っているということを実感し、それを3年生ながらしっかりと活用することができました。この音の問題の正答率は80%を超えていました。

「見えないものを見えるように工夫する」ことで、子どもたちの身の回りにあるさまざまなものが不思議に見え、もっともっと知りたいという好奇心が湯水のように湧き上がってきます!