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目の付け所が凄すぎる「小学生の夏休みの自由研究」

「ポニーテールはなぜ揺れる?」、「イモリの天気予報」ほか、目の付け所が素晴らしい自由研究たち。小学生の子供たちがなぜ研究しようと思ったのかのきっかけと、研究のアプローチ方法は大人も参考になります。

更新日: 2012年11月04日

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▼小学校5年生「ポニーテールはなぜ揺れる?」

ポニーテールを観察していると、その人がわざと揺らしているのではないかと思うほど、リズミカルに揺れていた。その反面、あまり揺れていない人もいることに気づいた。どんな時によく揺れて、どんな風になるとあまり揺れないのかと思い、研究を始めた。

「ポニーテールがリズムよくプランプランと揺れている人、逆に、あまり揺れていない人がいる。どんな時によく揺れて、どんな時にあまり揺れないのか、その秘密を調べたい」という疑問を出発点に研究をスタートさせた。
5つの実験を行うために「ポニーテール共振器」や「振れ幅測定ボード」などを工夫しながら作り、この実験装置を使ってくわしくデータを出している。そして、初めに考えた実験を進めていくうちに発見された新たな課題についても追究している。

▼小学校4年生「ボウリングのストライクをとるには?」

ボウリングでストライクをとるのに、真正面の1ピンではなく、なぜ1ピンと3ピンの間なのか、なぜストライクが出やすくなるのか?と思い、研究を始めた。

そのために実験を繰り返し、ハイスピードカメラでボールの軌跡を調べ、統計的方法によってベストな球すじ(すなわち、ポケット)を探し当てている。ストライクになるためには倒れたピンが次々と別のピンを倒す、いわゆる“ドミノ倒し現象”を生じさせることが不可欠で、そのためには1ピンと5ピンを結ぶ直線Lに対し、5ピンを目指す球筋が直線Lから8°を成すことが最高のポケットであることを導いている。2000回を超える実験を行い、楽しみながら、かつ、科学的に役立つ結論を得ている。

▼小学校3年生「アリも目がまわる?!」

「ベイブレード」(おもちゃのコマ)にはりついていたアリが、コマの止まった後に、平気そうに歩き出した。自分たちは10回転ぐらいすると、目が回る。アリにも「めまい」があるのかもしれないと思い、研究を始めた。

アリが目を回しているかどうかは、一種の迷路を無事脱出できるかどうかで測定している。結果、200回転、300回転させるとアリさんも目を回すことが分かった。人間が目を回すのは、耳の奥にある三半規管が原因だが、アリに三半規管はなく、アリはなぜ目を回すのか?という、さらなる研究の発展も期待できる。

▼小学校4年生「これまでにない食感のだんごの研究」

だんごは米などの穀物の粉に水やお湯を加えてこねて、蒸したりゆでたりして作る、日本に古くから伝わるお菓子。様々な穀物や精製デンプンを混ぜることで、これまでにない食感やおいしさをもつ新しいタイプのだんごを考え出したいと思い、研究を始めた。

9種類の市販の穀物粉で作っただんごの基礎研究では、ヨウ素デンプン反応と合わせて、顕微鏡画像を撮ってデンプンの見え方の違いを丁寧に観察している。さらに、十数種類のハーフだんごを作って、食味評価とやわらかさ、弾力、なめらかさとの関係で分析している。おいしいだんごほど、やわらかく、弾力があり、なめらかな食感をもつという結論を出した。

▼小学校2年生「砂山はどうやったら高くなる?」

休み時間に鉄棒に行こうとしたら、砂場で砂山を作っている子がいた。それを見て「どうやったら高くなるのだろう」と思い、研究することにした。

砂の特徴などにメスを入れ、科学的考察を行った。その結果、土台となる図形の内接円が大きくなればなるほど、砂山の高さが高くなる(円の直径が1cm大きくなる毎に、高さは7mm高くなる)ことを突きとめた。 また、砂の特徴としては、砂の粒が細かいほど、砂山の高さは高くなることも実験をして確認している。この作品の素晴らしい点は、土台の図形や面積に注目しがちだが、実は、その内接円こそが本質であることを洞察したことに尽きる。

▼小学5年生「レタスの茎の変色のひみつをさぐる」

レタスを買いに行った時、茎の赤いものと白いものがあるのに気付いた。どうしてなのかと不思議に思い、調べてみることにした。

スーパーで売られているレタスの茎の切り口に赤いものと白いものがあり、それを気にして始めた研究が植物の防御システムの一端にまで押し進めた。予想して検証する科学的なアプローチは、的確に問題をしぼり出し、次々とステップジャンプしていった。顕微鏡をうまく利用して単なる観察でも済むところを組織や細胞レベルまでの状態を明らかにしていることや切り口の色の変化と共にpH が変化していくことをとらえている。

▼小学5年生「ダンゴムシとワラジムシ その生態とかくされた能力」

ダンゴムシやワラジムシとの関係を調べているうちに、林には、必要な虫だということがわかってきた。もっとくわしく知りたくて、この2種類の虫について、調べてみることにした。

ワラジムシとダンゴムシについて、体のちがいのほかに運動能力のちがい、感覚のちがい、脱皮のちがいなど、実に様々の角度から実験観察をおこなっている。触角の働きは単に、 においを感じたり、食べ物をさがしたり、移動したりするのに役立っているばかりでなく、生命の維持にも必要なものであることを継続観察で明らかにしている。

▼小学6年生「イモリで天気を予報できるのか?」

イモリのことを書いている本を読むと、天気予報ができるというところに目が留まりました。本当にそんなことができるのかどうか興味を持ったので、イモリを6年間に渡ってよく観察することにしました。

最初の絵日記から6年生の記録表に記入するやり方になるまで進歩している。2年生から5年生までの毎日の連続観察と6年生で気になっていたことを追加研究している。
夕方7時頃のイモリの位置で予報しており、水中にいると「晴」、石などの上にいると「雨」、体の一部が水中につかっていると「曇り」、後に追加した土の入った鉢の上にいると「曇り」として的中率を高め、TVニュースの予報よりよく当たっている。湿度変動が大きい時や気圧変化の大きい時期には、的中率が下がる傾向がある。この6年間の根気強さには感服。

▼小学6年生「イモはイモでも、サツマイモも芽を出せるのか」

野菜入れの中のジャガイモが、芽を出しているのをよく見かける。イモはイモでも、サツマイモが芽を出しているのを見たことがない。不思議に思い、サツマイモも芽を出せるのか調べることにした。

「ジャガイモと同じようにサツマイモも芽を出せるのか」という疑問を出発点に、その時に考えられるすべての条件で実験をした。毎日観察し記録を残し、70日にも及ぶ継続観察を行った。一つの実験・観察からスタートしても、その実験・観察の結果から生まれた新しい疑問をそのままにしないで、次の課題へつなぎ、それを証明するために新しい方法を考え実験・観察を続けた。写真と一緒に手書きのスケッチを行って細かく観察したことが研究のまとめに生かされているところも素晴らしい。

▼小学6年生「チョークの折れ方には秘密がある?」

必死で黒板に書いている先生のわきから1本のチョークが床に落ちました。チョークは2つに割れました。しばらくしてまたチョークが落ちました。すると今度は3つに割れたのです。「どうして割れる数がちがうの?」 私は不思議に思い、研究を始めることにしました。

チョークを落とすときの条件を高さ・傾きとし、チョークその物の条件として湿りけ・長さ・太さ等に目を付けて、条件コント ロールを行い、細かく、多面的に、繰り返しチョークの折れ方の実験を行った。
チョークが割れる瞬間の様子を見るための工夫として、 VTRカメラで撮影し、1コマ1コマの映像の中から割れる瞬間の様子を見つけ、3つに割れる秘密を発見した。

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