平成 26 年 9 月 25 日版手作り流水実験装置野田和也１２ねらい、目的条件を制御したり、繰り返し実験したりすることができる安価な流水実験装置を作り、流水の浸食・運搬・堆積の三作用のモデル実験ができるようにする。 5.5 ㎝教材の内容（１）準備物（個数） 4.5 ㎝・工具入れ内寸 82 ㎝×36 ㎝×9 ㎝(1) ・三角の角材(2) ・ピンチコック(2) ・ゴム管 60 ㎝(2) ・鉄製スタンド(1) ・ゴム栓(1) ・ PET ボトル 2L(1) ・プラスチック製カップ(2) ・コンパネ(工具入れの大きさに切る) ・バケツなど(1) ・ガラス管 15 ㎝(2) ・頭の大きな釘など(1) ・花崗土・ガスバーナー(コンロ)(1) 穴（２）作成手順 ① PET ボトルの底を切り取る。(写真 1) 切り口は危険なので、軽く火であぶって溶かすか、ビニールテープを張るなどしておく。 ② 熱した釘の頭で PET ボトルに 2 か所の穴をあける。穴の直径は、鉄製スタンドのつり棒が通るようにする。 ③ ゴム栓に 2 か所穴をあけ、ガラス管を通す。 ④ ガラス管の先にゴム管を付け、ピンチコックを付ける。 ⑤ 工具入れの短辺の一か所に熱した釘の頭で穴をあける。 (写真 2) ⑥ 写真 3 のようにセットする。写真 1 水タンク PET ボトルプラスチック製カップ (水を流したときに土に穴が開かないように、カップの中にゴム管の先を入れておく。カップの水の出口の部分に切欠きを入れるとよい。) 土を入れない部分写真 2 排水用の穴 (運搬・堆積された土砂の様子と量が分かる) 三角の角材丸型水槽などコンパネ排水用の穴の下に写真 3 のように丸型水槽などを置くと実験装置の中に水があふれることなく実験ができる。写真 3 は排水用の穴に 5 ㎝の塩ビパイプを付けている(なくても差し支えない)。収納の際には PET ボトルなどを入れて、フタをしておく。写真 3 流水実験装置(完成) （３）工夫・コツ築山による実験と本教材（流水実験装置）を用いた実験とでは、以下の表に掲げるような長所・短所がそれぞれにあるので、使い分けをするとよい。川全体の様子を観察したり上流・中平成 26 年 9 月 25 日版流・下流を比較したりするときには築山で、一部分をクローズアップして見せたいときや条件を制御して実験したいときには、実験装置で実験・観察を行うとよい。築山による実験流水実験装置による実験 ▲ 繰り返しての実験ができない。 ▲ 大がかりになる。 ▲ そのため，一つの実験を 30 人以上が見ることになり，詳しい観察ができない。 →何をやっているのかわからない。 ▲ 受け身の実験観察になりやすい。 ▲ 全体が長いので，条件を制御した実験ができにくい。特に流速を変える実験。 ▲ 天候，土の状態に左右される。 ○ モデルとしての川全体が見えるので，意識の中で実際の川と結びつきやすい。 ○ 学級全体の意識が統一できる。 ○ 繰り返して実験ができる。 ○ 装置が小型。 ○ そのため，複数用意がしやすい。子どもたち一人ひとりさわりながら間近に実験・観察ができる。 ○ 主体的に活動をしやすい。 ○ 全体が短く，条件制御しやすい。流速・水量ともに変えやすい。 ○ 天候・土の状態に左右されにくい。 ▲ コースが短く，川全体としてとらえにくい。 ▲ 個別に指導が必要。 ○：長所３ ▲：短所教材の使用方法、活用例＜変えられる条件＞・単位時間当たりの水量(開くゴム管の数) ・流水の速度(実験装置の傾きを角度や三角の角材で調整)(写真 4) ・総流水量(水タンクに入れる水の量などで調整) 写真 4 角度測定器 ※ どの条件も定量的に制御できる。＜実験・観察方法＞ ① 曲がっている水路(右)と直線的な ②浸食・堆積部分の断面の観察(写真 6) 水路(左)の浸食や流速の比較(写真 5) (デジタルカメラや書画カメラで拡大して見せるとよい。) カーブの外側直線的な流れ中央が浸食浸食されて、崖のようになっている。深い。カーブの外側浸食されているカーブの内側堆積している河口部の堆積量直線的な方が多い４カーブの内側小さい粒の土が堆積して河原のようになっている。写真 6 写真 5 まとめ 1 台当たり 2500 円程度で作成できた。班に 1 台ずつ用意することで、児童は、主体的にまた意欲的に活動することができた。2，3 回であれば繰り返して実験ができるので、納得できるまで実験のできたグループもあった。条件制御をしやすいことも、実験結果を比較するには都合がよかった。また、教科書にあるような実験をしたのちに、モデル装置の中にラミネートフィルムなどを使って川の岸を保護したり、砂防ダムを設置したりしてみた。実際に浸食運搬される土砂の量の違いが河口付近で確認できた。