雲からのメッセージを探る −雨や雪を調べよう− 小学校理科Ｃ区分では，地表，大気圏及び天体に見られる諸現象の観察などに基づいて，それらの規則性をとらえることや，時間的・空間的な現象の見方や考え方を育てることに重点が置かれて構成されている。しかし，自然に見られる現象は突発的であり，一過性である。ここでは，自然環境に目を向けさせるために，身近に観察できる素材として雨や雪を取り上げ，その教材性を検討した。［キーワード］小学校理科環境教育水の循環雨と雪はじめに環境を考えるときに欠くことのできないもの方水蒸気の行方法 (1) 図１のように，のなかに水がある。その姿は，固体・液体・気タッパーまたは体と様々に変化させ，私たちの周りに存在してシャーレに紅茶いる。その水の循環は，海をスタートとして大のこし網でこしきくとらえた場合に，「海の水が蒸発して雲をた小麦粉を８分つくり，雨が降り，川ができ，その水がまた海目ほど入れ，ふへ戻る」となる。たをしておく。小学校では，第４学年Ｃ区分の内容で，「水 (2) 雨が降り出しは常温でも水面から水蒸気になって蒸発し，空たら，５秒〜30 気中の水蒸気は，雨，雪，霜などに変わって再秒程度ふたをあび地面に戻ってくることなどを調べ，自然界でけたタッパーをは水が循環していることをとらえられるように雨の中に出す。図１小麦粉の選別する」とあるように，自然環境に直接働きかけ (3) 時間がきたらタッパーのふたをして中のることを重視し，小学校で環境教育を行う場合小麦粉とよくからめ，小麦粉が固まるのをの重要な観点が含まれている。待つ。ここでは単に川の働きについての学習をする (4) 静かに紅茶のこし網でふるい，こし残っだけにとどまらず，水を総合的にとらえ，自然た小麦粉の固まった粒を取り出し，大きさ界の水の循環という視点，さらに環境教育といを記録する。う視点から，子供が興味・関心をもって学習する実験事例について紹介をする。 (5) 固まった粒を用紙にのり付けし，ラベルに採集日と降水量を記入し張り付ける。 (6) 小麦粉で固めた雨粒に，採集当日の天気１雨の大きさを調べる実験例準備タッパー（10cm×10cm）又はシャーレ，ピン図や降水量などの資料を張り付ける。 (7) 同様に注射器を使い，0.01cm３，0.02cm３， 0.05cm３・・の水の粒を小麦粉の中に落とし，セット，小麦粉，紅茶のこし網，黒い紙，のり，採集した雨粒と比較し，雨粒のおおよそのラベル，新聞の天気図等体積を調べる。結果と考察表１雲粒と雨粒の大きさ (単位 mm) (1) 水の量と小麦粉の粒の大きさは図２のと降り方１時間１日のおりである。の雨量雨微周囲の状況量雨１以下５以下傘がなくても，なんとか外にいられる小雨１〜５５〜20 傘が必要になり，水たまりもできる並雨５〜10 20〜50 雨らしい雨が降ったという感じ大雨 10〜20 50〜100 下水があふれるところもあり，川はかなり増水する豪雨 20以上 100以上浸水や土砂崩れのおそれもでてくる（「地学観察実験ハンドブック」より）図２小麦粉で採集した水粒 (2) 紅茶のこし網の中にちょっと大きめの粒２雨の強さ準備金のたらい(又は傘)，ビデオカメラ，テープぶがでてくる。小麦粉だけが固まっているレコーダー，記録用紙物は，指で押すと崩れるのに対して，雨粒方で固まった物は崩れにくいで区別できる。 (3) 同じ時間に採集した雨粒なのに大きさが違う。法 (1) 雨の降り始めと同時に，グラウンドのような広い場所で，金のたらいを頭にかぶり，金のたらいで雨をうけ，その音を聞く。ま (4) 10cm四方のタッパーを使い雨粒を集めたた，同時にテープレコーダーで金のたらい場合，１㎡あたりに降った雨粒の量の検討にあたる雨の音を録音し，雨の降り方につへと発展性がある。いて観察した感想を記録する。参考 (1) 寒冷前線の降雨時には，15分間間隔で雨粒を採集し，時系列に並べ雨粒の大きさを (2) 降っている雨をビデオカメラで写し，雨粒の落ちている速さを記録する。結果と考察比較したり，年間を通して資料を収集する (1) 時間とともに雨の音が変わり，同じ強さことによって，季節と雨粒の関係などを考や大きさで降っていないことがわかる。察することもできる。 (2) 簡単な方法なので，授業時間でも家庭での学習としても行うことができる。霧雨の (2) 傘よりも，金のたらいの方が雨の強さを音として体感できため，強さを比較しやすい。時は，網戸用の網を利用して，雨粒を集め (3) 道路に近いところでは，雨の音ばかりでて小麦粉の中に落として観察することもでなく，車の音などの雑音が多く，再生したきる。雨の降り方と雨量については，表１ときに聞きづらい。このような場合には，のようになっている。集音マイクなどを利用する必要がある。 (3) 冬は，雪を同じ方法で採集し，雪の見た (4) ビデオカメラの再生は，近くを落ちる雨目の大きさと実際の大きさを比較すること粒がよくわからなかった。このことから，も重要である。降っている雨の速さを感ずることができた。参考 (1) ビデオカメラを利用する場合には，走行している車や野球のボールを投げたビデオなど，速さを比較するものを用意しておき比べるとより実感を持つことができる。 (2) 雨の強さを調べる方法としては，地面からの跳ね返りを観察するのも方法である。 (3) 雨粒が落ちる速さについては，表２のとおりである。表２雨粒の大きさと終末速度最初の直径(mm) 終末速度(m/s) 0.001 0.00003 0.002 0.00012 0.005 0.00075 0.01 0.003 (5) 食塩と氷を混ぜたものをアルミニウム缶 0.05 0.075 の中に入れ，水たまりの中に立て，水たま 0.1 0.30 り付近の様子を観察する。風がある場合に 0.5 2 は，画板などで風を防ぐようにするが，明 1 4 るい方が水たまりの様子が観察しやすいの 9 で，南側をあけるようにする。 10ひょう（「一般気象学」より）図３水蒸気の確認 (6) この装置のペットボトルとアルミニウム缶の間に線香の煙を流し込み，ペットボト３雨のゆくえルの口から流れ出てくる煙の様子を観察す準備る。ペットボトル，アルミニウム缶，三脚，割り箸，氷，食塩，線香，画板又は板，マッチ，結果と考察 (1) 地面を掘ってみると，水たまりができるスコップぐらいの雨が降った割に，雨水が深くまで方しみ込んでいないことが確認できる。法 (1) スコップで水たまりの近くの土を掘り起 (2) 線香の煙を水たまりの上にかざしただけこし，どの深さまで地面に水がしみ込んででは，水蒸気の様子が分かりづらかったが，いるか観察する。冷気とともに線香の煙を流すと，線香の煙 (2) 水たまりの様子を観察し，湯気があがっていないことを確認する。の量以上に煙がが出てくる。これは，水蒸気が線香の煙を核として湯 (3) 線香に火をつけて，その煙を水たまりの気となったためと考えられ，普通の状態で上にかざし線香の煙の様子を観察する。は確認しづらい，雨からの水蒸気の様子を (4) 図３のように，三脚の中にペットボトル確認することができた。の底を切り，途中にアルミニウム缶を支え (3) 寒剤を使って線香の煙を流す実験だけをるための割り箸を入れ，水たまりの中に立行った場合，単に線香の煙だけが流れていてる。ると勘違いをする子供が出てくるので，寒剤を入れてアルミニウム缶をペットボトルの中に入れずに，線香の煙だけを流す実験を行い，比較する必要がある。おわりに雲から降ってくる雨や雪は，北海道に住む子供たちにとって，自然なことであり，ごくあた (4) 水たまりの水がなくなるのは，地面にしり前のことでもある。しかし，小学校で子供とみ込むことだけでなく，水蒸気となって蒸ともに自然環境について学習するためには，身発していくことを確認できる。近でいつでも簡単に観察できるような素材が適考している。その点からも，雨や雪は教材として参 (1) この実験は，教室の中でも行うことがで十分に活用できる。きる。バットに湯気が出ない程度のぬるままた，発展として降り出した雨や雪を集め，湯を用意し，アルミニウム缶の中に氷と食時間によってその性質がどのように変わってい塩を混ぜたものを入れ，ぬるま湯の中に立くか調べることもできる。降り始めから１分ごてる。明るい方が見やすいので，スタンドとの雨や雪を採集して蒸発乾固させて，残留物などを用意して水面をてらすとよい。を観察したり，指示薬を使って調べたり，パッ (2) また，氷と食塩の混合比は，氷100に対して食塩33という割合である。この割合が寒クテストなどを用いて水質を調べるなどの活動へと発展させることが考えられる。剤としての性能に優れており，−21.3℃程雨や雪の学習は，人間生活との関連性を考え度になる。（「化学データブック」より）させるなど子供の発想を生かすことにより，自然界の水の循環の様子について，より広がりを４雨や雪をつくるもの準備ビーカー，電気スタンド方法持った学習へと進展させることができる。これまでの実験をもとに，小学校理科における他の単元との関連性を考えてみると，表３のようになる。 (1) ビーカーに雨をためて，たまった雨の様子を観察する。たまった雨水の様子が観察しづらい場合には，電気スタンドで雨水をてらす。 (2) 同様に雪も解かして，ビーカーにたまった水の様子を観察してみる。結果と考察ビーカーの中にいろいろな小さな粒が見える。特に，雪の場合には，白い雪のはずなのに，解けた水の中には，黒っぽい物が含まれているので，意外性がある。参考 (1) メスシリンダーを利用して同体積の水と雪を比較し，その違いを体感しよう。 (2) あわせて１日の積雪量を調査しておくと，雪が降った時の雪の核になった物質がわかり，そのときの上空の汚れの様子も観察することができる。表３単元の関連図