大阪市立科学館研究報告 20、 169 - 172 (2010) 理科実験野外教室の試み １ 至 田 雅 一 ２ , 檀 上 慎 二 ３ ， 高 橋 憲 明 概 要 実 験 室 から飛 び出 そうをモットーに、広 々とした屋 外 で理 科 の実 験 教 室 を開 催 する試 みを、次 世 代 育 成 の一 環 として実 施 した。組 織 の母 体 は青 少 年 のための科 学 の祭 典 大 阪 大 会 実 行 委 員 会 で、その理 念 は理 科 教 育 を通 じて自 立 型 人 間 を育 成 することである。理 科 実 験 野 外 教 室 ではこれに加 えて、世 界 に通 用 するスケールの大 きな人 間 の育 成 、そして、いかなる状 況 でも可 能 性 の限 界 まで挑 戦 し、思 考 で きる強 靱 な精 神 力 の育 成 を目 指 している。2009 年 11 月 15 日 に実 施 した第 1 回 万 博 公 園 理 科 実 験 野 外 教 室 を例 に取 り、その概 要 とともに理 科 教 育 としての意 義 、効 果 、今 後 の展 開 と展 望 などを議 論 する。 １ ． はじめに 験 班／自 然 科 学 の基 礎を訪 ねる実 行 委 員 会 我 が国 をはじめ世 界 の 将 来 を担 う若 者 たちが自 然 後 援 ：大 阪 市 立 科 学 館 ／日 本 物 理 教 育 学 会 近 畿 支 科 学 に興 味 を持 ち、将 来 、科 学 、技 術 の職 業 を選 び、 部 ／関 西 サイエンス・フォーラム／読 売 新 聞 大 阪 本 社 国 際 的 にも活 躍 する契 機 を与 える目 的 で、新 しく理 科 ／在 大 阪 イタリア総 領 事 館 実 施 日 時：2009 年 11 月 15 日（日）（関 西 文 化の日） 実 験 野 外 教 室を開 催 した。 普 通 、理 科 や自 然 科 学 の勉 学 、研 究 というと実 験 室 １０時～１６時 や理 科 教 室 など屋 内 で行 うことを考 えるのが大 半 であ 場 所：万 博 公 園・森の教 室 付 近 る。これ らの 実 験 を 広 々とした野 外 で 、雄 大 な 規 模 で 出 展 数：１０ 実 施 し、実 践 と思 考 を室 内 から野 外 に 誘 い 出 す。とく （初めての企 画のため、出 展 数を１０に抑えた） に、若 者 たちに 、一 般 の 参 加 者 ばかりで なく、教 員 の 内 容：実 験 題 目および主 担 当 者 所 属 指 導 のもと実 験 の補 助 者 あるいは解 説 者 として前 面 に 出 て活 躍 する学 生 ・生 徒 たちも含 めて、スケールの大 きさと、どこででも思 考 が出 来 、また、可 能 性 の限 界 ま で挑 戦 する強 靱 さを自 ら育 ててもらう。理 科 実 験 野 外 ①接 着 剤 で動く船 兵庫県立星陵高等学校 浮田 裕 ②消えた音をさがせ！（音 波の干 渉 実 験） 清風高等学校 豊田將章 ③太 陽 反 射 炉 でゆで卵を作る 教 室はそのような大きな思 いと願いを込めている。 ここではその第 一 歩となった２００９年 １１月 １５日 開 催 の万 博 公 園 理 科 実 験 野 外 教 室 を例 に取 り、その内 容 、 意 義 、効 果 、反 響 などを考 察 し、今 後 の展 開 と展 望 に 大阪府立今宮高等学校 松本静雄 ④地 球の温 度 大阪教育大学附属平野中学校 松本 博 ⑤火を噴くロケット ついても記 述する。 夢工房 ２ ． 理科実 験野 外教室 の 概 要 吉田眞一 ⑥パチンと音 のする爆 発 明星高等学校 例とする事 業の概 要は以 下 のとおりである。 河原 修 １） ⑦巨 大ピンホールカメラに挑 戦 事 業 名：万 博 公 園 理 科 実 験 野 外 教 室 主 催 ：青 少 年 のための科 学 の祭 典 大 阪 大 会 野 外 実 樟 蔭 中 学 校・高 等 学 校 船田智史 ⑧巨 大シャボン玉を作ろう １ 大阪府立東住吉高等学校 〒547-0033 大 阪 市 平 野 区 平 野 西 2-3-77 四 天 王 寺 高 等 学 校・中 学 校 檀上慎二 ⑨大 気はとっても力 持 ち ２ 四 天 王 寺 高 等 学 校 ・中 学 校 〒543-0051 大 阪 市 天 王 寺 区 四 天 王 寺 １丁 目 １１−７３ 大阪府立東住吉高等学校 ３ ⑩不 思 議 な立 体をつくろう！ 大 阪 市 立 科 学 館 、中 之 島 科 学 研 究 所 - 169 - 至田雅一 至田 雅一,檀上 慎二，高橋 憲明 柳 学 園 中 学・高 等 学 校 ハービスホールは床 面 積 ９１４ｍ 2 の大 ホールで、ブ 上田善則 この企 画 は独 立 行 政 法 人 日 本 万 国 博 覧 会 記 念 機 ース実 験 とステージ実 験 、小 ホールは２つに分 けて工 構 の平 成 ２１年 度 万 博 公 園 賑 わい創 出 支 援 事 業 とし 作 実 験 を実 施 している。広 い室 内 スペースを用 いて同 て 、また 企 画 の 一 部 は平 成 ２１ 年 度 日 本 財 団 の 助 成 時 に 多 く の 実 験 が でき、交 通 の 便 も 良 く 、一 層 多 くの 事 業として実 施した。 来 場 者 を収 容 できるようになった。科 学 館 で実 施 して いたときに出 てきた課 題 の多 くも解 決 することができ ３ ． 経緯 た。 「青 少 年 のための科 学 の祭 典 」が１９９２年 大 阪 で初 このように「大 阪 大 会 」はハービスホールへの会 場 変 めて開 催 されてから２０年 近 くが経 った。この年 東 京 、 更 、「自 然 科 学 の基 礎 を訪 ねる」の発 足といった大きな 名 古 屋 、 大 阪 で 始 まっ た 財 団 法 人 科 学 技 術 振 興 財 変 革 を経 ながら内 容 の面 でも、また実 施 規 模 の面 でも 団 の企 画 は、今 では全 国 に広 がっている。その次 の年 全 国 屈 指の大 会 へと成 長 していった。 度 に 取 り組 んだ 第 ２ 回 から は経 費 は無 くても、自 前 で ただ、大 阪 市 立 科 学 館 会 場 では実 施 できたが、ハー 何 とか毎 年 やりとおしたいとの大 阪 の教 員 たちの熱 意 ビスホールに移 ってからは実 施 場 所 が室 内 のみである が、大 阪 市 立 科 学 館 、関 西 サイエンス・フォーラム、さ ため不 可 能 になった実 験 も多 くある。「ドラム缶 つぶ らには読 売 新 聞 大 阪 本 社 を動 かし、またこの１０ 年 間 し」、「水 ロケット」、「爆 発 系 の実 験 」など屋 外 での広 い 余 り、毎 年 文 部 科 学 省 の科 学 研 究 費 補 助 金 を連 続 し スペースを 必 要 と したり、大 きな 音 が なったり 、強 いに て獲 得 するなどして、「大 阪 大 会 」の開 催 を続 けること お いが する よう な 実 験 で あ る。実 はこ れ ら の 実 験 は演 ２） ができている 。 示 者 にとっても体 験 者 にとっても大 変 面 白 く、興 味 深 「青 少 年 のための 科 学 の 祭 典 」は、もとはと言 えば、 若 者 の理 科 離 れ、理 科 嫌 いを是 正 すべく東 京 の工 学 いものばかりなのである。それらができなくなったという 思 いは残っていた。 院 高 校 の 後 藤 道 夫 教 諭 が 発 案 され たも の で ある が 、 大 阪 ではその精 神 を基 に、常 に一 味 違 ったものにしよ ４ ． 理科実 験野 外教室 の 実 施 へ うと努 力 してきた。その一 つが、自 発 的 に勉 学 、研 究 、 ２００９年 度 の「大 阪 大 会 」の実 行 委 員 会 において、 研 鑽 した青 少 年 が 前 面 に 出 て 実 験 、工 作 、演 示 、解 高 橋 憲 明 委 員 長 が万 博 公 園 での野 外 実 験 実 施 の提 説 などに 活 躍 することである ２ ） ３ ） 。すでに１０ 年 以 上 の 案 をする。その目 的 は若 者 たちがスケールの大 きさと、 積 み上 げがあり、「理 科 教 育 を通 じての自 立 型 人 間 の どこででも思 考 が出 来 、また、可 能 性 の限 界 まで挑 戦 ４）５） 育 成 」という「大 阪 大 会 」の理 念ともなっている 。この する強 靱さを自 ら養うことである。我が国 の若 者は優 秀 ことが また 大 阪 市 立 科 学 館 の 方 針 に も 影 響 を 与 え て な面を多 く持つ反 面 、この点 に欠けていると思 われるこ いる ６） 。 とが間 々あるからである。場 所 は万 博 公 園 とする。ここ これを発 展 させて、２００５年 の世 界 物 理 年 のさいに は２０１０年 に万 博 開 催 ４０周 年 を迎 える。そのときの実 「自 然 科 学 の基 礎 を訪 ねる」の行 事 を行 うべく、新 たに 施 、またそれ以 降 の継 続 的 、発 展 的 な実 施 も予 定 し、 その 前 年 度 の ２ ０ ０ ４ 年 か ら 着 手 した 。大 阪 市 立 科 学 最 終 目 標 として自 然 科 学 公 園 を視 野 に入 れた提 案 館 を中 心 として中 高 生 、大 学 生 が，教 員 ，学 芸 員 の指 で、まずは第 1 回として５－７出 展 程 度の規 模 のものを 導 のもと、自 然 科 学 を自 発 的 に勉 学 、研 究 する。その １１月の関 西 文 化 の日に実 施するというものであった。 研 究 発 表 として大 阪 市 立 科 学 館 の展 示 を用 いて解 説 屋 外 での実 験 は「大 阪 大 会 」の実 行 委 員 の多 くが、 ２）７） をするという企 画 である 。新 しい理 科 教 育 の方 法 と 「是 非 やってみたい」と思 っていたので、実 施 はすぐに ８） して国 際 会 議 でも注 目 され 、５年 経 った今 でもこの企 決 まった。「大 阪 大 会 」実 行 委 員 会 に野 外 実 験 班 が自 ９） 画は発 展し続 けている 。 然 発 生 的 に結 成 され、そこが主 体 となって実 行 するこ このように発 展 してきた「大 阪 大 会 」には大 きな転 機 とになった。また、「自 然 科 学 の基 礎 を訪 ねる」実 行 委 があった。実 施 場 所 の変 更 である。２０００年 ８月 、それ 員 会 も加 わり、この両 者 が主 催 して運 営 することとなっ までの「大 阪 市 立 科 学 館 」から「ハービスホール」へ会 た。 ８月 に現 地 の下 見 を実 施 、出 展 者 の募 集 を行 い大 場 を移 した。大 阪 市 立 科 学 館 での地 道 な活 動 を続 け てきた結 果 、出 展 希 望 も多くなり、土 日 の２日 開 催 であ 枠 が 決 まっ た 。以 下 に 実 行 委 員 、 役 員 等 を 記 す 。 実 っても、会 場 の容 量 の都 合 で，どちらか一 日 のみの出 行 委 員 の多 くが出 展 を兼 ねており、また逆 に出 展 者 に 展 で我 慢 してもらう状 況 になっていた。また来 場 者 も増 も全 体 の 準 備 を 手 伝 っ て 貰 い、最 小 の 経 費 と 人 手 で え、いよいよ科 学 館 のスペースでは収 まらなくなってき 運 営を行った。 た 。そ し て い よ い よ 「 ハー ビ ス ホ ー ル」 で の 実 施 と な っ た。 実行委員 - 170 - 理科実験野外教室の試み 斎藤吉彦 脇島 修 コンクリートの球 殻 の形 で製 作 した大 阪 府 立 布 施 工 科 大阪市立科学館 高 校 の 生 徒 た ちの 寄 与 で ある ７ ） 。安 村 校 長 と 農 端 教 大 阪 府 教 育センター 安村博文 大 阪 府 立 布 施 工 業・工 科 高 等 学 校 諭 の指 導 のもと、独 自 の実 験 教 材 が青 少 年 の創 意 工 筒井和幸 大阪教育大学附属高等学校池田校舎 夫と努 力で完 成 した。 鈴木健二 大阪府立堺工科高等学校 高瀬賢志 読売新聞大阪本社 木舩弘一 大阪府立大学 廣瀬明浩 大阪教育大学附属天王寺中学校 浮田 裕 兵庫県立星陵高等学校 西村 弘 大阪府立東住吉高等学校 檀上慎二* 四 天 王 寺 高 等 学 校・中 学 校 至 田 雅 一 ** 大 阪 府 立 東 住 吉 高 等 学 校 *実 行 委 員 長 **副 実 行 委 員 長 顧 問およびアドバイザー 高橋憲明 大阪市立科学館 顧問 石井廣湖 大阪市立大学名誉教授 アドバイザー 藤原 守 アドバイザー 鬼塚史朗 大阪大学 元 大 阪 府 教 育 センター 写真 2 実 験「巨 大シャボン玉」の一こま （写 真１，２ 撮 影：大 阪 市 立 科 学 館 曽 我 部 孝 子） 「大 阪 大 会 」実 行 委 員 会 野 外 実 験 班 としては、野 外 アドバイザー 実 験 の 試 みを今 後 も引 き 続 いて行 い、科 学 の 祭 典 の ５ ． 実施結 果 新 しい形として定 着させたいと考えていたが、今 回その 実 施 タ イト ルをごらん いただ いて お 分 かりのよ うに 、 可 能 性が確かめられた。 野 外 でこそやれる実 験が多 いのが特 徴である。幸 いに ６ ． 意義 ６-１．青 少 年 のための科 学 の祭 典 大 阪 大 会 と自 然 科 学の基 礎を訪ねる 「理 科 実 験 野 外 教 室 」について考 察 する前 に、まず その母 体 である「大 阪 大 会 」について考 える。今 年 １９ 年 目 、第 ２０ 回 を 迎 える「大 阪 大 会 」の 意 義 ・価 値 とし て次 の８つを挙 げる。①子 どもの知 的 な成 長 を促 す場 ② 親 子 の 繋 がりを 深 める 場 ③ 出 展 者 の 研 究 ・研 鑽 の 場 ④科 学 の種 まきの場 ⑤理 科 研 究 部 などの活 動 成 果 発 表 の場 ⑥最 新 の科 学 に触 れる場 ⑦新 採 教 員 の研 修・育 成の場 ⑧芸 術 教 育との融 合の場 写真 1 実 験「ドラム缶つぶし」の一こま 当 然 、これ以 外 にも多 くの意 義 ・価 値 がある。それら はある面 「大 阪 大 会 」に関 わる個 々の人 たちの熱 意 に も当 日 は晴 天 に恵 まれ、たくさんの家 族 連 れで賑 わっ 比 例 してどこまでも深 く、広 く、大 きいものになっていく た。参 加 者 の 総 数 は約 ３００ ０ 人 であった。ドラ ム 缶 つ 可 能 性 を持 つ。「大 阪 大 会 」はそんな器 、場 としての度 ぶしや、火 を噴 くロケットなどの人 気 ブースの演 示 時 間 量の広さを持つ。そしてこれらの根 幹にあるのが「３．経 には、黒 山 の人だかりができるほどであった。 緯 」でも述 べた「大 阪 大 会 」の理 念 「理 科 教 育 を通 して、 出 展 者 は、教 員 だけでなく，教 員 の指 導 で勉 学 、研 自 立 型 人 間 を育 成 する」である。これが確 固 としたもの 究 、研 鑽 した高 校の科 学 部 や、地 域 の科 学クラブの自 であるため、安 易 な方 向に流 れることなく、「大 阪 大 会」 発 的 な参 加 が多 く、高 校 生 や中 学 生 が、来 場 者 に熱 は発 展を続けてきた。 心に説 明 する姿が目 立った。これは、８月のハービスホ 「大 阪 大 会 」の理 念 を前 面 に出 し、大 きな成 果 を挙 ールにおける「大 阪 大 会 」と同 様 、青 少 年 が前 面 に出 げているのが「自 然 科 学 の基 礎を訪 ねる」である。生 徒 、 て活 躍 するスタイルが、室 内 、野 外 問 わず、定 着 してき 学 生 は教 員 、学 芸 員 の指 導 のもと、自 ら学 び、研 究 し た。 たことを研 鑽 の上 、科 学 館 の展 示 を用 い、また自 ら工 特 筆 すべきは実 験 ④に用 いる地 球 の模 型 を、鉄 筋 夫 して 来 場 者 に 伝 え る。多 様 な 層 、意 識 の 来 場 者 に - 171 - 至田 雅一,檀上 慎二，高橋 憲明 対 して自 らの「学 び」を上 手 く伝 えることは当 然 、簡 単 個 々の「創 造 性を活かし伸 ばす」ことができる。できるな には行 かない。失 敗 し反 省 し更 に学 び、更 に工 夫 する。 ら、自 らの創 造 性 、人 間 性 の「スケールを大きく育 てる」 だからこそ、この一 連 の行 為 は「学 習 力 」と「人 間 力 」の ことを目 指 し、「自 分 自 身 や常 識 の殻を打 ち破る」契 機 両 面 を鍛 えてくれる。それは彼 らの近 い将 来 に社 会 で として欲しい。 必 ず必 要とされる「仕 事 力 」と「人 間 力 」に直 結 する。そ さらに屋 外 は出 展 者 に 試 練 を与 える。暑 さや寒 さ、 れゆえに、学 びの場 としての「自 然 科 学 の基 礎 を訪 ね 暗 さ、風 や雨 など、まず室 内 では経 験 することは無 く、 る」の意 義 は深 い。学 生 ・生 徒 たちの独 自 の発 想 はこ 当 たり前 に思 えていたことが、当 たり前 ではなくなる。そ ９） の研 究 班 の作 成 した大 阪 市 立 科 学 館 の解 説 書 にも のような状 況 を想 定 しての準 備 と実 施 も進 めていかな 見 られる。 ければならない。いかなる環 境 の中 であっても「思 考 」 することができる「強 靱 な精 神 力 を養 う」には屋 外 は格 好の学びの場でもある。 ６-２．見 えない第 一 歩 「大 阪 大 会 」も「自 然 科 学 の基 礎 を訪 ねる」も主 に室 内 、館 内 で 行 われる。その空 間 は基 本 的 に 快 適 な 温 ７ ． 今後 の 展開 と 展望 度 、湿 度 に保 たれている。そして、電 気 や水 などもそれ 我 が国 はもとより世 界 的 に見 ても、屋 外 で自 然 科 学 ほど不 便 なく使 える。当 然 、雨 や風 、寒 さ・暑 さや暗 さ、 の実 験 に一 日 浸 り、体 験 、思 考 することの出 来 る施 設 花 粉 や煙 に悩 まされることはない。「大 阪 大 会 」であれ は残 念 ながら、まず皆 無 で ある。この企 画 はそれに近 ば机 、イス、掲 示パネル、看 板も用 意されている。 いものを導 入 する第 一 歩 として万 博 記 念 公 園 で 開 催 何 かをしようとして物 事 を進 めていくとき、まずその場 し、公 園 のあり方 、魅 力 を更 に引 き出 すことも狙 ってい を確 保 し、その事 を実 施 できる環 境 を作 り上 げていくこ る 。自 然 公 園 と して 、 景 観 、 雰 囲 気 の ほ か 、実 験 、 観 とが重 要な第 一 歩 である。室 内 での実 験はこの第 一 歩 測 、思 考 の場 としての公 園 の魅 力 、役 割 を創 造 するこ がす でに 準 備 され て いる 場 合 がほとんど である 。す で とも 併 せ て 提 案 し 、将 来 自 然 科 学 公 園 計 画 を 考 え る に 快 適 な 環 境 が 用 意 され て いるの である 。あるも ので 基としたい。 利 用 できるものは利 用 すればいいわけだし、二 歩 目 か ら歩み出せるのならそれに越 したことはない。 本 企 画 は、万 博 基 金 、日 本 財 団 助 成 金 を戴 いて実 施 したものである。大 阪 市 立 科 学 館 、関 西 サイエンス・ た だ 、そ の こ と に 慣 れ て し ま う の は 怖 い こ と で あ る 。 フォーラム、読 売 新 聞 大 阪 本 社 、在 大 阪 イタリア総 領 「あって当 たり前 」、「準 備 されていて当 然 」と無 意 識 に 事 館 のほか、日 本 物 理 教 育 学 会 近 畿 支 部 から後 援 を 思 っ て いるよう な ら 尚 、恐 ろ しい 。 言 い 過 ぎかも しれな 頂 いている。関 係 各 位 に深く感 謝 する。また，役 員 ，委 いが、それでは、全 てお膳 立 てされた中 でお遊 戯 をし 員の方々から寄 付を戴いたことも付 記 したい。 ている幼 な子 のようなものである。やはり準 備 された環 2009 年 11 月 開 催の第 1 回 に続き、2010 年は 5 月 境 の有 り難 さに気 付 く繊 細 な注 意 力 、見 えない所 で自 と 10 月に開 催する予 定 である。今 後とも広 範 なご理 解 分 たちを支 えてくれている人 たちの存 在 に気 づき感 謝 とご協 力をお願 いする次 第 である。 する純 粋 な感 性 が科 学 の世 界 を志 す若 者 にほしいも のである。また、このことは指 導 者 自 身 がそのことを意 参考文 献 識することで、ある面 解 決 できる問 題とも思 われる。 １）万 博 公 園 理 科 実 験 野 外 教 室 実 験 解 説 書 （２００９） ２）高 橋 憲 明 生 産と技 術 ５４（２００５）No.２ ２ ３）高 橋 憲 明 Plagenom ３（２００５）６ ６-３．野 外 での実 験 今 回 、屋 外 の実 験 ではあるが、経 費 を最 小 にするた ４）至 田 雅 一 物 理 教 育 ５５（２００７）４ め 設 営 の 問 題 を 最 低 限 にして、 必 要 な 電 気 、水 の 使 ５）青 少 年 のための科 学 の 祭 典 大 阪 大 会 実 験 解 説 用 も各 実 験 班 で解 決 することを目 指 した。実 験 設 備 の 書 （１９９４－２００９）各 号 搬 入 、搬 出 にも問 題 があったが、これも各 実 験 班 に解 ６）中 井 浩 二 社 会 に開 かれた「科 学 教 育 の拠 点 」-大 決 を委 ねることにした。早 朝 と夕 刻 のみの短 い準 備 時 阪 市 立 科 学 館- 間 のもと、厳 しいようであるが、これらすべてが訓 練 であ http://viva-ars.com/bulletin/vol2/ntakahasi.html るとの見 方 からである。多 くの準 備 を自 らが主 となって ７）筒 井 和 幸 、広 瀬 明 浩 物 理 教 育 ５５（２００７）３ 実 施 していくことで、「総 合 的 な力を養う」ことができる。 ８）N. Takahashi, K. Tsutsui, Y. Saito, A. Hirose, M. 何 もない広 大 な芝 生 の上 で、各 班 が実 験 の準 備 を していく。これは将 に無 から有 を生 み出 していく創 造 の Tanemura, J. Phys. Edu. Soc. Japan, Suppl.,(2008) 320-321. 過 程 である。心 に描 いた計 画 が 具 体 的 な 形 に変 化 し ９）自 然 科 学の基 礎を訪ねる 大 阪 市 立 科 学 館ガイド ていく。屋 外 という自 由 度 が高 い所 であるからこそ、 （２００５－２００８）各 号 - 172 -
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