中学校「理科」1～3年生向け
🔬 中学生向け！地学の探究実験に挑戦しよう！🌍
みんな、こんにちは！ 地球や自然のふしぎ、もっと深く探ってみたいと思わないかな？ ここでは、身近な材料を使って、科学的なステップで地学の実験を進めていく方法を紹介するよ。ただやるだけじゃなくて、自分で考えて、試して、発見することを大切にしよう！🧐✨
保護者の皆様へ
小中学校では「生きる力」を育む学習として、まさに今、探究型の「自学・自習」「実験・研究」が求められています。「理科」という学問は、「なぜ？」を通して身につくものであり、これは中学、高校、そして大学へとつながる重要な考え方です。時に寄り添い、時に問いを投げかける存在として、ぜひ実験にご参加いただければと思います。なお、以下の実験テーマは直接的には危険なものはないことを確認しておりますが、安全のため、必ず保護者の方の目の届く範囲で行うよう、指導をお願い申し上げます。
1. 地震波の模型実験に挑戦！🌊
地震の揺れって、どうやって地面に伝わるんだろう？ 水を使って、目には見えない地震波の広がり方を観察してみよう！
💡 課題：地震波はどのように広がり、何に影響されるのか？
地震が起きると地面が揺れるけど、その揺れ（地震波）ってどういうふうに進んでいくんだろう？ 水の中で波を起こして、地震波の広がり方をシミュレーションしてみよう。波の広がり方には、何か法則があるのかな？
🤔 予想：こうなるんじゃないかな？
- スピーカーから出た音の振動が水に伝わって、波が円のように広がると思う。
- 音の大きさや種類を変えると、波の大きさや速さが変わるんじゃないかな？
- 水槽の中に障害物を置いたら、波はよけたり、ぶつかってはね返ったりするかもしれない。
🎒 準備するもの：
- 透明な水槽（または大きめの透明なプラスチックケース）🫙
- 水 💧
- スピーカー（スマホやPCのスピーカーでもOK。水槽の壁に密着させられるものが使いやすいよ）🔊
- ビー玉 または 小さくて軽い浮くもの（波の動きを目で見て確認するため）⚪
- 定規（波の広がる距離を測るため）📏
- ストップウォッチ（波の広がる速さを測るため）⏱️
🧪 実験スタート！
1. 水槽に水を半分くらいまで入れる。
2. 水面にビー玉や浮くものをいくつか浮かべる。
3. スピーカーを水槽の片方の端に置いて、水槽の壁にしっかり密着させる。
4. スピーカーから音（低い音の方が波が見やすいことがあるよ）を出してみよう。
* ステップ1：波の広がり方を観察
* スピーカーから発生した波が、どのように水面を伝わっていくか、ビー玉の動きに注目しながら観察しよう。
* 波が水槽の壁にぶつかったらどうなるかな？
* ステップ2：音量や周波数を変えてみる
* スピーカーの音量（音の大きさ）を大きくしたり小さくしたりして、波の大きさや進み方がどう変わるか見てみよう。
* 可能なら、音の周波数（高い音と低い音）を変えて、波の動きに違いがあるか試してみよう。
* ステップ3（発展）：障害物を置いてみる
* 水槽の真ん中にブロックや厚い板などを置いてみて、波がその障害物をどう乗り越えるか、あるいはどう避けて進むか観察してみよう。
🧐 考察：なぜそうなったんだろう？
- 波はどんな形に広がった？ なぜそうなると思う？
- 音の大きさや種類を変えたとき、波の動きはどう変わったかな？ これは地震の規模や種類に関係があるのかな？
- 障害物を置いたとき、波はどのように変化した？ 実際の地震で、建物や山などの障害物があるとどうなるんだろう？
- 今回の実験で観察した波と、実際の地震波には、どんな共通点や違いがあるだろう？
✅ 結論：わかったこと！
この実験を通して、地震波がどのように広がるのか、そして音の大きさや障害物が波の伝わり方にどう影響するのかがわかった。
- （具体的な結果をここに書こう。例：波は水面を同心円状に広がっていった。音が大きいほど波も大きくなった。障害物に当たると波は一部反射し、一部は回り込んで進んだ、など）
- 今回の実験は水面の波だけど、実際の地震波も地面の中を波として伝わっていくことが想像できた。
2. 地形再現モデルと浸食実験に挑戦！🏞️
川の流れが長い時間をかけて地面を削り、谷や平野を作り出す「浸食」。粘土で地形を作って、その様子を再現してみよう！
💡 課題：水の流れはどのように地形を変化させるのか？
川の流れが土を削り取る力（浸食）は、地形をどのように形作っていくんだろう？ 粘土で作ったミニチュアの山や谷に水を流して、浸食の様子を観察してみよう。
🤔 予想：こうなるんじゃないかな？
- 水を流すと、粘土の低い部分や柔らかい部分が削られて、溝（みぞ）ができると思う。
- 水をたくさん流すと、削れる量も多くなるんじゃないかな？
- 急な斜面の方が、緩やかな斜面よりも大きく削られる気がする。
🎒 準備するもの：
- 粘土（油粘土や紙粘土など、水に強いものがおすすめ）🧱
- 大きめのバット または トレイ（モデルを置くため）
- 水 💧
- スプーン または コップ（水を流すため）🥄
- 霧吹き（あれば）💦
- 新聞紙（まわりが汚れないように敷こう）🗞️
- ストップウォッチ（水の流れる速さを測るため）⏱️
- 定規（削れた深さなどを測るため）📏
- カメラ（変化を記録するため）📸
🧪 実験スタート！
1. バットやトレイの上に新聞紙を敷き、その上で作業しよう。
2. 粘土を使って、山や谷、川が流れるような溝など、自分の好きな地形モデルを作ろう。
* ポイント💡: 粘土をしっかりと固めて、崩れにくいように作ることが大切だよ。
* ポイント💡: 川が流れる道をイメージして、くぼみを作っておくと良いよ。
3. モデルが完成したら、霧吹きで全体を軽く湿らせておこう。
4. スプーンやコップを使って、モデルの山の高いところから水を少しずつ流してみよう。
* ステップ1：ゆっくりと水を流す
* まずはゆっくりと、一定の量の水を流してみて、どのように粘土が削られていくか観察しよう。
* 水が流れた跡がどのように変化していくか、写真や動画で記録するのも良いね。
* ステップ2：水の量や速さを変える
* 流す水の量を増やしたり、水の勢いを強くしたりして、浸食の様子がどう変わるか観察しよう。
* 削れた場所の深さや幅を測ってみよう。
* ステップ3（発展）：異なる傾斜を作る
* 別の粘土で、傾斜が急なモデルと緩やかなモデルを作り、同じ量の水を流して浸食の違いを比較してみよう。
🧐 考察：なぜそうなったんだろう？
- 水が流れた跡は、最初と比べてどう変化した？
- 水の量や勢いを変えたとき、浸食の程度はどう変わったかな？ なぜそうなると思う？
- 地形の傾斜と浸食の速さには関係があったかな？
- この実験で観察した浸食は、実際の地球上で起きている浸食と、どんな共通点や違いがあるだろう？
✅ 結論：わかったこと！
この実験を通して、水の流れが地形を削る浸食の様子を直接観察することができた。
- （具体的な結果をここに書こう。例：水が流れると、粘土は溝のように削られ、水が速く流れるほど削られる量も増えた。傾斜が急なほど浸食が速く進んだ、など）
- 今回のモデル実験は簡易的なものだけど、実際の地球上でも、川や雨水が長い時間をかけて山を削り、谷を深くしていくことが理解できた。
3. 地図×災害調査にチャレンジ！🗺️⚠️
自分の住んでいる地域が、どんな地形をしていて、どんな災害の危険があるのか、地図とハザードマップを使って調べてみよう！
💡 課題：地域の地形と災害の危険性にはどんな関係があるのか？
自分の住んでいる地域の地形は、どんな災害と関係しているんだろう？ 地図と災害ハザードマップを重ねて比較することで、地域のリスクを知り、防災意識を高めよう。
🤔 予想：こうなるんじゃないかな？
- 川の近くや低い土地は、洪水の危険性が高いんじゃないかな？
- 山の近くや急な斜面は、土砂災害の危険性があると思う。
- 自分の家は安全な場所にあると思うけど、意外な危険が見つかるかもしれない。
🎒 準備するもの：
- 地図帳 または Googleマップなどの地図アプリ（自分の住んでいる地域の地図を印刷しておくと便利だよ）🗺️
- 自治体（市役所など）が発行しているハザードマップ（インターネットで「〇〇市 ハザードマップ」と検索すると見つかることが多いよ。PDFなどを印刷しておこう）📄
- 方眼紙 または 大きな白紙のノート 📓
- 色鉛筆 や マーカー 🎨
🧪 実験スタート！
1. 自分の住んでいる地域の地図（印刷したもの）と、自治体のハザードマップ（洪水、土砂災害、地震など、いくつか種類がある場合もあるよ）を用意しよう。
* ポイント💡: 縮尺（ちくしゃく）が近いものを選ぶと、比較しやすいよ。
2. 地図とハザードマップを並べて、以下の点を調べてみよう。
* ステップ1：地形の確認
* 自分の家や学校の周りは、高い場所にあるかな？低い場所かな？川や山の近くかな？ 等高線（とうこうせん）にも注目してみよう。
* ハザードマップを重ねて確認: 地図に、ハザードマップで示されている危険な場所（例：浸水予想区域、土砂災害警戒区域など）を色鉛筆でなぞったり、印をつけたりしてみよう。
* ステップ2：地形と災害の関係性を探る
* ハザードマップで危険とされている場所は、どのような地形のところが多いかな？（例：川の近くの低い土地、急な斜面、谷の出口など）
* 自分の家や学校は、どのくらいの危険度があるか確認しよう。
* ステップ3：避難場所・避難経路の確認
* 災害が起きた時に、どこに逃げればいいか（避難場所）、どういう道を通れば安全か（避難経路）を地図上で確認してみよう。実際に歩いてみるのも良い経験になるよ。
🧐 考察：なぜそうなったんだろう？
- ハザードマップで示されていた危険な場所と、地形にはどんな共通点があった？
- 例えば、川の近くや埋め立て地（うめたてち）と、どんな災害が結びついていたかな？
- 自分の住んでいる地域で、意外な危険が見つかったかな？それはなぜだと思う？
- この調査を通して、災害から身を守るために、どんな準備が必要だと感じたかな？
✅ 結論：わかったこと！
この調査を通して、私たちの住んでいる地域の地形が、特定の災害の危険性と深く関係していることが分かった。
- （具体的な結果をここに書こう。例：自宅近くの川沿いの低い土地が洪水ハザードマップで浸水区域になっていた。学校の裏山は土砂災害警戒区域に指定されていた、など）
- ハザードマップは、災害の危険性を知り、適切な避難行動を考える上で非常に大切な情報であることが理解できた。家族とも話し合って、防災意識を高めていこう。
4. 微気象（びきしょう）観測にチャレンジ！☀️☁️🌡️
同じ場所でも、日当たりや風通しの違いで、気温や湿度が微妙に変わるのを知っているかな？ ベランダや庭で、小さな「天気」の変化を観察してみよう！
💡 課題：狭い範囲でも気象要素はどのように変化するのか？
ベランダや庭といった限られた空間の中でも、日当たりや地面の材質、風通しなどの違いで、気温や湿度といった気象要素は変化するのか？ 実際に測定して、その違いを調べてみよう。
🤔 予想：こうなるんじゃないかな？
- 日当たりの良い場所は、日陰の場所より気温が高くなると思う。
- コンクリートの上は、土の上より気温が高くなるんじゃないかな？
- 風通しが良い場所は、風がない場所より湿度が低くなるかもしれない。
🎒 準備するもの：
- 温湿度計（デジタル式がおすすめ。100円ショップなどでも手に入るよ）🌡️
- 観測ノート 📓
- 筆記用具 ✏️
- ストップウォッチ（時間を正確に測るため）⏱️
🧪 実験スタート！
1. 観測する場所をいくつか決めてみよう。 （例：日当たりの良い場所、日陰の場所、コンクリートの上、土の上、風が当たる場所、風が当たらない場所など、できるだけ条件が違う場所を選ぼう）
* ポイント💡: 温湿度計は、直射日光が当たらないように、また風の影響を受けにくいように、小さな箱やカバーで覆うなどの工夫をすると、より正確な値が測れるよ。
2. 決めた場所で、毎日同じ時間（例えば、朝9時、昼12時、夕方17時など）に温湿度計を置いて、気温と湿度を記録しよう。
* ステップ1：各地点の測定
* それぞれの観測地点に温湿度計を置き、数分待って値が安定したら、観測ノートに「日付」「時間」「観測地点」「気温」「湿度」を正確に記録しよう。
* ステップ2：最低一週間は継続
* 天候が変化することも考慮して、最低でも一週間は観測を続けてみよう。
* ステップ3（発展）：風速計や気圧計も使う
* もし可能なら、簡易風速計（かいいふうそくけい）や気圧計（きあつけい）も使って、他の気象要素も記録してみよう。
🧐 考察：なぜそうなったんだろう？
- 観測地点によって、気温や湿度に違いはあったかな？ どんな違いがあった？
- なぜ、そのような違いが生まれたと思う？ 日当たり、地面の材質、風通しなどがどう影響したのか考えてみよう。
- 一日のうちで、気温や湿度が一番高くなった時間、低くなった時間はいつだったかな？
- この小さな観測から、都市のヒートアイランド現象（街が熱くなる現象）や、畑の作物に影響を与える微気象について、何か気づくことはあったかな？
✅ 結論：わかったこと！
この観測を通して、ベランダや庭といった狭い範囲でも、場所ごとの環境（日当たり、地面の種類、風通しなど）が気温や湿度に影響を与え、異なる微気象を作り出していることが分かった。
- （具体的な結果をここに書こう。例：日陰のコンクリートの場所は、日向の土の場所よりも常に気温が低かった。風通しの良い場所は湿度が低い傾向にあった、など）
- この微気象の知識は、植物を育てる場所を考えたり、都市の環境問題を理解したりする上で役立つことが理解できた。
5. 土の種類で水流チェックにチャレンジ！🏞️💧
雨が降った時、土は水をどれくらいの速さで吸い込むんだろう？ そして、水が流れることで土はどんなふうに削られるんだろう？ いろいろな土で実験して、その違いを比べてみよう！
💡 課題：土の種類によって、水の流れ方や浸食のされ方はどう変わるのか？
砂、粘土、黒土など、土の種類が違うと、水がしみこむ速さや、水が流れることで削られる程度は変わるのだろうか？ 実際に水流をチェックして、その違いを比較しよう。
🤔 予想：こうなるんじゃないかな？
- 砂は粒が大きいから、水が早くしみこむと思う。
- 粘土は粒が細かいから、水がしみこみにくいんじゃないかな？
- 水が勢いよく流れると、柔らかい土や粒の細かい土の方が削られやすい気がする。
🎒 準備するもの：
- プランター または 細長い容器（水が流れる傾斜を作れるものが良い）🪴
- 水 💧
- ストップウォッチ ⏱️
- 異なる種類の土（例：砂、粘土、黒土など、ホームセンターや園芸店で手に入るよ。同じ量ずつ用意しよう）🏖️🧱⚫
- ペットボトル（水を一定量流すため。キャップに小さな穴を開けて水が出る量を調整すると良いよ）🧴
- 受け皿（流れてきた水を受けるため）🍽️
- 定規（削れた深さなどを測るため）📏
- カメラ（変化を記録するため）📸
🧪 実験スタート！
1. プランターや容器を、片方が少し高くなるように傾けて設置しよう。 （本やブロックなどで高さを調節すると良いよ）
2. まず、最初の土（例：砂）をプランターに、約5cmの厚さで平らになるように入れよう。
3. ペットボトルに決まった量の水（例えば500mlなど）を入れて、プランターの高い方からゆっくりと流し始めよう。
* ステップ1：水の浸透速度を測る
* 水が土に流れ始めてから、土の表面から水が完全に消える（しみこむ）までの時間をストップウォッチで測ろう。
* ステップ2：土の削れ方を観察する
* 水が流れている間、土の表面がどのように変化するか、特に削られる様子に注目して観察しよう。
* 水が流れ終わった後、土の表面の削れた場所や、水の通り道がどうなったか、写真で記録したり、深さを測ったりしよう。
4. 砂を取り除き、次に「粘土」、その次に「黒土」など、違う種類の土でステップ2と3と同じ実験を繰り返そう。 土を入れる深さは毎回同じにしよう。
🧐 考察：なぜそうなったんだろう？
- 砂、粘土、黒土の中で、水が一番早くしみこんだのはどの土だった？ 予想と比べてどうだった？
- 土の種類によって、土の削られ方に違いはあったかな？ どんな違いがあった？
- なぜ、土の種類によって水の浸透や浸食のされ方が違うのだろい？ 土の粒の大きさや、粒同士のくっつきやすさがどう関係していると思う？
- この実験結果は、土砂災害や農業、建物の地盤（じばん）など、どんなことに役立つ知識になるだろう？
✅ 結論：わかったこと！
この実験を通して、土の種類によって水の浸透の速さや、水が流れた時の土の削られ方が大きく異なることが分かった。
- （具体的な結果をここに書こう。例：砂は最も早く水が浸透したが、粘土は浸透が非常に遅かった。粘土は水が表面を流れるだけであまり削れなかったが、砂は水の勢いで簡単に溝ができた、など）
- 土の粒の大きさや粘り気の違いが、水の動きや土の安定性に影響を与えることが理解できた。これは、土砂災害の危険性を予測したり、作物が育ちやすい土壌（どじょう）を考えたりする上で大切な知識となる。