過日行われた大学入試センター試験の「物理 I 」の問題解説を２年生に実施。
あと１年ということで，熱心に耳を傾ける生徒達。

教科書が一通り終了するのを待って，標題のように物理探究実験を企画しました。
パート１というのは，１８日以後に同じテーマ群で取り組む班をチェンジしてパート２を実施するためです。

●ねらい
ある程度時間をかけ，未知のことがらや物理学史上重要な発見となる事項について探究的手法で実験に取り組む。班で話し合うことにも重点を置いて今回のプロジェクトを計画している。実験テーマは班毎に異なる。さらに自己の研究を他者に伝え，理解を図ることも重要であり，発表会にも取り組む。

●テーマ
　次のテーマを８つの班が別々に担当し，研究する。

１．動画を利用した運動の解析
家庭用デジタルビデオカメラで撮影した映像を解析するソフトが「ビデオポイント」である。これを用いて，さまざまな運動の変位や速度，加速度，などを調べることができる。

２．プランク定数測定・電波の性質
物理定数の中でもプランク定数は現代物理に欠かせない重要な定数です。しかし測定方法が難しく，高校で取り組んでいる生徒は少ないと思います。光電効果を利用して測定してみましょう。
電波は電磁波の一種であることは学習したが，波のいろいろな性質を実際に実験で調べてみよう。

３．比電荷測定
重要な物理定数のひとつに「電子の比電荷」がある。ローレンツ力を受ける電子の円運動から実験によってこの値を求める。

４．電気素量測定
電気の最小単位（電子の電気量の絶対値）が電気素量eです。この定数は19世紀末にその存在が認められ，20世紀初頭のミリカンの実験によってその精密値が求められました。「eは，単に物理的または化学的定数中最も基本的なものであるのみならず，近代物理学の数値的問題を解く上に最大の重要さを持つものの一つである」とはミリカンの言葉。

５．リモコンの信号
テレビやビデオ，ＣＤプレーヤー，エアコンなどリモコンは身近なものです。これらの多くは赤外線を利用しています。でも本体とリモコンが違っていれば，まったく受け付けてくれません。リモコンから赤外線に乗って送られる信号（情報）は一体どのようになっているのでしょうか。

６．交流の位相
交流においては，抵抗を流れる電流は抵抗の両端の電圧と比べて位相差が０である。しかしコイルでは電流の位相が遅れ，コンデンサーでは電流の位相が進んでいる。電圧センサーや電流センサーを用いて電圧と電流の瞬間値を測定することにより，電圧や電流の変化の様子および位相差を調べることができる。またリアクタンスについても考察してみよう。

７．ギターを調べる
ギターはよく見かける楽器の一つで，音楽の授業に使われたり，音楽番組でもよく見ます。ギターを弾ける高校生もいるでしょう。ギターの音階に伴う弦の長さや振動数はどのような規則性があるのでしょうか。バイオリンやコントラバスなどギターに限らず多くの弦楽器に当てはまることについて，実験によって調べてみましょう。

８．光センサーを用いた実験
時間分解能の精度がよい光センサーを用いた照度測定により，肉眼では分からない光関連実験に取り組んでみよう。とりわけ周期運動に着目する。

見学先：㈱ジーエス・ユアサ　コーポレーション

目標：実際に鉛蓄電池の製造工程を見学することにより，電池のしくみやリサイクルついて理解を深める。また，製造工程上の工夫点や改良点なども観察することにより，ものづくりの現場に対する理解を深める。

本日は８：３０に京都教育大学物理学教室に集合して，１７：００まで実施しました。
午前中はセンサープロジェクトの取り組みで，10班（各テーマ２班×５テーマ）が下記のようなセンサーシステムを製作したり，センサーを用いて未知のことを調べます。

Ａ　明暗を光で知らせるセンサーシステムの製作
(用いるデバイス)ＬＤＲ（光依存性抵抗）,LED（発光ダイオード）

Ｂ　明暗を音で知らせるセンサーシステムの製作
(用いるデバイス)ＬＤＲ（光依存性抵抗）,電子メロディ

Ｃ　熱いことを光で知らせるセンサーシステムの製作
(用いるデバイス)サーミスタ,LED（発光ダイオード）

Ｄ　デジタル温度計の製作
(用いるデバイス)サーミスタ,デジタル電圧計

Ｅ　光の急激な変化を調べる
(用いるデバイス)ＬＤＲ（光依存性抵抗）,フォトトランジスタ,
テレビのリモコン

●午前の部
谷口先生は各班を回り，アドバイスをしてくださいました。

まずは扱うセンサーデバイスや，電子メロディなどの特性を調べる実験をします。
その上で，どのような温度で知らせてくれるようにするのか，どのような暗さになったら知らせて欲しいのかなどを話し合い，定抵抗を選択したり，電源電圧や回路設計を考えます。

いち早くできた班でも，よく回路を見てみるとなんだかおかしい場合や，説明を求めても理由が乏しく，試行錯誤的にできただけで応用の利かない回路であったりします。そこを電位分割の復習をしながら回路の意味を考えて，設計し直します。
遅い班は昼になっても実験のめどが立たず，ずーっと取り組んでいました。
早い班はすでに午後の発表に備えて，プレゼンテーションを考え始めています。

なお昼食時間を一律には設けず，各班の状況に応じて４０分程度とるように指示しています。余裕のある班は大学の食堂でランチを楽しんだり，大学構内を散策していました。（このあたりは理系大学生の実験によくあるパターンですね）

●午後の部
昼食後はプレゼンテーション準備です。それぞれの班が取り組んだ内容や目的，成果などを報告しあいます。各班８分以内で発表するため，無駄を省いて要点を押さえたものにしなければなりません。またデモ実験をする場合は１発で成功しなければならず，大変です。

発表では，どの班も各デバイスの役割や回路図による仕組みの説明がうまくなされていました。

中にはパワーポイントを用いた発表で，とても分かりやすいものもありました。
すべての班の発表に対して谷口先生からコメントをもらいました。今後の学習に役立てて欲しいと思います。

2005年２学期はじめの約４週間，京都教育大学３回生の教育実習が行われました。

はじめは戸惑いやうまくいかないこともありましたが，さすがは教育大学生で，指導法の工夫や事前の模擬授業などにとても努力していました。

この日も２時間の取り組みです。中学で学ぶオームの法則や，複数の抵抗を直列接続するときの合成抵抗の計算方法などを思い出しながら，すべて実験で確認しつつ進みました。

さらに，定抵抗と可変抵抗を直列接続し，可変抵抗を変化させると定抵抗の電圧はどのように変化するのかを，実際に測定しながら調べました。また同時に電位分割という概念も提示して，この概念を積極的に用いて電気回路を理解することに重点を置きました。

写真左はその実験の様子。
写真右は結果を黒板で表したもの（フリーハンドで少々わかりにくいですが）。横軸は可変抵抗，縦軸は定抵抗の電圧。グラフに線が５本あるのは，定抵抗を５種類用いて交換して行ったものです。

実際のセンサーシステムでは外界の変化・・・・たとえば温度や明るさ，ドアの開き具合，接触の有無など・・・・を電気信号の変化としてとらえます。つまり可変抵抗をセンサーに置き換えて考えればよいということに気がつくと思います。

昨年度に引き続き，ＳＳＨ特別授業としてセンサープロジェクトを実施しました。講師に京都教育大学物理学教室の谷口先生を迎えました。
今年は，27日（火）は朝から夕方まで京都教育大学物理実験室で行いました。

この日は２時間かけて，電気回路の基本となる事項を実験中心に学習しました。多くは中学理科の復習や確認です。
全体的な概括を話したあと，いろいろな電池（新品の乾電池や使い古した乾電池，ボタン電池，携帯電話の電池とその充電器の端子など）の電圧をデジタルマルチメーターで測定したり，家庭用交流電源の電圧を測定し，アースの存在を実験的に示したりと，これからの学習内容にとてもワクワクするような２時間でした。

14日の午後は大阪ガス・ガス科学館を訪問しました。
まずはガス科学館にて紹介を受けた後，２班に分かれ，インストラクターの女性が案内。
液体窒素による実験もしていただきました。（でも本校生はすでに知っている内容でした）
　

ガスにまつわる様々な実験設備があり，子供から大人まで楽しみながら考えさせるように工夫されていました。
　

ガス工場をバスに乗って案内していただいたのですが，写真撮影は許されておらず，ここでは写真を掲載できません。あしからず。
天然ガス自動車とディーゼルエンジン自動車の排気ガス比較実験です。白い靴下をマフラーに付け，エンジンを吹かします。もちろん，ディーゼルの方は黒くなりますが，天然ガスの方は白いまま。

最後に地球環境やエネルギー問題について講義をしていただき，全員帰路につきました。

昨年に引き続き，午前は京都大学原子炉実験所を訪問しました。
まず初めに簡単な施設紹介と，ビデオによる学習をしました。
　

４つの班に分かれて，内部を案内してもらいます。
試料に中性子を当てて放射化し，アームを用いて操作する実験施設。
　

実験中の研究者の姿も見られました。安全には相当気を配っている様子。
　

原子炉内部の様子。

炉心を見学する生徒。昨年同様，美しい青色のチェレンコフ光を見ることができ，大満足。
カメラ付き携帯で写真を撮る生徒も大勢いました。

外に出るときには一人ひとり異常がないかを確認（右写真）。

実験所内の放射性物質が外部に出ないよう，ここで厳重な管理と濃縮をしているとのこと。
　

午後は大阪ガス・ガス科学館を訪問しました。
まずはガス科学館にて紹介を受けた後，２班に分かれ，インストラクターの女性が案内。
液体窒素による実験もしていただきました。（でも本校生はすでに知っている内容でした）
　

ガスにまつわる様々な実験設備があり，子供から大人まで楽しみながら考えさせるように工夫されていました。
　

ガス工場をバスに乗って案内していただいたのですが，写真撮影は許されておらず，ここでは写真を掲載できません。あしからず。
天然ガス自動車とディーゼルエンジン自動車の排気ガス比較実験です。白い靴下をマフラーに付け，エンジンを吹かします。もちろん，ディーゼルの方は黒くなりますが，天然ガスの方は白いまま。
　

最後に地球環境やエネルギー問題について講義をしていただき，全員帰路につきました。

６月６日より２週間，京都教育大学および本校卒業生の教育実習を展開しています。