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流れる水6

外側を流れる水と内側を流れる水の違い


 前時では、川の内側よりも外側の方がより大きく削られることがわかった。また、川の外側がより大きく削られるのはどのようなときなのか、条件を一つだけ変えて実験方法を考えた。

川の外側がもっと大きく削られるときはどんなときなのでしょう。考えた実験方法を教えて下さい。

 外側がもっと大きく削られるとき(条件)として、子どもたちがあげたものは次のものであった。
 ・ペットボトルの数を2本にする。
 ・ペットボトルを置く高さを高くする。
 ・スチロール容器をより傾ける。
 ・砂の量を増やす。

 子どもたちが発表した内容は、実験の方法であったので「水の何が変わったの?」と問いかけ、流れる水の何が変わったのかを明らかにした。
 ・ペットボトルの数を2本にする。…水量を多くする。
 ・ペットボトルを置く高さを高くする。…水の勢いを大きくする。
 ・スチロール容器をより傾ける。…水の速さを速くする。角度を大きく
 ・砂の量を増やす。…砂の粒を小さくする。

自分の考えた方法で実験をしよう。実験する前と実験したあとの川幅と川の深さを測っておこう。

 実験前後の違いを明らかにするために、どこか一部分に着目させて水を流す前と後の削られた川幅と深さを線引きで測らせた。

 実験の結果、どの方法も川の外側が大きく削れたことがわかる。ただし、この測定は、必ずしも必要な活動ではなかった。

 流れる水が変わることによって、より大きく削られることがわかったので、内側の水と外側の水の違いについて考えた。

土砂を削る力が大きいのは、内側の水と外側の水に、どんな違いがあるからだろう?

 子どもたちには、流路を上から見た図、横から見た図を書かせて、流れの違いを表現させた。

・水が流れてきたとき、外側に水がぶつかると削られる。外側は水が速く流れているから削られている。内側は水がぶつからないからあまり削れれない。
・ペットボトルの高さを高くしたら水の勢いが出て、外側の水は速くて、内側の水はおそい。
・水の当たる量が違う。外側の方が水の当たる量が大きいから、前よりも削られる。水の速さが速くなった。
・まっすぐに行こうとする水を、カーブがあって無理に曲げさせているからぶつかっている。
・水の流れる速さが違っていた。内側の方が大きく削れているから、内側の方が水の流れが速かった。

 このように流れる水の違いについて、子どもたちはそれぞれの考えを持つことができた。違いは大きく分けると三つに分かれることを確認した。

流れる水の違い
  1.水の速さ …外側が速い? 内側が速い?
  2.水の量
  3.水の勢い

 学習問題については、唐突な感じが否めない。子どもたちは「もっと削れているかどうか」と土砂の観察していたのに、教師から「外側の水の違い、内側の水の違いは何か。」と水についての考察を求められた。そのため、自分の考えを持つために時間がかかった。ここでは、実験の前に「内側の水と外側の水に、どんな違いがあるか観察しよう。」と水に着目させるような指示を出しておくべきだったと考える。

 子どもたちはそれぞれの考えをOHCを使って発表した。考えを練り合うために

みんなの考えを合体させて、よりよい考えに深めてみよう。

と投げかけ、KTのテーブルに集まり自由討議(ブレインストーミング)をさせた。

・流れてきた水がここに当たって削られたんだよ。
・外側の方が速く流れているから、ここのところが深く削れているんだよ。
・ここ(外側)のところに、たくさんの水が流れていた。

など、流れに注目した発言が続いた。

ここで迷ったのが、OHの発言である。OHは、内側の方が流れが速いと発表した。流路を確認すると、確かに内側の方が大きく浸食されている。ブレインストーミングでは、大きな議論にはならなかった。
 外側=流速が大きいととなりがちであるが、土砂の材質によって、削られ方は千差万別である。大きく削られているところ=流速が速い、と捉えれば、OHの発言も矛盾しなくなるのではないか。

 ここで時間になったので、土砂が大きく削られるときは、水の速さ・水の量・水の勢いに違いがあることを確認した。(水の速さについては、まだモヤモヤ感が残っている。

土砂が大きく削られるときは、水の速さ・水の量・水の勢いに違いがあるみたいだね。川の外側と内側では、どちらの方が流れが速いのか、大きな実験器で次の時間に試してみよう。

と、次時の予告をすると、子どもたちからは「明日の3時間目だよね。楽しみ〜」という声が上がった。

 次時は流水実験器で大きな流れを作った。川の外側と内側では、外側の方が流れが速い様子を観察することができた。また、小さな砂の粒が流れていく様子、それが積もっていく様子を見る中で、堆積作用に自然と気づくことができた。

 特に下流部で、砂粒が一粒一粒と積もっていき、平地(しかも三角州!)が形成されて感動的だった。教材の本質(感動)は、堆積作用にもありそうだ。

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