サイエンス・デイ オブ ザ イヤー2024（文部科学大臣賞）受賞企画概要

　この度は素敵な賞をいただきましてありがとうございます。今年度は、電気と磁石の内容をテーマにして出展しました。工作ブースでは、参加者の方々に「クリップモーター」を作成していただき、他のブースの展示を体験することで得た知識が、活用できるようになっていました。このように、各ブース同士の繋がりを持たせることを最も意識しております。私たちは、学校の授業とは異なる独自の内容を体験していただけるよう、工夫しました。クリップモーターのコイルが正常に回転するように作るのが、少し難しかったと思われますが、参加者の方々は、どのように修正したら回転するのかを試行錯誤しながら取り組んでくださいました。皆さんに科学の楽しさを実感していただけたようで、大変喜ばしく思っております。今回の出展内容は、発電方法や環境問題など、多方面の事柄と結びつけられる内容です。来年度以降も、さらに工夫して取り組むよう、努めて参ります。改めて、名誉ある賞をいただき本当にありがとうございました。

　身近なところには疑問がたくさんあふれてます。「なぜ?」という気持ちを大切 にし、楽しい体験をしながら、学んでいきましょう!今回は「電気」というテーマをもとに、数種類の体験型ブースを用意します。また、「クリップモーター」について学びながら作ります。さぁ、皆さんも「分かるっておもしろい」を感じてみましょう!

　身の回りの様々なことに「科学」の技術が使われている、ということを感じていただきたいと思い、出展内容を考えました。私たちの生活では、多くのものにおいて「電気」の性質が利用されています。しかし、視覚的に捉えられないものが多く、普段はあまり意識することはないと考えられます。そこで、静電気や磁界など、通常は目に見えないもののはたらきを、道具を使いながら体験していただきます。また、クリップモーターの工作では、他のブースで学んだ内容が活かされるようになっているため、新しい知識を得ることや現象の仕組みを理解することの楽しさを、実感していただきたいと思っております。

５－１　磁界
　砂鉄と棒磁石を用いて、磁界のはたらきによって棒磁石の周りにできる模様を観察していただきます。また、棒磁石の周りに方位磁針を並べ、それぞれの針が指す向きを確認していただきます。これらの展示により、磁界は常にS極へ向かって円を描くようにはたらいていることを、説明いたします。磁界については、他のブースとも関わりがあるため、まずは「磁界とは何か」を理解することを目標としております。

５－２　電流・磁界・力の向きの関係
　「右ねじの法則」、「フレミングの左手の法則」の2つの法則、及びそれらの用途について学んでいただきます。まず、「右ねじの法則」では、電流の向きをもとに磁界の向きを特定する場合と、磁界の向きをもとに電流の向きを特定する場合のそれぞれについて、説明いたします。乾電池を使用せず、磁石の力で電流を流すことができる、「電磁誘導」についても扱います。また、「フレミングの左手の法則」では実験装置を用い、U字磁石の向きを変えたときの力の向きの変化について観察していただきます。このブースの内容は、身の回りのものと特に大きな関係があるため、活用例を挙げながら説明いたします。「５－５クリップモーター」の仕組みの理解にも必要な内容となります。

５－３　静電気
　ものとものを擦り合わせることで、それぞれの物体にどのようなことが起こるか説明いたします。また、静電気が生じた物体同士を近づけることで、くっついたり退けたりするということを、展示を通して体験していただきます。また、静電気が発生しやすいもの、発生しにくいものの素材の組み合わせにも着目した展示となります。

５－４　エネルギーの変換
　まず、手回し発電機を使って、運動エネルギーから電気エネルギーへ変換されることを確認していただきます。また、手回し発電機を豆電球や電子オルゴール、コンデンサ等に繋ぎ、作り出された電気エネルギーが、光エネルギーや音エネルギーへ変換されたり、再び運動エネルギーとなったりすることを体験していただきます。このブースの内容は、実際の発電とも関わる内容であるため、それについても説明いたします。私たちが普段使用している電気は、このような形で変換される、ということを知っていただけたら幸いです。

５－５　クリップモーター
　実際にクリップモーターを作っていただくブースとなります。所要時間は約10分です。普段はあまり体験することのない、導線を用いた工作となります。また、他のブースで学んだ内容とも大きく関わっております。それらの内容をもとに、コイルの片側のエナメル線を半分だけはがす理由等について、詳しく説明いたします。知識を活用することの喜びを感じていただけたらと思っております。

工作ブースで作っていただくクリップモーター

　　各ブースで体験していただく内容として、できるだけ身近なものを活用して再現することを目標としました。実際に、それらはどのように活用されているのか、生活とのつながりを意識した出展にしております。また、ブースごとに取り扱う内容は異なっていますが、他のブースと共通する部分が含まれております。そのため、全てのブースの展示内容を体験していただくことで、相互の関係性が分かり、より皆さんの印象に残りやすくなるよう、工夫しております。

　　静電気については、中学校の授業でも学習します。今回の出展では、中学校での学習内容をより深め、帯電表を用いることで、身の回りの素材が正負のどちらにどの程度帯電するか、ということを意識して紹介いたします。衣服等においても、素材の組み合わせによって、静電気の発生のしやすさが異なります。このように、ブースで体験していただいた内容を活用すると、生活の中でも役立ちます。また、磁界については、普段考えることがあまりないかもしれませんが、磁石の仕組みのもとになっています。例えば、棒磁石の同じ極同士を近づけると退け合い、違う極同士を近づけると引き合う、ということも磁界のはたらきが関係しています。各ブースで紹介した内容の中で興味を持ったことについて、追究していただくと、さらに多くのことを知るきっかけとなります。