類似テーマのいろいろなアプローチ

同じテーマについてのいろいろな研究です

その1「デンプン」 （総評） 学校でも理科の実験で扱うデンプン。自由研究はテーマそのものに難易のレベルはあまりありません。シンプルなテーマでも自分でどれだけ工夫できるか、深められるかが、研究の価値を決めます。わたしたち研究者がもっとも重視するのは、オリジナリティ（独創性、創意工夫）です。また、人に見せることを頭において、結果をどれだけ分かりやすく表現できるかも大切ですね。 1：デンプン調べ 2：デンプン反応とデンプンの形 　 その2「しゃぽん玉」 （総評）去年もとても人気のあったシャボン玉。もともとはアメリカで高校物理の教材に着目されたものが、日本の科学の祭典ですっかりみんなにお馴染みになりました。まぜるもので強度が変わるシャボン玉は研究材料としては奥が深いものです。ここでは、混ぜ物の種類だけでなく、表面張力に着目したものと、条件設定がとても克明で考察の深いものの二つのアプローチを紹介しました。ほんの少しの工夫が内容を深めます。 1：シャボン玉と表面張力のなぞ 2：壊れにくいシャボン玉を作る研究 　 その2「塩」 （総評）塩は人気テーマの一つです。夏休みに塩の博物館が子供のための催しを多く行って下さるおかげかも知れません。今回も塩の調べ学習だけに止まらず、自宅で結晶を作った人、各地の海から塩を取り出した人が何人かみられました。とてもいい試みだと思います。なかでも極めて美しい結晶を作ることに成功した人と、塩の種類をいろいろと追求した人を取り上げます。 1：塩の結晶 2：塩の結晶を作ろう 　 人気テーマの紹介 他にも、何人かの人が少しずつ違う角度から挑戦した人気テーマが幾つかあったので、ご紹介します。他にもまだまだ取り上げきれないテーマがありました。

デンプン１ デンプン調べ　　5年（草間　貴大）

◇植物は水と光で光合成をおこない、デンプンと酸素ができる。そして、そのデンプンは植物の養分となる。そこでそのデンプンは植物のどこにあるだろうか。どういう形でどんな色をしているか調べてみた。

［目的］デンプンの形と色を調べる。顕微鏡でデンプンをスケッチするとともに、カメラをくっつけて撮影する。

［実験と結果１］
ジャガイモはデンプンがいっぱいはいっている。うすく切って顕微鏡で観察スケッチする。150倍で色は青色、ほとんどが丸い形。円の中に白い空洞みたいなものがある。

［実験と結果２］
ほかの野菜(さつまいも、トウモロコシ、カボチャ、なす、ピーマン)を調べてみる。
さつまいもは350倍、トウモロコシは700倍、カボチャは700倍、なすは150倍、ピーマンは350倍でスケッチした。さつまいもはデンプンが小さくほとんどが丸くてジャガイモと同じ、トウモロコシはひじょうに小さくデンプンの量が少なくてわくが見える。カボチャはデンプンがすごく小さくほとんどが丸い。なすはデンプン量が少なくヨードヨウ素反応しなすは、ピーマンはなすより量が多いがヨードヨウ素反応しない。
・デンプンの大きさはジャガイモなど地下の根やくきにたくわえるものの方が大きい。ほとんどのデンプンは丸い形をしていて、しかも白い空洞みたいなものがある。実が作るものにデンプンが多くあるわけでなく、地下にたくわえる方が多くある。

［実験と結果３］
いろいろな植物の葉をとってきて葉の根元のしるの中にデンプンがあるかどうかで調べ、顕微鏡で観察、スケッチした。ツユクサ、ミツバ、ネコジャラシ、アサガオ、トマト、たんぽぽ、雑草A、雑草B。
350倍で調べて、ツユクサは5個、ネコジャラシは１個、アサガオは23個、トマトは138個、数えられた。たんぽぽはすごく少なく、ミツバはすごく小さい。雑草Aはデンプンが少なく、雑草Bはけっこう多い。
・デンプンはあるがほんの少しで小さい。

［まとめ］
デンプンは植物の中で作られることがわかった。葉のくきからは少ししかデンプンが見られない。ほとんどが実や地下の根やくきに集まっている。

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デンプン2 デンプン反応とデンプンの形　　5年（齋藤　知佳）

◇学校でデンプン反応を調べて、ほかの植物でも調べてみたくなった。

［目的］いろいろな植物にヨウ素液をかけてデンプンが入っているか調べる。顕微鏡を使ってデンプンの形を調べる。

［実験］
米、ジャガイモ、にんじん、バナナ、ともろこし、ながいも、さといも、さつまいも、ごぼう、にんにく、たまねぎ、ねぎ、キュウリ、大根、みかんについてイソジンガーグルをたらし、よう素反応を見る。また、顕微鏡でスケッチする。

［結果］
米・たいたものをお湯でおかゆにしたもの。デンプンは青色。一番デンプン反応が速い。100倍で見ると、丸があって大きさもいろいろ。デンプン間のすきまが短い。
ジャガイモ・水でとかした。うす紫色。丸くて大きな円に小さな円がくっついていた。
にんじん・水でとかした。黄土色。ジャガイモに似ている。小さな円だけくっついたものもありくねくねとまがった形。
バナナ・水でとかした。あお紫色。どろどろでおたまじゃくしやてるてるぼうずみたいなのなど、いろいろな形がある。反応は遅い方。
トウモロコシ・ゆでたのと生のを使い水でとかした。生とゆでたのは同じ。紫色。どろどろで日本列島のようなのなど、いろんな形。反応の速さは普通。
ながいも・水にとかした。青色。島の形などいろいろ。反応は一番遅い。
さといも・みずでとかした。青紫。ひょうたんがた。長芋より少し速い。
さつまいも・みずでとかした。青紫。200倍で見ると小さな円がいっぱい固まっていた。
その他は反応しなかった。
キュウリとみかんは時間がたつとヨウ素液の色が消えてしまった。ヨウ素液はビタミンCと結びつくと色が消える性質がある。キュウリとみかんはビタミンCがふくまれている。

［まとめ］
ヨウ素液とデンプンが結びつくとだいたいがあお紫色に変わる。ながいもはじょじょに反応し、米はすぐに反応した。デンプンにはいろいろな形があっておどろいた。みかんとキュウリでヨウ素液の色が消えたのは不思議だった。調べてみてはじめて理由がわかりとても勉強になった。今度調べるときにはヨウ素液が何秒たってから反応するか調べたい。

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シャボン1 シャボン玉と表面張力のなぞ　　６年（田中　朋陽）

◇シャボン玉液をつけてはふく、そんな単純な遊びだが世界の人々に年令、性別をとわず皆から親しまれている。それは、ふくたびに色が七色に変化したり、形が面白かったり、風にふかれておもっても見ない方向に飛んでいったり、一回として同じものはないからだとおもう。シャボン玉に興味を持ったのでいろいろ実験してみた。

［目的］基本の比率で混ぜたシャボン玉液にいろいろなものを混ぜて作ってみる。帳面張力を測る。巨大シャボン玉を作る。
［実験と１結果］
合成洗剤チャーミーV1にPVA液体洗濯のり5をまぜ、水7を加える。この基本液に12種類の物をまぜる。

［実験と結果２］
表面張力を測るため、アイスクリームかのプラスチックカップの下に、はりで穴をあけ、洗剤ののう度を変えて、滴下数を数えてみる。

［実験と結果３］
黄金比1:5:7でビニールのヒモに液をひたして空中で丸を作るようにして巨大シャボン玉を作る。

［まとめ］
表面張力について理解したこと、シャボン玉の色が見える理由をまとめた。
実験1では日本酒と牛乳を加えたものが一番色つややねばりもよく長もちで大きなシャボン玉ができた。ただ、ネバネバしたものを加えればいいというものではないことがわかった。同じ乳製品でもヤクルトはできない。乳酸菌などがじゃましているのか。
実験2では水滴の数が少ないほど、ひとつずつの水滴が大きく表面張力が大きいことがわかった。洗剤の入っていないただの水が表面張力が大きく、濃度を濃くしていくにしたがって、少しずつ表面張力が小さくなる。
実験3より、大きなシャボン玉は最初細長くなったが、ブヨンブヨンしながら丸くなっていった。色も青、赤、黄などいろいろな色がでてきれいだった。

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シャボン２ 壊れにくいシャボン玉を作る研究　　6年（Ｙ．Ｋ．）

◇私はシャボン玉がすきだ。小さい頃からたくさんのシャボン玉を作ってきましたが、すぐに割れてしまうとつまらないので、壊れにくいシャボン玉を作る研究をすることにした。

［目的］できるだけ長い時間壊れないシャボン玉を作る。

［実験］
シャボン液を直径４�@のストローにつけ、ポリプロピレンのタッパーのふたの上に直径１２�Bの半球状に膨らまし、割れるまでの時間をストップウォッチで３回測定し、平均時間を計算した。シャボン液は水道水をメスシリンダーで20�Nはかり、紙コップにうつし、中性洗剤を注射器を用いて正確な量を加えた。添加物は計量カップで正確に０.５�Nシャボン玉液に加えよくかきまぜた。オクラは生のまますりおろし、ティースプーン１杯(約4g)をシャボン液に加えてよくかきまぜた。

［結果］
・中性洗剤の濃度を変えたもの
1.水道水20℃20�N+中性洗剤1�N 平均20.25秒
2.水道水20℃20�N+中性洗剤1.5�N 　　27.03秒
3.水道水20℃20�N+中性洗剤2�N 　　25.89秒
4.水道水20℃20�N+中性洗剤2.5�N 　　 5.61秒
1.5�Nを加えた場合が一番壊れにくかった。
・水道水の温度を変えたもの
1.水道水4℃20�N+中性洗剤1.5�N 平均 9.23秒
2.水道水20℃20�N+中性洗剤1.5�N 　　27.03秒
3.水道水40℃20�N+中性洗剤1�N 　　 8.28秒
20℃が一番壊れにくかった。
・添加物を加えたもの
1.水道水20℃20�N+中性洗剤1.5�N+合成洗濯のり0.5�N 平均32.95秒
2.水道水20℃20�N+中性洗剤1.5�N+食用酢0.5�N 　　31.44秒
3.水道水20℃20�N+中性洗剤1.5�N+グリセリン0.5�N 　　66.54秒
4.水道水20℃20�N+中性洗剤1.5�N+はちみつ0.5�N 　　57.08秒
5.水道水20℃20�N+中性洗剤1.5�N+オクラ4g 　　-------
6.水道水20℃20�N+中性洗剤1.5�N　添加物を加えない 　　27.03秒
オクラは最高でも直径７�Bのものしかできず壊れてしまった。ほかのものは加えないときよりも壊れにくくなった。グリセリン、はちみつ、合成洗濯のり、食よう酢の順で壊れにくくなった。

［まとめ］
中性洗剤の濃度についてはうすすぎても濃すぎてもだめ。ちょうどよい濃度がある。
温度も冷たくとも熱くともだめで、２０℃前後が適している。
添加物によって壊れるまでの変化がちがった。
添加物を入れない場合は、しゃぼん玉の頂上の部分が虹色→青緑→赤紫→黄色→白(無色)の順で色がかわり、最後は1�@程度の小さな穴のようなものがしだいにふえていき、その穴が１０個ぐらいになったとたんに割れる。この色の変化はシャボン玉のまくの厚さの変化によるものだ。
グリセリンを混ぜた場合は同じ順で色が変化したが、変化の速度が遅く、割れるまでの時間が長くなった。グリセリンの性質を調べたところ、空気中から水分を集める性質があり、一般には保湿剤として用いられている。グリセリンのこの性質により、シャボン玉のまくから水分が失われるのが防がれ、まくがうすくなるのが遅くなったものとおもう。
合成洗剤を混ぜた場合、頂上が緑から赤紫に変化したあと、黄色にならずに緑に戻ったりしていた。厚みがまた厚くなってきたのだとおもった。最後に割れるときはやはり黄色から白(無色)になり穴があいてきて割れた。
食よう酢は赤紫と黄色の間でいったりきたりして割れるまでの時間が長くなった。
はちみつは全体が黄色、緑、赤、紫のまだらになり、時間とともに色の場所が変わった。まくのいろいろな場所がうすくなったり厚くなったりして割れるまでの時間をかせいだのかとおもった。
このように添加物はシャボン玉のまくがうすくなるのを防いで割れるまでの時間を伸ばしたと考えられる。
合成洗濯のりは調べた結果、人が入れるようなジャンボシャボン玉を作るときに使われるが今回の実験では壊れにくくする効果はそれほど高くない。今回は洗剤３にたいしてのり１だったので少なかった。洗剤１にたいして、のり５ぐらいにすると強い。
オクラはすぐ壊れたが、調べるとペクチンとムチンが入っている。これらの物質が中性洗剤の働きを弱めるのではないか。

［資料］
ホームページ 「斉藤の部屋(理科)」
ホームページ　「ジャンボシャボン玉を作ってみよう!」

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塩１ 塩の結晶　　4年（Ｍ．Ａ．）

◇ふだん使っている食塩はとても小さな結晶だが、くふうして大きくすることができる。

［目的］いろいろなものの結晶ができるか。食塩の大きな結晶を作る。結晶とはなにかを調べてまとめる。

［実験と結果］
食塩、砂糖、グラニュー糖、ミョウバン、小麦粉、かたくりこ、尿素(尿素だけ、+洗剤、+木工ボンド)をそれぞれ水によくとかして飽和させる。ろ過してシャーレの２/３ぐらいまで入れる。ろ紙でふたをして数日間放っておく。何日かすると小さい結晶が底にでてくる。
乾いたものに粉などがでてきたが、結晶ができたのは食塩だけ。
条件を変えて作った食塩の結晶については、20cc15gの六日後のものが最大で、6.5�@四方の結晶になった。

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塩2 塩の結晶を作ろう　　5年（大谷　麻生子）

◇結晶の本を見ておもったよりも簡単に作れると知った。

［目的］いろいろな塩の結晶を作る。

［実験］
溶けのこりが出るまでとかした食塩水の上の方を少量スプーンですくって平らなお皿に入れた。日当たりのよい場所において水がじょう発するのを待つ。

［結果］
赤穂の天塩・この食塩はざらざらしていて、形はみんなバラバラで大きいのから小さいのまである。けんびきょうでみると石のよう。結晶にするとちゃんと形もととのっていて、きれいに見える。ほとんどの結晶は四角。顕微鏡で見ると宝石みたい。
沖なわの塩・天塩にくらべるとひと粒が大きくさわり心地もさらさらしている。顕微鏡で見ると表面がぼつぼつに見える。結晶にするとサラサラで四角形。
海人の藻塩・色が少し茶色で粒がとても小さい。顕微鏡で見ると塩の形は四角らしい。目で見た目は丸い粒のようなのに。結晶は少し白くなった。三つの結晶の中で一番立方体の形をしていた。拡大するとダイアモンド型に見える。

［まとめ］
どの結晶も四角形になった。

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−人気テーマ紹介−

他にも、何人かの人が少しずつ違う角度から挑戦した人気テーマが幾つかあったので、ご紹介します。他にもまだまだ取り上げきれないテーマがありました。（くまたろう博士談）

• 「自分のペットについて」（楽しいテーマです。これはなかなか研究レベルまで持っていきにくいのですが、今回は調べ学習と合体させて、いろいろと試したりしながら報告してくれた人がたくさんいました。エビを飼っている人の報告に慣れるとエサにつられて水面に上ってくるというのには驚きました。飼い主ならではのこまかい習性報告も貴重な観察ですね。もう一歩進めて、本などの習性報告と自分の家のとをくらべたり、ある行動に的をしぼってていねいに観察実験してみたりすると、いっそう内容が深まるでしょう。)
• 「化学変化でものを作る」（廃油からせっけんを作る実験、せんたくのりからプラスチックを作る実験など。個性あふれるかわいらしいものを作っているところが楽しい。)
• 「塩の結晶について」（これは大人気。海水から塩を取り出したり、いろいろな塩をとかして再び結晶化させたり。一口に塩の結晶とはいえ、できあがる結晶はいろいろなできばえ。大変ユニークなのはしょうゆの中から塩をとろうとして頑張ったものでした。)
• 「水質について」（今年も各地の水について貴重の報告がありました。）
• 「牛乳のいろいろな変化について」（これは今年から目立ってきました。)
• 「各地の植物や自然について」（旅行先の報告もずいぶん充実したものがふえています。押し花や写真、自然界に関わる測定などもそえて、具体的になってきました。)
• 「ぷよぷわたまご」（これもたくさんの人が挑戦、条件やその後の観察など報告も内容が豊富でした。)

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