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

（総評）
昆虫を観察した報告も、年々、多角的に、詳しくなってきて、写真も美しく作品を拝見するのがとても楽しみです。また、今回は残念ながら取り上げる事ができませんでしたが、例年いろいろな手法で報告のある果物の色変わりでは、熱したり、凍らせたりと、さらにこころみが発展していました。氷を長もちさせる、塩の結晶を作る、紫キャベツ等の指示薬で酸性アルカリ性を調べるなどなども同様で、新たなアプローチが見られました。ここに紹介しきれないのが残念です。人気の十円玉をきれいにする方法に関しては、一円玉について試み、すべて「きれいにならなかった」報告がきています。どうしたらきれいになるでしょう。一円玉と十円玉の違いにまでは踏み込まれていないので、来年はそんなことについても調べる人が出てくるのを期待しています。。
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。よく扱われる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。皆が注目する題材ほど、多角的に、ユニークに、さまざまなアプローチが新たになされていくものです。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。

その１「硬貨をきれいにする」
1：十円玉がきれいになるには

その２「塩について」
1：塩を作ろう

その3「指紋について」
1：指紋について

その4「昆虫について」
1：キアゲハの観察

2：キアゲハの成長

3：カブト虫の観察

4：セミの鳴くしくみとその原理の実験(サイエンス・グランプリ受賞作品)

＊各タイトルの後にある★印の年度とタイトルは、当HPで御紹介した過去の関連実験の報告です。今回御紹介している作品とあわせて、ぜひ参考にしてください。

=　硬貨をきれいにする　=

類似R-1

十円玉がきれいになるには　　6年（藤川　耀介）

★2001年　くまたろう　5年　A.T.　　「香辛料を硬貨にかけると・・・」
★参考　教えて!くまたろうはかせ　
「梅干しで１０円玉がきれいになるのは」
「おしょぅゆで10円玉がきれいになるのは」
「お金(硬貨)の性質(成分)」
「10円玉をきれいにする実験」
「10円玉の汚れ落ち実験(続き)」
「せっかくきれいにした１０円玉がもとにもどっちゃう」
「10えんだまをきれいにするには」
「1０円玉をきれいにする実験をしたらミドリ色のカビみたいなものが..」

［実験と結果1］
使う十円玉すべての写真を取る。
十円玉にタバスコ、マヨネーズ、しょう油、ソース、オレンジジュース、マスタード、ドレッシング、ハイター、酢、ケチャップをのせてすぐの状態を撮影。特徴を記録した。
タバスコ、ソース、オレンジジュースは少しきれいになり、ハイター、酢は大きく変化した。
そのままにして、1時間後の様子を撮影し特徴を記録し、さらに洗ったあとのすべての十円玉を撮影して様子を記録した。
始めの状態よりきれいになっていたのは、タバスコ、マヨネーズ、そーす、オレンジジュース、ドレッシング、ケチャップ。マスタードは少しきれいになった。新しい十円玉のようにきれいになったのはハイターと酢。

［実験と結果2］
今度は一円玉で試してみた。
使う一円玉すべての写真を取る。
同様にそれぞれをのせてすぐの写真を撮影、特徴を記録した。
ハイターと酢は変化しなかった。
1時間後のすべての写真と、個別の写真を撮影した。

また、表面を洗ったあとのすべての写真と、個別の写真を撮影、特徴を記録した。

すべて始めよりもきたなくなってしまった。
ハイターは銀がはがれた感じになっていた。

［調べる］
十円玉の特徴と、酢、しょうゆ、タバスコ、ソース、ハイターの主成分について調べた。

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=　塩について　=

類似R-2

塩を作ろう-本物の海水から天日干しで塩を作ろう-　　5年（飯井　虹之介）

★2004年　類似　3年　C. K.　「海の自ら作った手作りの塩」
★2003年　類似　4年　M. A.　「塩の結晶」
★2003年　類似　5年　大谷　麻生子　「塩の結晶を作ろう」
★2002年　うさこ　3年　川上　華子　「塩の山登り」

◇学校の理科の実験で、食塩を溶かした水溶液から塩の結晶を取り出す実験をしたが、時間がなかったので、十分に観察できなかった。この夏、祖父母のすむ、沖縄を訪ねたところ、塩の博物館を見学することができた。そこで、塩のいろいろな作り方や、塩の種類があることを知り、もっと調べてみたいと思った。

［実験と結果］
伊平屋島の塩の博物館では、海水から天日干しで塩を作っていた。そこで東京の自宅でもできるかどうか調べてみた。
沖縄(伊平屋島の野甫島)の海水だけではひかくできないので、横浜港(神奈川県)の海水と食塩を溶かした水道水(100ccの水道水に40gの塩)でひかくしてみることにした。
沖縄の海水は無味無臭で思ったほど塩辛くない。横浜港の海水は透明だがグレーっぽく、ちょっと金属臭い。底の方に何かが沈んでいるのでのみたくない。
3年生の理科の学習で紙に日光をあてて温度比べをしたところ、色によって温度が違った。結晶の観察には黒が一番適しているが、上の理由から黒と赤と白の画用紙を用意した。
見学した天日干しは、屋外でなくビニールハウスのような場所で行われていたので、日のよくあたる窓辺にし、風のよくあたる条件と窓をしめた室温のような条件とで比べてみた。

塩作りに風が影響するかと考えたが、げんみつに自宅では条件を作ることができなかったので、ほとんど同じ結果がでた。
光を集める実験では黒が一番色を吸収したので、黒の画用紙が一番速く結晶化すると予想したが、結果はどの紙も同じで、どちらかというと赤の紙の結晶が一番きれいだった。
塩の結晶はサイコロ型になると習い、その形を期待したが、結果はどれも平たい形になった。結晶がこの形になったのは、画用紙と水溶液の間の平たいスペースにできたからではないか。もう少し高さのある容れ物に入れて結晶を作ったらサイコロ型になるかもしれない。

［まとめ］
沖縄の海水は人のいないような自然のビーチでとった。横浜の海水はシーバス乗り場のデッキの上からとったが、どちらも同じ海水と思っていた。違っても汚れ具合や匂いだけだと思っていた。ところが実験をしてみると、塩の出来具合いに大きな違いがでた。地図で詳しく調べてみると、横浜港の採集地の近くでは何本かの川が流れこんでいて、埋め立て地でもあったので、それが塩分を少なくする理由ではないかと考えられた。
実験を行ったこの何日かはお天気の移り変わりが激しく、海水が結晶になったり、溶けたりを繰り返した。このことから天気や気温も塩の結晶化には影響すると考えられた。が、湿度が急激に変化した日(9/2)はわずか3時間ですべての溶液が結晶化したことから、湿度変化が大きな役割を持っているのではないかと考えた。
また、実験の最後に窓のしめの方の画用紙全体にフィルムをかけ、翌朝に見たところ、フィルムをかけた方はまったく変化がなかったのに対し、フィルムをかけなかった方はすべて海水になっていた。この追加実験は夜の間の天気や風の具合などの変化がまったくない状態で行われているので、まさに、湿度が低い条件こそ塩の結晶化に必要不可欠だと考えた。

［調べる］
塩の種類と特徴、塩田について調べた。

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=　指紋について　=

指紋については、例年報告を多く見かけます。指紋の調べ方を科学館で紹介していますので、訪れて試みる人も多いようです。家中の人の指紋を調べたり、特徴ごとに分けたり、たくさんの挑戦が見られます。今回は、指紋を検出するのに適した粉は何かを追求している作品を紹介いたします。

類似R-3

指紋について　　5年（田中　夏央）

◇私が写真を見ていたとき、指が触れた場所に指紋がつくことに気がついた。よく見ると大きさの違う指紋もある。家族で順番に見ていたので、それぞれ大きさや線の違いがあるのだと考え、調べることにした。

［調べる］
指紋とは何か、指紋の取り方を調べた。

［実験と結果］
指にハンドクリームをぬり、スライドガラスに指を押し付け、指紋をつける。
指紋のついたところにそれぞれの粉をかける。
コットンの棒で粉を優しくたたいてはらう。
スライドガラスの指紋のついた場所にセロハンテープを張りはがす。
黒い紙にセロテープをはる。
濃い青色のアイシャドウ・・・指紋の線が1本1本きれいに見えた。
水色のアイシャドウ・・・指の形はわかるが線ははっきり見えない。
薄力粉・・・すべってしまい、指の形もわからない。
片栗粉・・・一番さらさらとしていたが、少しすべってしまい、形はわかったが、線は見えなかった。
砂糖・・・キラキラ光ると思ったが、光らなかった。粒が大きく指紋がとれなかった。
ベビーパウダー・・・線も形もくっきりと残った。
シナモン・・・色がついていて醜いかと思ったが、アイシャドウ(濃い青)並みにきれい。
塩・・・5の砂糖に似ていて、粒が大きく、形も線もわからなかった。

［まとめ］
表にまとめたように、ベビーパウダーをのぞいて色のついているものの方がきれいにとれることがわかった。しかも、砂糖や塩のように粒の大きいものは粒がじゃまになり、とることができない。
この実験をしてみてとても楽しかった。お母さんにも協力してもらったので、指紋の違いにも気付くことができた。

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=　昆虫について　=

類似R-4

キアゲハの観察　　4年（竹村　典子）

★みんなの研究成果　1997年　1年　「あげはちょうのかんさつ」
★みんなの研究成果　6さい　「ちょうといもむし」
★みんなの研究成果　5さい　「いろんないもむし」
★2005年度　類似　5年 M. T.　「5ひきの幼虫がやって来た」

◇毎年私の家のパセリにキアゲハがたまごを生みに来る。お向かいの家にもパセリがあるのに、何故か私の家のパセリにしか生まないので不思議だった。てせも、毎年きてくれてうれしい。
キアゲハはとてもきれいな長で大好きだ。幼虫でとても小さい時は、鳥のフンのようできれいではないが、すぐに大きくなって、鮮やかな緑色の幼虫になる。その時の色もきれいだが、チョウになるともっときれいだ。
私は前にもキアゲハを育てたことがあるけれども、羽化のしゅん間は見たことがないので、今年はじっくり観察したいと思った。

［観察記録］
学研の図鑑「昆虫」でキアゲハについて調べた。
7/30～31にたまごが産みつけられた。
気付いたこと・・・
たまごは「たまごがた」ではなく、丸い形をしている。思ったより大きく2・くらい。
生れた色はさいしょに赤が入っており、次に黄色になる。最後に黒くなる。黒くなるのは幼虫がうまれる直前。だいたい産みつけられてから一日後にはもうすでに幼虫が生れている。なので、たまごが黒いのを見るのは少し大変。
たまごはどうどうと産みつけられており、すぐにわかった。モンシロチョウも今、ルッコラについているのだが、分かりにくいばしょに産みつけられていた。
不思議に思ったこと・・・
どうしてわかりやすいところにたまごを産みつけるのだろう。
どうして色がころころ変わるのだろう。
たまごが産みつけられてから幼虫になるまで、夏だと4日ぐらいかかると本には書いてあったのに、すぐに生れてびっくりした。この場所は日がよくあたってあついからかなと思った。
以下、たくさんの変化を写真に取り、気付いたこと、不思議に思ったことをまとめた。
(抜粋)
8/10　今まで記録してきた青虫がとつぜんいなくなった。サナギになるためにかくれたみたいだ。しかたがないので他に生れた１４匹ほどの青虫を大きなむしかごにパセリといっしょに入れて観察することになった。そこでサナギになってちゃんと育ってくれるといい。
8/24　いつ羽化するかとずっと見守っていたがねてしまった。1～3時間の間に羽化してしまった。暗い間は大人しくしてじっと止まっていた。明るくなってくるといきなりばたばた動き始めたのでむしかごから放してあげた。無事飛んでいって安心といっしょに感動した。でも少し残念だったのは羽化するしゅん間が見られなかったことだ。次は見られるといいなあ。
8/25　4番目と5番目のサナギの色が変化していたので夜から明け方までおきて観察した。真夜中、よく見ていると何度もぴくぴく動いている。よくこんな細い糸で落ちないなと感心する。明け方、羽化する前の方が腹の方のくびれがはっきりしてくる。表面もツルンとした感じ。腹の黒い点がこくなった。
「あっ」というまにサナギからでてきた。ちょっと目を放した好きに羽化していた。羽根はまだくしゃくしゃでのびていない。だんだん羽がのびてきてチョウらしい姿になってきた。

夜中から5番目のサナギの色が変わっていった。午前5:45ごろ、とうとう羽化の瞬間が見られた!!

観察中面白かったこと。
脱皮した皮を食べていた。

羽の先の方がくるっと回転していた。その先でバランスを取るのだと思う。

［まとめ］
青虫をかうのは大変だった。5れい幼虫になると毎日毎日たくさん食べて、すぐにパセリがなくなった。なので、パセリのなえをたくさん買ってきた。食用のパセリは農薬がついているので、青虫は食べられない。前に減農薬のパセリをあげたら死んでしまったので、植えているなえを探した。人間には何ともない良の農薬でも小さい青虫には死ぬほどの毒だ。前に育てた時は失敗したので、今回は気をつけた。
今回は14ひきかごで育て、6ぴきかえり、1ぴきさなぎのじょうたいで死んで、4ひきは幼虫のまま死に、2ひきは行方不明、最後にまだ羽化していないサナギが1ぴきある。
全部がチョウになることはなかったけれど、これは自然だからしかたがないと思う。今回最も感動したのは、羽化するしゅん間だ。バリッと本当に音がしてサナギから顔がでてきた時、目がくりっとしていて、本当に可愛かった。
他にもいろいろ観察していてわかったことがあり楽しかった。たとえば太陽に向かって青虫たちが頭を上げているのは体温を調節するためだとわかり楽しかった。みんなが同じ方向に頭を上げているのはオットセイのようで面白い。
これからも生き物に興味を持って観察していこうと思う。

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類似R-5

キアゲハの成長　　4年（M. 　O.）

◇ここ数年アシタバの葉にキアゲハがたまごを産む。一年目は幼虫が五匹くらいいたが、サナギになる前にどこかへいった。二年目にまた幼虫がいたのでしんちょうに育てたが、旅行にいくときシートをかけていったら、通気性が悪くかびた。3年目はサナギになる前にアシタバから離れることがわかったから、サナギになることむしかごにうつした。三びきがサナギになり、二ひきは茶色くなった。この二ひきはアオムシコバチかなにかの寄生虫に食べられたのだ。残りの一ぴきは旅行中に羽化し、飛び立つところが見られた。
今年は7/10に22個ものたまごを見つけたので、ぜひどんなふうに育つか見てみたい。

［観察と結果］
この3年間の様子から、次の順に成長していくと考えられる。
1.　成虫がアシタバにたまごを産む。←たまごの観察をする。
2.　たまごがかえって幼虫になる。←幼虫に名前を付けて観察を続ける。
3.　せいちょうしていく。脱皮を繰り返す。←脱皮の様子を観察する。
4.　サナギになる前に移動する。←むしかごに幼虫をうつす。(パセリを入れる)
5.　サナギになる。←観察をする。
6.　成虫になる。　成虫にならない。
インターネットで調べてみたところアシタバはキアゲハの好物だった。
たまごからかえった幼虫は、Ann、Bill、Cindy、Danny、Eimy、Fraces、George、Henry、Inga、Jack、Kimで、11ぴき。生れたばかりの幼虫のいた場所を葉っぱごとに絵で記録した。多くとも1枚の葉に3つしかついていなかった。(神奈川県でも。)
たまごの色がどんどんかわっていく様子も絵にして記録した。
成長の経過と様子をあらかじめ用意した用紙に書き込んでいった。
11ぴきがサナギになった場所も記録。それぞれの様子をし野心と絵で記録していった。
成虫になれなかったサナギも記録した。
茶色くなって中がからになったサナギで、われた中をよく見ると、寄生虫がいっぱいはいっている。サナギを食いつくした寄生虫たちは、キイロタマコゴバチかアオムシコバチか、マダラヒメバチか、アゲハヒメバチかもしれない。

たまごからかえってから、サナギになるまでにかかる日数は19日が一番多かった。
平均日数は20.4日。
左側のアシタバ(平均22日)より右側のアシタバの方(平均18.8日)で育ったのの方が速く大きくなった。
サナギ全部がひどい茶色になったので開けた。中が空か、7匹小さな虫が入っていたのが二つあった。Annはサナギになってから4日目でもうひびが入っていたがやはり空だった。
なぜ羽化しなかったか？
日光を直接あててしまった。かなり雨水にあててしまった。
寄生虫に食べられた。Annはひびからサナギをたべつくした幼虫が成虫になってでていったと思う。

［まとめ］
この研究を通して、自分が悪かったことは、「雨対策」だ。台風の時にサナギを雨にあててしまった。「寄生虫対策」はどうすればよいかまだわからない。
ほかにもパセリについてきたのと、アシタバの新芽にたまごと幼虫が２０匹あった。でも、2泊3日の旅行からかえってきたら、ずっとかえっていないたまご1個だけになっていた。旅行にいっている間の天気のせいか、外敵に食べられたのだと思う。
始め、22個もたまごを発見したときは、6、7匹はかえせると思っていたのに、1匹もかえらなかったのはざんねんだ。

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類似R-5

カブト虫の観察　　3年（吉田　汐音）

カブト虫も例年人気の研究題材です。たくさんの幼虫を無事カブト虫にまで育て上げた報告などが、丁寧な観察記録や写真とともにまとめられていて、毎年どの作品も読んでいる方も楽しくなる題材です。今回は、なかなか観察する機会に巡り合えないカブト虫の交尾の様子が報告されて来ました。

◇年の6月の始め、お友達からカブト虫の成虫のカップル二対をもらった。本当は幼虫をもらうはずだったのが、会う約束をしている間にサナギの部屋を作り始めたので、羽化してからもらった。また、7月に入ると、青森の祖父が知り合いからもらったカブト虫の幼虫を5匹クール宅急便で送ってくれた。
育てている間に成虫はたまごを生み、幼虫はサナギから成虫になった。その様子を紹介する。

［観察1］

7/1(土)　私はその瞬間を見た!　と思いました。成虫でもらったカブト虫のオスとメスが交尾をしていた。まず、オスがメスの上に乗り、おしりからストロー状のものを出して、メスのおしりにくっつけていた。その時のオスは体がぶるぶるふるえていた。交尾は夜中に行われることが多く、観察できるのはめずらしい。

7/18　幼虫サナギになる。三匹いる幼虫の家、一匹がケースの外から見えるところにサナギの部屋(よう室)を作ってくれた。一昨日から頭を上げたりするところを観察することができた。サナギの色は赤茶色。ケースをコツコツ叩くとぴくぴく動く。体の下半身は見えるのに、上半身とツノがあるかないかが見えないので、お楽しみ!　脱ぎ捨てた幼虫の皮があった。
幼虫はだえきやフンで部屋の内側をぬり固める。よう室はほぼ一日で作り上げるが、ニ、三日は動いてかべをおしかためる。オスはツノのぶん長い部屋を作る。
7月中ごろ　成虫のマットを交換している時に、白い直径2・くらいのものがでてきた。スプーンですくって別のケースにうつした。
7/24　たまごがふかしていないか見た。すると１０匹くらい幼虫がでて来た。2れい幼虫と1れい幼虫で、3れい幼虫よりもすきとおっていた。体長はおよそ3・～2・くらいのがいた。
他にサナギの羽化なども観察して記録した。

［まとめ］
カブト虫をたまご、幼虫、サナギ、成虫と全世代にわたって育てることができてよかった。私は幼虫が一番好きだが、成虫の交尾と、サナギの様子を観察できたのがとくにうれしかった。
サナギからうかした成虫がとても小さかったのでびっくりした。青森のきこうがえいきょうしたのだろうか。どのような条件が成虫のからだの大きさにえいきょうするのか、来年はそれについて調べてみたいと思った。そのためにも、幼虫には、元気で冬を越して欲しい。

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類似R-7

セミの鳴くしくみとその原理の実験　　4年（藤木　真徳）

★2003年　データ　3年　神谷　有美　「せみのかんさつ」
★2002年　データ　3年　斉藤真裕美　「油ゼミの羽化」
★類似　4年　菊地　佑花「セミの観察」

2006年サイエンスグランプリ・全国小学校理科研究協議会サイエンス賞受賞作品

◇ぼくの家のまわりは、毎年夏になるとたくさんのセミがなく。小さい体でどのように大きい音をだとているのかとおもい、この研究をした。セミがどのように音を出すのかを調べて、そのしくみを理解し、実験そうちを作りじっさいに音が出るかかくにんする。

［調べる］
セミが音を出す仕組みを調べた。
その結果、まくをふるわせて音をだし、ほとんどからっぽのお腹の中で音をひびかせることがわかった。
つぎに、なぜ、まくをふるわせると音が出るのかをしらべた。まくをふるわせることにより、振動を作り、その音が空気に伝わり、空気のふるえとなって聞こえてくることがわかった。
さらに、小さな音が大きくなる理由も調べた。オルゴールの共鳴箱と似ているとおもう。

［実験と結果1］
振動で音が出るかをかくにんするため、セミと同じしくみのそうちを作った。針金を回転させることでボール紙を激しく前後にゆらし、セミのまくと同じように音を出す。メカミンミンIと名づけた。

メカミンミンI はかなりいきおいよくまわしても、ボール紙から出る音は小さくてぺこぺこというにぶい音だった。
そこで、セミの音の振動とくらべるとあまりにも少ないので、モーターをつけた。1分間に6000回回転する。
メカミンミンIにつけたがボール紙がたえきれなかったので、回転する先たんにチューブをつけてテーブルにあてて音を出した。
セミの声ににた音が聞こえた。

［実験と結果2］
さらに、小さい音を大きくできるかを確認するために、セミのお腹に似せてボール紙で共鳴箱を作った。名前はメカミンミンII。

モーターのチューブをテーブルにあてて音をだし、その前にメカミンミンIIをおく。メカミンミンII がないときにくらべて、音は多少大きくなった。共鳴したと思う。
今度は、メカミンミンII に直接モーターのチューブをあてた。ものすごく大きい音が出た。オルゴールの共鳴箱と同じように、振動がメカミンミンIIによく伝わって、もっと共鳴したのだと思う。
手でメカミンミンIIをおさえたり、形を変えたりすると音が変わった。

［まとめ］
セミの音と同じような振動を起すには、1分間に6000回転するモーターが必要だった。
だから、セミの体の中ではものすごい振動がおきている。
この振動にメカミンミンはたえられなかった。このことから、セミの体はよっぽど頑丈にできていると思う。
音の振動はちょくせつ伝えるとものすごく大きくなる。セミのまくの振動はちょくせつお腹の共鳴室に伝わるから大きい音がすると思う。
メカミンミンIIの形をかえると音がかわることから、セミもお腹の形をかえたりして音をかえていると思う。
今回、音の大きさを耳で聞いて調べた。ものさしみたいに数字ではかる方法を今後考える必要があると思う。さらに、音の大きさと音程と振動がどういう関係なのか調べなければいけない。

［参考文献］
学研の図鑑(昆虫)
いろいろなインターネットウェブサイト。

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