水はどのように氷になっていくのか(4年理科)
2022年2月9日 09時30分4年生は、「水のすがたと温度」という単元の学習を進めています。
以下、単元のはじめに子ども達とこんな話をしました。【 黒(教員) 青(子ども達)】
「日常生活では、氷は冷蔵庫で作ります。氷は、冷蔵庫がないとできないのかな。」「冷蔵庫でなくても寒くなると氷はできます。」「今、檜原湖には氷が張っています。」「バケツの水も置いておくとこおります。」「水を冷やすと氷ができます。」
「何度ぐらいで、氷はできるの?」「-10度ぐらいかな」「・・・・。」
「水が氷になると体積はどうなるかな。」「前の単元で水を冷やすと体積が減ったので氷になると体積は減るんじゃないかな。」(すごい!すごい!前の学習がしっかり生きているね。)「氷はでこぼこしているから、体積は増えるんじゃないかな。」
「水が氷になる時は、一度に氷になるの、それとも、だんだん氷になっていくの。」「だんだんと氷になると思う。」
こうした話し合いの後、めあてを「水が冷えて氷になる時の水の温度や様子はどのようにかわるのか。」とし、実験を通して調べることにしました。どんな実験かというと、以下の様です。
①試験管に水を1/3ほど入れ、温度計を差し込みます。試験管の水面の位置に油性マーカーで印をつけます。(水の体積の変化を見るためです)
②ビーカーに氷を入れ、①の試験管を差し込み、氷に飽和食塩水注ぎ込みます。
③1分ごとに試験管内の水の温度と様子を調べ記録します。ここで大切なことは、試験管を時折軽くゆすることです。これをしないと、水は凍らないまま温度だけがどんどん下がっていきます。(過冷却)
途中、実験をやり直すようなこともありましたが、何とか時間内にすべての班が水を凍らせることに成功し、その様子もしっかり記録できました。次の時間に、今日の記録をグラフ化して水が氷になる様子をまとめていきたいと思います。今日の実験で子ども達と確認できたのは、水は一度に氷になるのではなく時間をかけて次第に氷になっていくということ、水は氷になると体積が増えるということです。(大抵の液体は、温度を下げて固体になると体積は小さくなるそうです。水は、特殊な液体のようです。)