Kun oikeaa vastausta ei ole – siksi tiede on hauskaa! “Salaperäinen laatikko” paljastaa tieteen ytimen
Hei, olen tiedevalmentaja Ken Kuwako. Jokainen päivä on uusi koe!
【Tämä artikkeli on kuunneltavissa myös radion puolella!】
Kuvittele eteesi laatikko, jota on täysin mahdotonta avata. Jos sinun pitäisi selvittää, mitä sen sisällä on, miten toimisit? Maailmamme on itse asiassa täynnä tällaisia näkymättömiä laatikoita: maapallon ydin, kaukaiset galaksit tai silmälle näkymättömät atomit. Tiedemiehet ovat sukupolvien ajan etsineet vastauksia näiden mysteerien ratkaisemiseksi rikkomatta itse laatikkoa – käyttämällä vain viisauttaan ja oikeita työkaluja.
Tänään esittelen teille jännittävän kokeen, joka herättää uteliaisuuden takuuvarmasti. Käytämme Narikan SEPUP-sarjaan kuuluvaa opetustyökalua nimeltä Musta laatikko.
Käsityöläisen valmistama avaamaton arvoitus
Kun puhumme mustasta laatikosta, emme tarkoita lentokoneiden lentotietotallenninta, vaan laatikkoa, jonka sisäistä rakennetta ei tunneta. Kyseessä on kaunis, noin 20 senttimetriä kanttiinsa oleva puulaatikko, jonka Hakone-yosegi-zaiku-mestari on valmistanut suurella rakkaudella. Kun otat sen käteesi ja ravistat hieman, sisältä kuuluu houkutteleva kolina.
Musta laatikko tositoimissa
Oppilaiden tehtävänä on selvittää laatikon sisäinen rakenne ja esitellä se muille. He saavat käyttää mitä tahansa laboratorion työkaluja, mutta yhtä sääntöä ei saa rikkoa: laatikkoa ei saa vahingoittaa eikä sitä saa avata.
Magneetit ja stetoskoopit apuna näkymättömän tutkimisessa
Oppilaille annetaan magneetti, stetoskooppi ja viivoitin. Aluksi he kuuntelevat ääniä varovasti, mutta kun magneetti tuodaan laatikon lähelle, into syttyy välittömästi. Kun seinämän läpi tuntuu magneetin napsahdus, syntyy oivallus: Sisällä on jotain rautaista!
Tästä alkaa todellinen salapoliisityö. Kun oppilaat liikuttavat sisällä olevaa palloa magneetilla, se kopsahtaa johonkin ja irtoaa otteesta. Näiden tuntemusten perusteella he alkavat piirtää näkymättömien väliseinien muotoja ja paikkoja paperille.
Yksi kääntää laatikon ylösalaisin, toinen kuuntelee stetoskoopilla pallon vierimisen kaikuja. Oppilaat terästävät aistinsa ja tutkivat tuntematonta kuin löytöretkeilijät kartoittamassa uutta mannerta.
Yhteisymmärrys – tieteen tekemisen ydin
Tämän kokeen paras puoli on se, ettei se jää vain yksilösuoritukseksi. Neljän hengen ryhmissä oppilaat tutkivat ensin laatikkoja pareittain ja vertailevat sitten tuloksiaan koko ryhmän kesken. Tässä vaiheessa tarvitaan konsensusta eli yhteisymmärryksen rakentamista. Täällä ääni loppui, joten seinän on oltava tässä, sanoo yksi. Mutta magneetin vastuksen perusteella se onkin vähän paksumpi, toinen väittää vastaan.
Lopuksi he esittelevät päättelynsä ja rakennepiirustuksensa perusteluineen. Tutkimusmaailmassa tämä vastaa tieteellisen artikkelin kirjoittamista ja sen esittelemistä konferenssissa.
Hätkähdyttävä lopputulos: edes opettaja ei tiedä vastausta?
Kun esitykset ovat ohi ja oppilaat odottavat jännityksellä oikeaa vastausta, sanon heille näin:
Tämä laatikko on sinetöity, enkä ole koskaan nähnyt sen sisälle. Joten rehellisesti sanottuna, minäkään en tiedä vastausta.
Luokassa vallitsee hetken hämmentynyt ja hieman pettynyt hiljaisuus. Mutta juuri tämä on se tieteen ydin, jonka haluan opettaa. Tämän kokeen tarkoitus ei ole löytää valmiiksi annettua oikeaa vastausta. Tärkeintä on hypoteesien luominen, kokeiden tekeminen ja keskustelun kautta saavutettu yhteinen näkemys, vaikka lopullista varmuutta ei koskaan saataisikaan. Tämä on tieteellisen tutkimuksen sykli parhaimmillaan.
Tutkimuksen sykli
Tavoite → Hypoteesi → Tutkimusmenetelmä → Havainnointi → Analyysi → Johtopäätös → Uusi hypoteesi
Se, mistä ryhmä on yhdessä sopinut, on heidän totuutensa sillä hetkellä. Muistutan heitä, että myös oppikirjojen tiedot on saatu juuri tällä samalla menetelmällä. Kun uusia tutkimusmenetelmiä kehitetään, eilisen totuus voi hyvinkin muuttua tämän päivän virheeksi.
Eihän kukaan ole nähnyt maapallon sisustakaan omin silmin!
Tiede ei ole palapeli
Oppilaiden palautteet olivat täynnä hienoja oivalluksia.
Monet mieltävät luonnontieteiden kokeet palapelin kaltaisiksi.
Palapelissä on kuitenkin kaksi piirrettä, jotka eivät päde todelliseen tieteeseen:
Sen voi ratkaista yksin (yhteisymmärrystä ei tarvita).
Siihen on aina olemassa yksi selkeä ja valmis kuva.
Oikeassa tutkimuksessa kukaan ei ole antanut mallikuvaa valmiiksi. Koulukokeet menevät usein oikean vastauksen varmistamiseksi, mutta aito tiede on seikkailu kohti tuntematonta. Kun uusi fakta löytyy, vanha teoria päivittyy ja uudet kysymykset heräävät. Tämä loputon tutkimusmatka on tieteen todellinen suola. Jos tämä tunti auttoi oppilaita kokemaan ajattelun syvyyden ja keskustelun ilon, olen enemmän kuin tyytyväinen.
Lähde: Narikan Mustan laatikon viralliset sivut löytyvät täältä.
Lue myös muut Mustaan laatikkoon liittyvät artikkelimme täältä:
Yhteydenotot ja tiedustelut
Tuo tieteen ihmeet lähemmäs arkea! Olen koonnut vinkkejä hauskoihin kotikokeisiin ja niiden tekemiseen. Tutustu rohkeasti:
・Tiedevinkkini on julkaistu myös kirjana. Lisätietoja täällä.
・Lue lisää ylläpitäjästä Ken Kuwakosta täältä.
・Yhteistyöpyynnöt (kirjoittaminen, luennot, tiedepajat, tv-työ jne.) täältä.
・Seuraa päivityksiä myös X-palvelussa!
Katso koevideoita Tiedevinkit-kanavalta!
２月のイチオシ実験！梱包材で遊ぼう！
- 静電気の時期になってきました。子供と一緒に梱包材で盛り上がろう！→ やめられなくなる！静電気実験２０
体中に梱包材をはりつけてみよう！
テレビ番組等・科学監修等のお知らせ
- 「月曜から夜更かし」（日本テレビ）にて科学監修・出演しました。
書籍のお知らせ
- 1/27 『見えない力と遊ぼう！電気・磁石・熱の実験』（工学社）を執筆しました。
- サクセス15 ２月号にて「浸透圧」に関する科学記事を執筆しました。
- 『大人のための高校物理復習帳』（講談社）…一般向けに日常の物理について公式を元に紐解きました。特設サイトでは実験を多数紹介しています。※増刷がかかり６刷となりました（2026/02/01）
- 『きめる!共通テスト 物理基礎 改訂版』（学研）… 高校物理の参考書です。イラストを多くしてイメージが持てるように描きました。授業についていけない、物理が苦手、そんな生徒におすすめです。特設サイトはこちら。
講師等・ショー・その他お知らせ
- 2/20（金）「生徒の進学希望実現支援事業」研究授業＠福井県立若狭高等学校 講師
- 3/20（金） 日本理科教育学会オンライン全国大会2026「慣性の法則の概念形成を目指した探究的な学びの実践」について発表します。B会場 第３セッション： 学習指導・教材（中学校）③ 11:20-12:20
- 7/18（土） 教員向け実験講習会「ナリカカサイエンスアカデミー」の講師をします。お会いしましょう。
- 10/10（土） サイエンスショー予定
- 各種SNS X(Twitter)／instagram／Facebook／BlueSky／Threads
Explore
- 楽しい実験…お子さんと一緒に夢中になれるイチオシの科学実験を多数紹介しています。また、高校物理の理解を深めるための動画教材も用意しました。
- 理科の教材… 理科教師をバックアップ！授業の質を高め、準備を効率化するための選りすぐりの教材を紹介しています。
- Youtube…科学実験等の動画を配信しています。
- 科学ラジオ …科学トピックをほぼ毎日配信中！AI技術を駆使して作成した「耳で楽しむ科学」をお届けします。
- 講演 …全国各地で実験講習会・サイエンスショー等を行っています。
- About …「科学のネタ帳」のコンセプトや、運営者である桑子研のプロフィール・想いをまとめています。
- お問い合わせ …実験教室のご依頼、執筆・講演の相談、科学監修等はこちらのフォームからお寄せください。
