原子をぎゅっと手のひらに！水ビーズで学ぶ化学反応のひみつ
サイエンストレーナーの桑子研です。毎日が実験。
みなさんはアクアビーズって知っていますか？
アクアビーズとは、水を含ませることで表面が溶け合い、パーツ同士がくっつく手芸用のビーズのことです。もともとはお子さん向けの知育玩具として販売されているもので、平らな専用のプレートの上に小さなビーズを並べ、その上から霧吹きなどで水を吹きかけてしばらく乾かすと、ビーズ同士がしっかりと接着して、好きな形の作品ができあがります。絵を描くように色とりどりのビーズを並べていくだけで、立体的なアート作品がつくれるという手軽さが人気の理由です。
本来はキャラクターや動物、花などのモチーフをつくるための玩具ですが、今回ご紹介するアイデアは、この「色のついた小さな粒を組み合わせてつなげる」という特徴に注目して化学反応式を作ろうというものです。
水と酸素と炭素、実は「見える化」できるって知っていましたか？化学反応式というと、記号や数字ばかりでちょっと苦手意識を持ってしまう人も多いのではないでしょうか。ところが、身近な手芸用品を使うだけで、目に見えない原子や分子の世界がぐっと身近に、そして可愛らしく感じられる教材があります。今回は、そんな素敵なアイデアをご紹介します。
水ビーズで原子・分子を表現する
先日、水ビーズ（アクアビーズ）を使って化学変化の様子を表す教材のアイデアを見せてもらいました。
どのような教材かというと、炭素を緑色のビーズ、酸素をオレンジ色のビーズで表し、これらを組み合わせて分子をつくっていくというものです。たとえば水（H₂O）であれば、オレンジ色のビーズ２つと緑色のビーズ１つ、というように、原子の種類と数を色と個数で表現していきます。
金属より気体にぴったりの教材
金属を組成式のようなビーズの組み合わせで表してしまうと、実際の金属結合のイメージとは少しずれてしまい、誤解を与えてしまうかもしれません。金属は特定の分子として存在しているわけではなく、無数の金属原子が規則正しく並んだ構造をしているからです。
しかし、気体分子の表現に関しては、この教材はとても優れていると感じました。目に見えない気体の分子構造を、色とりどりのビーズという触って組み立てられる形にすることで、直感的に理解できるようになります。そしてなんといっても、見た目がとても可愛らしいのが魅力です。女の子たちが喜びそうな、遊び心のあるアイデアだと思いました。
持ち帰って学ぶ、化学反応式のバランス
この教材を使った授業では、生徒それぞれが自分でつくったビーズの分子模型を家に持ち帰っていたとのことです。
こうした体験を通しておくと、たとえば水素と酸素が反応して水ができる化学反応において、とても重要な感覚が自然と身についていきます。もし水素分子の数が足りなければ、反応の左右で原子の数のバランスが崩れてしまう、ということが、頭の中だけでなく、手を動かしながら実感として理解できるのです。
化学反応式は、単なる記号の羅列ではなく、原子という「粒」が組み合わさったり離れたりする様子を表したものです。ビーズを実際に組んだりほどいたりする作業を通じて、このミクロな世界の出来事を、まるでパズルのように楽しみながら学べるというのは、とても素晴らしい教育的アイデアだと感じました。
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