ノギスもわかるよ!有効数字を体験から学ぶための実験

ケン博士
サイエンストレーナーの桑子研です。 

有効数字について理解するためにノギスと電子天秤を使って、体積と質量を測定し、密度を計算して金属の種類をしらえるという実験をしています。

使ったのは、密度測定用のおもり。アルミ・鉄・銅の3種類の金属がセットされています。

実験というよりは活動に近いのかもしれませんが、ノギスで測ると30.3mmのように有効数字が3桁まで取ることができます。

ノギスの使い方も学べます。

たいして電子天秤で質量を測定すると、60.03gのように、有効数字が4桁まで取れます。今回使ったのは、円柱の金属ですので、ノギスで直径を測ってから、面積を計算して、高さをかけて、体積を求めます。

電卓を使って計算をしていきます。この実験のメインの活動です。

その際に生徒はいろいろなことを考えて計算をする必要が出てきます。たとえば、半径にするために2で割る必要があるけど、そのときの有効数字はどうなるのか?

このとき四捨五入をするのか

πはどの桁数まで使うのか?

立方センチで出してから、立方メートルになおすのはどうしたらいいのか

密度を出すときに、有効数字はどの桁になるのか

などなど。

これらの計算を考えながらするということが目的の実験です。体験を通して学ぶことができると思い、今年から全生徒向けに導入をしてみました。その分他のところで割りをくってしまうところがでてくるのですが、生徒の様子を見ていると、行ってよかったと思っています。

理科は測定値を扱うので、そのためのお作法があるのですが、実体験を伴って学ぶのはやはり大切ですね。今後実験の中で、有効数字について注意を払って計算してくれるのではないかと期待しています。

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桑子 研(くわこけん)
 1981年群馬県生まれ。サイエンストレーナーとして全国で実験教室やICT活用講演会を開いている。著書は『大人のための高校物理復習帳』(講談社)、『きめる!物理基礎』(学研)など10冊。