ChatGPTを使って授業のアイデア出しをする（静電気）

ある朝、生徒が「おはようございまーす。」と言いながら教師に向かって手を挙げていました。
声をかけられた教師も手を挙げて、タッチしようと瞬間、
「バチッ！」
冬にはよくある光景ですね。

生徒のその体験をきっかけに静電気について学習できないだろうか、と考えました。
中学校理科では、つるしたストローを紙袋でこすり、反発したり引き合ったりするのを調べる実験や、電気クラゲの実験があります。
でも、ストローでは面白くないし、電気クラゲは肢体不自由の生徒がビニールひもを落とさないように塩ビ管を振るのは難しいです。
知的障がいを併せ持つ課程なので、もっと楽しめるものはないだろうか。
静電気で水流を曲げるとか、下敷きで髪の毛を逆立てるとか、いろいろ思いつきましたが・・・。

そうだ、ChatGPTに聞いてみるか。

あなたは小学校の教師です。静電気に親しむための実験を行いたいと思っています。どのような実験が考えられるでしょうか。

小学校の生徒に静電気に親しむための実験を行う場合、簡単で安全な実験を選ぶことが重要です。以下にいくつかの実験を紹介します。

1. **風船と髪の毛**:
- 必要なもの: 風船、髪の毛（またはウールのセーター）
- 方法: 風船を膨らませ、髪の毛やウールのセーターにこすりつけます。その後、風船を壁に近づけると、静電気によって壁にくっつくことが確認できます。

2. **プラスチックコームと紙片**:
- 必要なもの: プラスチックのコーム、細かく切った紙片
- 方法: コームを髪の毛に何度かこすりつけた後、細かく切った紙片の上に近づけます。静電気の力で紙片がコームに引き寄せられるのを観察できます。

3. **ビニール袋と水の実験**:
- 必要なもの: ビニール袋、水道の蛇口
- 方法: ビニール袋をこすりつけて静電気を発生させた後、水道の蛇口から流れる細い水の流れに近づけます。ビニール袋による静電気が水の流れを曲げるのを観察できます。

これらの実験はいずれも、静電気の基本的な原理と現象を理解するのに役立ち、小学生にとって楽しく興味を引くものとなるでしょう。安全面に注意し、特に風船を使う実験では風船が割れることに注意し、必要に応じて保護メガネの使用を検討してください。また、実験を行う際には、静電気の原理について簡単に説明し、実験によってどのような現象が起こるのかを事前に予測させることも有効です。

ChatGPT4

そこそこ良いものを答えてきたなと思います。
コームって何だ？と思ったら、櫛のことですね。
でも、風船は買ってなかったし、うちに櫛は無い。
あるのはビニール、塩ビ管、ストローあたり。
これでできる実験はないだろうか。

ポリエチレンフィルム、塩化ビニル管、ポリプロピレンのストローの３つをそれぞれティッシュペーパーでこすった後近づけるとどのようになるか。

ポリエチレンフィルム、塩化ビニル管、ポリプロピレンのストローをそれぞれティッシュペーパーでこすった後に近づける実験では、静電気の原理を観察することができます。この実験の結果は、以下のようになる可能性が高いです。

1. **ティッシュペーパーでこすった後の各物質間の相互作用**:
- ティッシュペーパーでこすることにより、ポリエチレンフィルム、塩化ビニル管、ポリプロピレンのストローはそれぞれ静電気を帯びます。この静電気は物質が他の物質から電子を奪う（または電子を与える）ことによって生じます。

2. **物質間の引き合いや反発**:
- 同じ物質をこすった場合（例えば、ポリエチレンフィルム同士）、それらはお互いに反発し合う可能性が高いです。これは、同じ物質が同じ種類の電荷を帯びるためです（どちらも正か負の電荷）。
- 異なる物質（例えば、ポリエチレンフィルムと塩化ビニル管）を近づけた場合、それらが引き合うか反発するかは、それぞれがどのような電荷を帯びているかに依存します。異なる種類の電荷（一方が正で他方が負）を帯びている場合、それらは引き合う可能性があります。

この実験を通して、生徒たちは異なる材料が静電気をどのように帯びるか、そしてその電荷が他の物質にどのように影響を与えるかを学ぶことができます。重要なのは、実験の前に静電気の基本原理を説明し、生徒たちに実験から何を期待するかを考えさせることです。また、実験結果を観察した後、なぜそのような結果になったのかを話し合うことも有益です。

ChatGPT4

「可能性が高い」という表現が気になりますが、手順を聞いてみます。

どのような手順で実験を行いますか。

静電気を観察するためのポリエチレンフィルム、塩化ビニル管、ポリプロピレンのストローをティッシュペーパーでこする実験の手順は以下のようになります。

### 実験準備:
1. **材料の準備**:
- ポリエチレンフィルム、塩化ビニル管、ポリプロピレンのストローを用意します。
- ティッシュペーパーを準備します。

2. **安全対策**:
- 実験中はテーブルの上で行い、物を落としたりしないように注意します。
- 実験を行う場所を選ぶ際には、水や湿気が少ない乾燥した場所を選びます。

### 実験手順:
1. **静電気の発生**:
- ティッシュペーパーを用いて、まず一つの材料（例えばポリエチレンフィルム）を強くこすります。こする時間は約30秒から1分程度が適切です。
- 同様の手順で、塩化ビニル管とポリプロピレンのストローも個別にこすります。

2. **静電気の効果の観察**:
- こすったポリエチレンフィルムを空中に保持し、他のこすった材料（塩化ビニル管やポリプロピレンのストロー）を近づけて、それらがどのように反応するかを観察します（引き合う、または反発する）。
- 同様に、塩化ビニル管やポリプロピレンのストロー同士でも観察を行います。

3. **記録と分析**:
- 生徒たちにそれぞれの組み合わせで何が起こったかを記録させます。
- 実験の結果に基づいて、なぜそのような反応が起きたのかを考察させます。

### 実験後の討論:
- 実験の結果を基に、静電気がどのようにして発生するのか、そして異なる物質がどのように相互作用するのかについて議論します。

この実験は、物質間の静電気的な相互作用を理解するのに役立ちます。実験中に生徒たちが観察したことを基に、日常生活での静電気の例を考えさせるのも良い教育的アプローチです。安全に注意しながら、楽しく学べる実験を目指しましょう。

なるほど。実験はできそうです。
模範解答を作っておきます。

結果をテーブルにまとめてください。

実験の結果をテーブルにまとめると以下のようになります。このテーブルは、ポリエチレンフィルム、塩化ビニル管、ポリプロピレンのストローをそれぞれティッシュペーパーでこすった後、互いに近づけた時の反応（引き合う、反発する、または無反応）を示しています。実際の実験結果は、実験条件や材料によって異なる可能性があるため、このテーブルは一例としてご覧ください。

| 材料1 | 材料2 | 反応 |
|----------------------|----------------------|------------------|
| ポリエチレンフィルム | ポリエチレンフィルム | 反発する |
| ポリエチレンフィルム | 塩化ビニル管 | 引き合う/反発する |
| ポリエチレンフィルム | ポリプロピレンストロー | 引き合う/反発する |
| 塩化ビニル管 | 塩化ビニル管 | 反発する |
| 塩化ビニル管 | ポリプロピレンストロー | 引き合う/反発する |
| ポリプロピレンストロー | ポリプロピレンストロー | 反発する |

「引き合う/反発する」と表記されている組み合わせは、実験条件によって引き合う場合もあれば反発する場合もあることを意味しています。これは、静電気の帯電の度合いや、帯電した電荷の種類（正か負か）に依存するためです。

このテーブルを用いて、生徒たちに異なる物質がどのように静電気を帯び、それが他の物質にどのように影響を及ぼすのかを理解させることができます。また、実験の観察結果とこのテーブルを比較し、なぜそのような結果になったのかについて考察することも重要です。

さっきの「可能性が高い」という表現は、この「引き合う/反発する」からきているのですね。
確かに、以前実験したときに、さっきまで反発していたのに、引き合うようになって「？？？」となったことがありました。
授業ではあまり深入りしない方が良さそうです。

他に何か面白い材料はありますか。

静電気の実験に使用できる他の面白い材料もいくつかあります。これらの材料は、学生にとって新しい発見や興味深い観察を提供することができます。以下にいくつかの例を挙げます：

1. **シルクとガラス棒**:
- シルクの布でガラス棒をこすると、ガラス棒は正の電荷を帯びます。これは古典的な静電気の実験で、異なる材料が異なる種類の電荷を帯びることを示しています。

2. **ウールとプラスチック製の定規**:
- ウールの布でプラスチック製の定規をこすると、定規は負の電荷を帯びます。これを細かい紙片や軽い物体に近づけると、それらが引きつけられるのを観察できます。

3. **アルミニウム缶と風船**:
- 風船をこすってからアルミニウム缶に近づけると、缶が転がるのを観察できます。これは静電気の力が軽い金属にも作用することを示します。

4. **猫の毛とプラスチック製の櫛**:
- 猫の毛をプラスチック製の櫛でこすると、静電気が発生し、毛が櫛に引きつけられるのを観察できます。これは生物学的材料における静電気の効果を示しています。

これらの実験は、異なる材料がどのように静電気を帯びるか、またその電荷が他の物体にどのような影響を与えるかを生徒に理解させるのに役立ちます。実験を行う際には、安全に注意し、実験の目的と原理を明確に説明することが重要です。また、生徒たちが観察したことを基に、静電気の日常生活での応用例を考えさせるのも良い教育的アプローチです。

まとめ

ChatGPTは授業のアイデア出しに使えるなと思いました。
特に、自分のあまり得意でない分野だと（自分の専門は化学です）、自分では気づかないアイデアを出してもらえます。
知的障がいを併せ持つ課程だと、教科書が使えないですし、中学部や高等部では免許外の教科も担当することがあるので、活用していきたいと思います。

ただ、うちの自治体だと、教師アカウントでChatGPTとGoogle連携はできるのですが、校務用ネットワークだと過去のチャットのログを見ることしかできません。
アップロードの制限なのか、回線速度の問題なのか・・・。
GIGA回線ならできることを確認しています。