2026年7月11日土曜日

高等学校化学におけ身の回りの物質の取り扱い方

課題:高等学校化学分野での身の回りの物質を教材でどのように扱うか。 


身の回りの物質とは

 ここでいう身の回りの物質とは、衣食住を始めとする日常生活で利用したり、われわれの回りに存在する物質のうち、高等学校の化学で学習する物質を主成分としたり、構成成分としてもつ物質のことで
ある。
 また、身の回りとか、身近という感覚は、現在のような情報化社会においては、新聞・テレビ等においてしばしば取り上げられる化学物質も、身近な物質にはちがいない。しかし、そのようなものには、一過性のものも多く、時間的な比較の対象にはならない。同様に、生活様式や科学技術の進歩によって、ある時代には身近な物質であっても、現在ではとうていその対象となり得ない物質もある。

 高等学校化学において身の回りの物質や現象を取り扱うことの重要性は、しばしば指摘されている。
 また、平成5年版の『科学技術白書』では、若者の科学技術離れについて、様々な角度から分析し、その理由の一つとして、身の回りの製品への関心の低下を指摘している。

  身の回りの物質の取り扱い方の問題の背景の概略は次にようになる。 

 戦後教育は、「生活単元学習」「問題解決学習」などと呼ばれた、生活の中に問題を見いだし、解決していくという新しい教育方法で始まった。しかし、ほどなく、学力の低下や内容の不消化などが厳しく指摘され、系統的な学習へと転換していきました。それに伴い、化学教材から身の回りの物質が次第に減少しました。さらに、アメリカ合衆国やイギリスで起こった理科教育の現代化運動の影響を受け、探究の過程を重視する教育方法が進められるとともに、系統性が一層重んじられた。その結果として、身の回りの物質や現象は極端に扱われなくなったと言われております。  
 その後、多くの生徒に化学が嫌われているという反省から、身の回りの物質・現象が見直されてきました。 
身の回りの物質について解説した書物の発行、身の回りの物質の教材化などが、化学嫌いをなくすための一助となることを願って行われております。   
しかし、なぜ身の回りの物質の取り扱い減ったのか、その詳細は必ずしも明らかではありません。そこで、高等学校の化学分野において、身の回りの物質の取り扱い方がどのように変ってきたのか、また、何故そうなったのか考えることにしました。 

その方法として 
高等学校学習指導要領の「理科の目標」「化学の目標」「化学の内容」を中心に、身の回りの物質がどのように取り扱われているのかという視点で見ることにしました。 

OHP    

 昭和23年版 高等学校学習指導要項(試案)では、 理科の目標はありません。「1.目標」では、「(省略しまして、ここに)実生活に活用する能力を得させる。」となっています。

「2.理解の目標」では、24項目にわたって化学の概念が記されています。

「3.教材一覧」では、 ここに赤色で示した現象や物質が現在から見れば、特徴的ですが、だからといって身の回りの物質を中心にしているとは言えません。ほとんど、現在と同じような内容であると言えます。  
 OHPにはありませんが、「4.指導上の注意」の  7番目に、「日常生活並びに産業との関係に留意し、化学の発達が文化の向上にいかに貢献したかを知らしめる。」  と、あります。    

 次に 昭和26年改訂版 中学校・高等学校学習指導要領(試案)です。OHP  
このときも、高等学校の理科の目標はありません。 

 しかし、「中学校・高等学校 理科の性格」に  中学校高等学校とも、学問的な体系による知識や技術の獲得の意義は減っていないが、それだけではなく、よき社会人・職業人・家庭人をつくることが最も大切な教育の目標である」としています。 
 高等学校化学の目標では、化学概念や実験観察等の技能の獲得の他に、14項目の目標のうち、6項目が生活と関連したものです。 
 また「第Ⅵ章 高等学校化学の単元とその展開例」があります。これは、そのまま学校の指導計画になったり、教科書の内容になることを期待したのではなく、理科教育の考え方と方法の結びつきを考えたからであると、まえがきに書かれております。  
「はじめの学習」と このような8単元があります。 

  水、空気、大地、金属、燃料、食品、衣料、生活の改善という身の回りの物質を中心にした単元学習ですから、内容から見る限りでは、生活単元理科と呼ばれるものに該当すると思います。  

生活単元理科と呼ばれるものです。 

 省略(それぞれの単元には「要旨」「目標」「学習の範囲と順序、学習活動」の項目があり、詳しく説明されています。)     

 次に  昭和31年度改訂版 高等学校学習指導要領に移ります。 

 この学習指導要領によって、初めて高等学校の理科の目標が設けられれました。その 理科の目標では、「高等学校の理科は、自然科学的な教養を与えることによって、科学的な考え方、処理の能力を伸ばし、生活を科学的にし、これを向上していく基礎をつくる教科であって、主として次のことを目標とする。」として、4項目の目標が記されています。(1)についての解説で、「生活や産業に関係の深い自然科学的な問題は、非常に多種多様であって、それらの多くを直接に理科の指導内容とすることは、生徒の能力や指導時間数からみて無理があり、また理科としての系統を見失う結果になりやすい。」として、「生活や産業上の問題そのものを取り扱うよりも、これらを科学的に処理する基礎をつくるように指導すべきだと記されています。  

  このように、理科の目標の解説では、生活・産業という言葉に対して非常に慎重になっているのですが、化学の目標では、理科の目標の(1)(4)を追随するような形になっています。 化学の内容は、「5単位の内容」では、大項目が、「生活および産業に関係の深い物質」「物質の構成要素」「物質の状態」「化学変化」の4項目あり、さらに中項目として、表のような項目があります。                                               

 このような内容から、この学習指導要領では、生活単元的取り扱い方から離れたとはいえ、生活・産業主義ともいえる内容であることがわかります。また、系統性を重視するという傾向が、ここから始まったことがわかります。            

 昭和35年改訂版 高等学校学習指導要領では、理科の目標、化学A 、化学Bの目標に理科が生活や産業に応用されていることを意識させるとでてきますが、化学Aでは目標の1番に生活に関係の深い物質や化学現象についての関心を深めとありますが、内容からは身の回りの物質に関する記述はなくなります。 

 化学Aに比べて化学Bではいっそう身のまわりの物質の扱いが減ったという印象を受けます。

 昭和45年改訂版では 理科の目標に 自然と人間生活との関係を認識させる とあります。

 化学Ⅰ 化学Ⅱの内容の取り扱いで、無機化学工業は各事項の中で触れるように記されていますが、内容としては、身の回りの物質はありません。

 昭和53年改訂版では、「理科Ⅰ」の目標に、「自然と人間生活との関係を認識させる」とあり、人間と自然の項目があります。「化学」においては、目標、内容、内容の取り扱いにおいて、身の回りの物質、生活、産業、にかんしたことは記されていない。

  平成元年改訂では、理科の目標には翁変化はありません。しかし、ここでは、新しく設けられた「化学ⅠA」は、目標、内容からもわかるように、みのまわりの物質や化学反応の応用、科学技術の進歩と人間生活とのかかわり、などが扱われております。

 ここで、昭和45年改訂の特色であった理科教育の現代化について考える必要があると思います。

 この改訂により、教育内容の系統化が進められるとともに、探究の過程が重視されました。そして身の回りの物質の扱いが減っております。(p.14下から2行目) 探究の過程は、生活単元的な内容構成においても、追求することができたのではなかろうか。それが、化学概念中心となったのは、それ以前からわが国において進行していた系統化の流れと、探究の過程を中心とする現代化が融合されたためであったと、考えられる。さらに、工業化社会の進展が、より高度な学力を要求するという、時代背景を受けて、内容の高度化が、概念中心の教育内容となった。

 と同時にアメリカ合衆国のCBAをはじめとする、高度な内容をもつカリキュラムの影響もあったと思われます。 CBAが我が国に紹介されたとき、すでに理論中心で化学物質が少ないことが指摘されていましたが、それにもかかわらず、化学Ⅰ、化学Ⅱでは科学概念中心のものになりました。  

 以上、見てきたように、生活単元理科が否定され系統化進む中で、身の回りの物質の取り扱いはどんどん減っていき、さらに昭和45年の現代化で頂点に達したという、よく知られている考えは、学習指導要領の目標、内容などから見る限り、ほぼその通りだといえる。 しかし、その因果関係が証明された訳ではない。  ここでソルターズ ここで今後の課題として、なぜ身の回りの物質が減少したのかということを考えてみたい。   

   ① 身の回りの物質の取り扱いがどのように減っているのか。

   ② なぜ、減ったのか。

   ③ 教材としてどのように扱えばよいのか。

 身の回りの物質を中心として扱うには、単元学習、問題解決学習が一つの有効な方法であった考えられます。

 しかし、生活単元理科は、学力を下げる、学問の系統性を無視しているなどの理由で批判され、学習指導要領の改訂と共に修正されていきます。 

 しかし、その方法を採用すればかつて批判され、否定されたのと同じ結果が予想されます。したがって、生活単元理科について、その長所、短所、限界を明からにした上で、利用できる方法を採用すべきだと、考えられます。

 また、生活単元理科からの変更は教育内容の系統化という方向で、進められました。それとほぼ同じ頃、アメリカ合衆国をはじめとする海外でのカリキュラム開発が理科教育の現代化  

 一方、海外では、わが国の「化学ⅠA」より早くから、身の回りの物質を重視したカリキュラムが開発されており、 生活単元理科と現在の「化学ⅠA」と似た面があるとしても、これを同一視することは避けねばなりません。

 現在の「化学ⅠA」を考えるとき、この科目が生活単元理科と明らかに異なる性格をもつものだということを理解しなければならないと思います。 生活単元理科は化学の概念をアカデミックな原理と化学の応用の両面をもっていた。しかし、「化学ⅠA」は化学の応用を重視したものです。  

 平成元年の改訂の経緯に述べられているように、それまでの、わが国の理科教育では「基礎、基本の重視という観点から、学問体系として、アカデミックな原理、法則を重視したものだけ」しか用意されてなく、「科学の応用的な側面や人間とのかかわり、環境とのかかわり、日常生活とのかかわり、科学技術の側面といったものが、必ずしも十分には学習できなかった。」また、外国の理科構成科目として、「アカデミックな科目のほかに、科学と技術との関連、人間とのかかわり、自然環境との関連、日常生活の科学といった分野を非常に重視してそのための科目を設置している。そして、すべての生徒に対して、科学技術の進歩に対応し、科学技術の正しい理解と思考力、判断力を育成させるような配慮をしている。」 

 このような文脈にたてば、「理科Ⅰ」という科目は、当初のねらい通りの総合的な科目にならず、海外のカリキュラムを参考にしたいと思いました。

 ソルターズA-レベル化学は、化学の概念と身の回りの物質を同時並行的に学習していくというい このカリキュラムは文脈依存Ontext -based と紹介されています。社会という文脈で化学を学習する。すなわち、アメリカのChemistry in Context と同じような意味での文脈という意味に、さらにストーリーすなわち化学読み物に従って化学の概念を学習するという、そういう意味での文脈依存のカリキュラムです。 身の回りの物質、化学の役割等がただ記述されるだけでなく、併せて化学の概念も学習するというところに、私が今回研究しております「身の回りの物質の取り扱い方」の理想的なモデルを見る気がいたいします。しかし、このカリキュラムは、一人の生徒が、3科目あるいは4科目を選択するA-レベル用のものです。また、一斉学習中心のわが国の授業形態とはあわないものがあります。   

 結論 理科に興味がない生徒でも「化学ⅠA」なら魅力ある内容になると想定されて、設置されているが、「化学ⅠA」「化学Ⅱ」は、理科に十分興味がある生徒が選択するので、化学の概念だけでよいというのが、平成元年改訂の学習指導要領の主旨である。しかし、化学を学習が魅力のないものであれば、学習していくうちに興味を失うのは必然です。「化学ⅠA」で理科に興味のない生徒にも配慮するのであれば、「化学ⅠB」「化学Ⅱ」においても、興味が持続するように配慮しなければないないと思います。 生活単元が否定されたが、身の回りの物質が否定されたわけではない。探究の過程が重視されたが、それに対して、身の回りの物質が不適当であった訳ではない。むしろ、課題学習などでは、よく扱われている。学問の体系にそった学習内容の系統化に対して、身の回りの物質は、主流ではないが、邪魔者ではない。系統的な概念にその応用を付け加えることは可能だったし、今でも可能である。 だから、身の回りの物質が高等学校化学で扱われなくなったのは、   

 ① 生活単元理科が否定されたからでもなく、   

 ② 探究の過程が重視されたからでもなく、   

 ③ 内容の系統化が進められたからでもなく、    

 ④ 教材が精選されたからである。 

 その理由として、身の回りの物質をたくさん登場させると、(それらをある程度理解することが学習の目標となると)   

 ① 覚えることが増える。   

 ② 学習の範囲に境界がなくなる。  

さらには、 

 教科書は学習目標の標準であり、読み物や参考書ではないという役割の徹底     教科書に載っていることは覚えておかなければならない、という考え方外的要因として、教科書に載っていることは入試に出る。対策、入試の範囲外である読み物・コラムが占める割合を増やす。 副読本の利用 教師の言及、理科Ⅰ」から、あるいはもっと遡れば、「基礎理科」にまでもどるが、高等学校の初期の必修で、化学の概念の習得を犠牲にしても、科学の役割を学習する。そして、選択科目で、化学の概念を学習するという、基本的な流れがあることは十分に理解できます。

 そして、それは次期改訂においても引き継がれていると考えられます。

 しかし、それでいいのでしょうか。問題点を考察しました。まず、アカデミックでない方。概念は学習せず、化学の応用を学習する。 

  化学の発展そのものが、複雑なものを単純な原理で解釈してきたのではなかったかということを、思いだしておきたいと思います。すなわち、体系化された化学の概念は 研修会や、教材開発において、身の回りの物質の教材化というのが、必ずありまして、人気のあるものでした。そしてそれは今も続いております。そのとき、必ずといっていいほど、「これにより、理科離れの防止に役立つと思われます」と必ずといっていいほど言われるんです。      

理科教育の現代化 資料


「(1958年の)新学習指導要領では、中学校理科で、物理・化学関係と生物・地学関係を分ける二分野制とする
など、それまでの雑多な教材を大幅に整理し、いわゆる系統学習に移行したが、文部省の理科観は戦前のそれ
と大差ないものであった。つまり、「自然科学の基礎を学ぶのではなく、生活や産業の基礎という立場」(中学校
理科指導書、1959年)を固執しており、したがって、系統とは言っても自然科学の系統性や子どもの認識発達の
すじ道を十分に考慮している訳ではない。」
 有賀克明「第7章 理科教育の変遷 第2節 戦後の理科教育」、高橋景一編『理科教育法』、明治図書、

1984、p.198 

生物学ノート

 遅蒔きながら、生物学について勉強することにする。私の興味はまず、相対論、それから量子論であるが、

最近生物学をもっと勉強しなければ、という思いがだんだんと強くなったのですることにした。
 

長谷川真理子『進化とはなにか』(岩波ジュニア新書)1999

 今までに読んどんな生物の本よりも、よくわかっておもしろかった。このように最先端のスリリングな話題のみを展開するというのが、学問本来のおもしろさであろう。基礎も基本もいらない。必要ならば、自分で勉強したらいいということにして、おもしろいことだけを書くと、このようにおもしろくなるという見本のような本である。
 

立花隆、利根川進『精神と物質』(文芸春秋)1990

 利根川氏が研究者としての体験や科学に対する考え方を述べ、最新の(といっても1990年までの)生命科学の知識がわかりやすく解説されている本です。

 利根川進氏は京都大学理学部で化学を学ばれた方で、生命科学へシフトされたわけである。化学の世界では生化学という分野があって、まるで高校の「生物」の世界で、その中に有機化学よりももっと複雑な機能を持った物質が現れてくるのだから、別に越境でも方向転換でもないのだから特別驚くほどのことはないのだけれど、その思考方法というのは根っ子のところで、変な形でつきまとっていたのではないかと思う。


科学史ノート

ニュートン

 ニュートンの錬金術師の一面はよく論じられているところであるが、自己顕示欲の強い人間だったということについては、小山慶太氏の『肖像画の中の科学者』(文春新書、1999)で述べられている。この本に書かれているように、学問的に業績を上げた人間として、それ相応の地位を身分社会の中で与えられることを望んだとしても当然であろう。
 
 ドルトン

 ドルトンが原子説を発表したのは1803年である。この年を科学史を考える上で基準に取りたい。というのは、これから100年後の1903年がわが長岡半太郎の土星型原子構造論が確立された年であるからだ。すなわち、これ以上原子は分割できないと言われて、たかだか100年でそれに構造があるということが議論されはじめた訳である。トムソンによる原子の発見が1897であるから、ここで原子論が崩れたということになる。
 しかし、それ以前の例えば、1867年のメンデレーエフの周期律は、すでに構造のないとドルトンによって言われている原子に、内部構造があることを十分に予感させるものであるといえるだろう。
 とは言え、ドルトン以降の100年間を原子の世紀ということができる。その後は、言うまでもなく電子の世紀である。 
 

ファラデー

 化学の世界では、ファラデーと言えば、ファラデーの電気分解の法則というのがあって、極めて有名な人である。また、『ローソクの科学』は有名な本で、化学の読書課題としては1番に列挙されるものである。しかし、偉大な化学者かというと、そうでもない。何故ならば、彼は偉大な物理学者なのである。
 数理物理学万能の時代に、いかにファラデーが数式を使わない科学に貢献したかという考え方は貴重である。しかし、その後マックスウェルによって電磁気が数式化された訳であるが、それもファラデーの電磁気学の実験があったからである。

 その業績は化学の世界よりも遥かに広大な業績なのである。
 
 
 メンデレーエフ

 メンデレーエフの肖像がノストラダムスのそれと似ていると小山慶太氏は書いているが、それを読む前に僕自身が、そう思ったから、よほどよく似ているのだ。小山慶太氏の『肖像画の中の科学者』(文春新書、1999)。

 そういえば、メンデーレエフの業績、例の周期律表の原点ともいうべきものを作ったこと自体、「偉大な予言」だったのである。だからあの表情は科学者の表情ではなく、預言者の表情なのである。

 

蘭学

 蘭学が明治以降の西洋科学受容に果たした知識は計り知れなく、その功績は高く評価されているのは、周知の事実であるが、さらにそれを支えたキリシタン科学、すなわち「南蛮学」については、文献も少ないせいか語られることは、少ない。しかし、蘭学が近代科学受容の土台を築いたように、南蛮学が蘭学受容の下地を築いたことも、もっと評価してもいいのではなからろうか。

 蘭学はオランダ語の科学である。オランダ語はドイツ語と英語を混ぜ合わせたようなものであるから、明治以降外国語の主流が英語になるのにも都合が良かった。我が国でも、有数の蘭学塾であった適塾の優等生であったと思われる福沢諭吉が英語教育のパイおになるのも、必然といえば必然であった。また、医学や科学技術を専攻する者が蘭学からドイツ語に転換するのにも好都合であった。

教育実習覚え書き

教育実習覚え書き
 

   基本

      指導案:
           本時のタイトル(テーマ)  
           単元、単元目標、教材観、単元構成
           本時の目標、評価の観点、           

           展開:なぜ、そのように行うのか。
  
           

      出欠:
           まず、自分自身を落ち着かせるために。 
           慣れれば、座席表で行ってもよい。
           挙手させる場合もある。 

      板書:
           タイトルを書く
           左から右へ
           赤いチョーク、青いチョークは見えにくい
           左側にいるときは、身体の右を生徒のほうに、右側にいるときは、身体の左を生徒のほうに。
           1時間終わったとき。ちょうど黒板に全面分が残っている程度がよい。
           書きながら書くのか、書くのをやめて書くのがいいのか。(流儀あり)
           教師が話すときは、生徒のほうを向いて。黒板に話すのではない。 
 
      発問:
           全体に対して発問、指名、さらに同じ問いを発す。 
           回答は、まず同じことをリピートしてから、判定。 

      実験の説明:
           器具を配ってから行うか、配る前に行うか。
 

      演示実験と生徒実験:
           どのような場合に演示実験にするか。
              実験器具が足らないとき。
              薬品がきわめて高価なとき。
              危険なとき。
              時間がないとき。
           演示実験の欠点
              全員の生徒を引きつけるのが難しい。
              見えない。
              狭いところに集中して危ない。        
           演示実験の基本
              前に集まる生徒に配慮。生徒の目より高い位置で薬品を見せない。
              椅子の上に立つ生徒は不安定。
           生徒実験
              教室の机の配置の外回りをして全体を見る。
              実験器具は机と平行に。
              ゴム栓のゆるいのは、爆発時にぬけてよい。
 
 

      安全:

           その場で、すぐに指示。時間終了後にしない。
 
 

      その他:

          ガスバーナー:使用しないときは、黄色い炎に。

           教育実習では10のうち1を教える。

          教育実習の最初の授業で、教員になるかならないかを決める生徒が多い。それほど重要だとい          うこと。 

 水の話

杓を引っ張る話

     
 この世の最も不思議で、最も大切なもの、それは水である。毎日飲んでいる水。毎日、お風呂で身体を洗っている水。多少の違いがあっても、どちらも水と呼ばれるものであることには変わりはない。この水についてしばらく考えてみよう。
 僕の体験から話そう。僕の育った頃にはまだ、各家庭には水瓶と呼ばれるものがあって、手押しポンプで井戸から汲み上げた水がいつも満たされていた。その水瓶から洗面器に移して顔を洗ったり、あるいは鍋に移して調理に使ったりしていた。いや、僕の内では既にモーターで動くポンプもあり、台所のほうでは、蛇口をひねればすぐに出るようになっていたから、調理のほうにはあまり使っていなかった思うがとにかく便利な水瓶だった。その、水瓶から水を移すのには杓が使われた。先端は真鍮で黄金色に輝いていた。柄の部分はというとこれはきれいに丸く削られた木の棒であった。杓といっても色々な大きさのものがある。お寺に置かれているものは小さいが、僕の家にあったのは、水が八百ミリリットル程入るようなものだったから、こどもにとってはやや大きかったと考えてよい。その杓は、いちも水瓶の上に掛けられているか、あるいは水瓶の中に沈んで柄の部分が突き出ていた。こん、柄を引っ張るとき、僕は不思議なことに気付いた。柄を引っ張る力は普通にかけているのに、どうやっても杓の先端が真っすぐについてきてくれないのだ。僕にはこのことがおもしろくてしかたがなかったので何度も試みた。やはり、杓を、水瓶の真ん中にまっすぐ立てて、柄を真上に思い切って引き上げる。するとどうだろうか。杓は上に上がってくるのだが、いつも後のほうへ押しやられる。杓の底のほうと言ってもいい。水はなめらかにかきまわされて、上のほうのものとしたのほうのものがいれかわる。
 必ずしも水瓶と杓を使う必要はない。何でもよい。バケツとシャモジでもよい。水の中から思い切って引き上げるのだ。引き上げる物の形によって物はある方向に寄せられる。


風呂の洗面器
     
 水には色々な性質がある。人は成長の過程でそれを徐々に知っていく。私もさまざまな水との出会いで多くのことを知った。
 たとえば風呂にはいると必ず洗面器を使う。普通は洗面器を浴槽に浸けたりしないが、私がこどもの頃は、風呂の中で何時間もあそぶということは、日常茶飯事であったから、浴槽の中に洗面器を持ち込んで、色々なことをして楽しんだものである。そのひとつは、逆さにした洗面器を水の中から真っすぐに上にあげることである。プラスティックの洗面器でも金物の洗面器でも、水の中を移動させるときには大して力はいらないが、逆さにした洗面器の底が水面の上に出た頃から次第に重くなり、洗面器の淵のところが水面から離れる寸前が最大になる。この力は予想以上に大きいもので、結局力不足で斜めに力をかけて、どこかの端から空気が入って洗面器を水の中から持ちあげることが可能になるのである。
 

毛管現象
 木綿でできた雑巾の中を水が昇っていく速さは、子供にとっては驚きをさそうもののひとつだろう。このことを調べるには、真新しい雑巾ではなくて、使いふるして灰色にん変色した、しかもあまり破れ目の目立たない雑巾が適している。バケツに水を八分目ほど満たし、バケツの縁に雑巾を半分に折ってかける。すると、まもなく中の水を吸った雑巾はその灰色を黒色に変えてあたかも生きもののようにその先端を進めていく。よく見ると、繊維と繊維の隙間が、次第に濡れていくのである。こにょうな現象を毛管現象という。毛管現象は至ところで見られるが、こん雑巾を伝わる水ほど如実に観察されるものはない。吸い取り紙でもろ紙でも同じことであるが、やはり、細い繊維で、その移動速度が大きいものがおもしろいだろう。この原理を利用して、細い細いビニル管を束ねたものを使って低いところにある水を高いところに上げることはできないのか。サイホンとして働かす以外には応用はないのであろうか。

  

発明王エディソンの科学的業績 

1.はじめに

エディソンは生涯に多数の特許を取得した発明王であったが、科学上の業績としてはわずかに、真空管においてフィラメントに電流を流すと電子が飛び出すというエディソン効果1)が記録されるだけである。それはエジソンの方法が科学的で実験を繰り返すものであったにせよ、実際の生活に役立つものを作ることにあったのだから、当然といえば当然のことであったかもしれない。

しかし、考えてみれば、エジソンのようなまさに科学的な仕事をした人が中学校・高等学校の理科教育で語られることがないというのは、おかしなことである。その理由は、技術と科学を別の分野と考え、技術軽視、科学偏重の我が国の理科教育にあるのではないかと思われる。だから、当然のように、科学技術の成果にどっぷりと浸かっている生活を送りながらも、不思議なことに理科離れという現象が起こる。それはまた生存の最も基本である食の生産である農業を軽視してバラ色の未来があると思うのと同根の誤った認識に他ならない。

科学技術を学び、その中に科学教育や技術教育があることを知らなければならない。そして学校で習う科学史は科学技術史であるべきであろう。

そのような風潮の中で、エジソンの業績の中で、高校化学の教材になるものがあるので、本稿ではそれについて述べる。

 

2.エディソンの電球

白熱電球の発明はエディソンの業績のなかでも有名なものである。小学生の頃読んだ伝記では、試行錯誤の末、京都の竹を燃焼して得た竹炭で成功したと書いてあったが、手元の伝記を開いてみても、そのようなことは書いていない。しかし、繊維を燃焼して得た炭素を高真空で用いて成功したようである。

二週間以内に、炭素フィラメント電球の特許を申請したが、そこで「木綿糸でも、うまく炭化し、封じたガラス球に入れ、100万分の1気圧まで排気すれば、100ないし500オームの抵抗をもち、非常な高温で絶対に安定である」と主張した2)。

 

このことについて、大谷杉郎は次のように記している。

 

もっとも古い炭素繊維の特許は、白熱電燈のフィラメント用として、1880年に提出されたT.Edisonらのものである。この繊維は20世紀にはいってまもなくタングステン線に代わり、炭素繊維の研究は中断された。新しい炭素繊維は、航空宇宙用の複合材料として、1950年代後半から研究が開始され、1959年にUCC社かレーヨンを原料とする最初の製品Thornel®が市販された3)。

 

このことから、釣り竿から航空機にまで多くの分野で使われている炭素繊維を最初に作った人としてエディソンのことが語られてよいことがわかる。

 

 

 

 

参考文献

1) 久保亮五他編、『理化学辞典 第4版』、岩波書店、1987、p.136

2) R.W.クラーク著、小林三二訳、『エジソンの生涯』、東京図書、1980、p.115

3) 高分子学会編、『高分子新素材便覧』、丸善、1989、p.455