小学生を対象とした、望遠鏡の工作

中嶋浩一(1)、西畑正夫(2)
(1) 一橋大学大学院社会学研究科, 186-8601 国立市 中 2-1
        (2) NPO法人・全国教育ボランティアの会 理事

[要旨]
 「NPO法人・全国教育ボランティアの会」では、休日の小・中学生を対象とした「自然・社会体験」のためのボランティア活動を行っているが、今回、6月30日にその第1回が行われた。そこで、親子のための体験実習として、望遠鏡の工作を中心とした天文教室を試みた。参加者は小学校低学年が多く、また日曜日の昼間に行われたので、天体の話よりも、望遠鏡を実際に手作りすること、望遠鏡の原理と扱い方、および望遠鏡で見た月や惑星の話、などを中心とした。作成した望遠鏡は非常に簡単なものであったが、参加者の興味を惹き、概して好評であった。このような試みも、天文学に親しみを持つための一つの方法として評価できると考えられる。
1.はじめに
 2001年7月に発足した「NPO法人・全国教育ボランティアの会」(本部事務所:東京都調布市)は、本年度、社会福祉・医療事業団(子育て支援基金)による助成事業として、また文部科学省「子どもと話そう」全国キャンペーンの参加事業として、「自然・社会体験ボランティア養成セミナー」、および「生きいきワクワク体験・親子の集い」なる活動を行っている。この事業の内容は、上記の基金およびキャンペーンの主旨に沿ったボランティア活動を行いつつ、その中でまた、このような活動を主体的に進められる「ボランティアリーダー」を養成して行こう、というものである。本年度は、東京都調布市で6月30日にその第1回が開催され、年度内に全国各地で計6回行われることになっている。
 実際の第1回のセミナーは、次のように行われた。
●午前の部:「ボランティア(リーダー)養成セミナー」
「ボランティアリーダー」とは、「教育ボランティア活動をリーダー的な立場から進められる人」というような意味である。今回は、教育関係者や一般市民からこのような活動をやってみたいという人を募り、ボランティアの理論や実際のノウハウの講習を行った。実際の体験実習としては、寒剤を利用したアイスキャンデー作り、および望遠鏡工作を中心とした天文教室、が企画され、受講者は2班に分かれてアイスキャンデーと望遠鏡工作の要領を実習した。
●午後の部:「生きいきワクワク体験・親子の集い」
 午前の部を受講したボランティアリーダー希望者が、実際の教育ボランティア活動を体験する機会を持つために、小・中学生およびその両親を対象に「自然・社会体験」の「親子の集い」を企画し、一般の参加者を募った。実際の体験実習の内容は、ハイテク紙飛行機の実演と説明、アイスキャンデー作りの実験、望遠鏡の工作、および望遠鏡や天体のお話、であった。参加人数は、小学校低学年の親子を中心に、ボランティアリーダー希望者を含めて285名であった。
●第2回以降も、ほぼこのような要領で行われる予定である。実際、第2回は8月18日に長野県松本市で行われ、魚釣りの実習などを含めた同様の体験実習が行われた。なお「ボランティア養成セミナー」受講者には、会の終了時に『養成セミナー修了証』が発行された。
●天文教室の体験実習については、実施の立案段階においていろいろな方法が検討されたが、実施が休日の昼間であったこと、および実際の参加者の大多数が小学校低学年であったことなどを考慮して、上記のように、望遠鏡工作を中心とするものとした。以下、この試みにあたって検討した経過、実施の状況、および結果の評価、などについて報告する。
2.検討の経過
2−1.望遠鏡について
 小学生程度でも工作ができる市販の望遠鏡セットもあるが、価格は1500〜3000円程度であった。今回は基本的に実費で1000円以内、できれば500円程度の費用で済まされる体験学習を予定していたので、材料をまとめて購入して、自前でキットを製作する方向で検討を開始した。
 まず筒の部分についてであるが、これは、いろいろなサイズの紙筒を注文に応じて製作・納品してくれる業者が神奈川県にあって、あまり時間や費用をかけずに対応可能であることがわかり、まず解決した。実際、限られた検討期間中(約1ヶ月)に何種類かの試作を行うことも可能であった。
 次にレンズであるが、これは教材用として、各種のサイズ・焦点距離のプラスチックレンズが廉価で販売されており、これも対応可能であることがわかった。限られた選択肢ではあったが、市販のものの中から、対物レンズとして 55mmφ、f=340mm のものを、また接眼レンズとしては、ガリレオ式とケプラー式の両方を実習することとして、凹レンズは 18mmφ、f=-95mm、凸レンズとしては 30mmφ、f=44mm のものを選択した。
 最も時間をかけて検討したのが、望遠鏡の構造と製作方法、およびキットとしてどこまで手を加えたものを準備するか、ということであった。以下にその概略をまとめる。
1) 紙管の仕様としては、「内径」の寸法がまず何種類かに決められている一方で、「外径」の寸法はかなり自由に決められる、ということであった。そこで、上記の対物レンズが容易に取り付け可能で、かつ合焦のためにスムースに出し入れが可能な外筒、内筒として、それぞれ、外径59mm 内径55mm、および 外径54.6mm 内径50.8mm のものを発注することとした。
2) 対物レンズは、当初、外筒内部に、直接固定する予定であったが、実際のプラスチックレンズには縁にわずかな突起部があり、これがかなり困難であることがわかった。そこで、対物レンズは外筒の先端にガムテープなどで固定することとし、これを外側から固定するものとして、外径64mm 内径60mm の紙管をフードのように取り付けることとした。
図1.フードとガムテープによる、対物レンズの固定方法
図2.厚紙と押さえリングによる、接眼レンズの固定方法
 これは、キットの準備の手間を著しく増やすこととなったが、ガムテープの弾力によって接着剤を用いずにレンズやフードが固定されるようになり、体験実習時の製作の手間はかえって簡素化されることになった。また出来上がった形状も「望遠鏡らしさ」のあるものとなり、好評であった。
3) 接眼レンズの固定方法についてもいろいろ検討したが、結局最も単純な方法として、内筒の内径と同サイズの厚紙を重ねてレンズを固定し、これをリングと接着剤で内筒に固定することとした(図2参照)。リングは、内筒より一回り小さい紙管(外径50.4mm 内径45mm)を発注し、これを裁断して作成した。
4) 前述のように、ガリレオ式とケプラー式の両方の製作実習を行うこととしたために、外筒、内筒の長さについてもいろいろな検討が必要であった。接眼部のアイレリーフなども考慮して結局、外筒、ガリレオ式内筒、ケプラー式内筒、の長さをそれぞれ、200mm、200mm、295mm、とした。またフードとしての筒は 50mm とした。
5) 以上のほか、ケプラー式の接眼レンズの焦点部に、リングに黒糸を貼り付けて作った「十字線」を入れる構造も企画し、高学年の実習者にも対応できるようにした。(実際には後述のように時間的余裕がなくて実施できなかった。)
6) キットとしてどこまで手を加えたものを提供するかについては、参加者のレベルを小学校低学年と想定して検討し、結局、図3のようなところまで作成した。これは、紙管の裁断とその切り口の整形、接眼レンズを固定する厚紙の切り出しと部分的な接着、およびいくつかの内部リングの装着、などの工程を含む。なお黒い色を塗る部分は、接眼レンズ固定部分など、最小限に留めた。
        図3.望遠鏡組み立てキット、全部品
7) キットは全部で250組製作したが、これは本会(NPO法人・全国教育ボランティアの会)の構成団体の所有する各種木工用工具を用い、同団体のスタッフの手によって行われた。
●2−2.天文教室の解説内容について
 望遠鏡工作を、望遠鏡のしくみの理解と天文テーマへの導入に結びつけるために、短時間ではあるが天文解説の時間を持つこととした。また「親子の集い」という趣旨を意識して、付き添いの親を対象とした話題、資料なども準備した。具体的な内容は、以下のようなものであった。
1) 望遠鏡にはガリレオ式およびケプラー式の2種類のものがあること、またそれぞれどのような性質・特徴があるか、ということ。実際に会場の高層ビルの展望階で、地上の景色を見て体験する。また実際にガリレオが、この程度の望遠鏡によって、多くの重要な天文学的発見を行ったことを説明。
2) ピント合わせの方法や、アイレリーフのこと、また太陽は絶対に見てはいけないこと、などの注意。
3) プロジェクターによる天体映像の投影を利用して、月面や惑星の見え方を説明。(ただし工作した望遠鏡では土星の環などは見えないことは説明した上で、市販の望遠鏡の選び方などを説明する。)
4) 時節柄、夏休みに親子で星空を見上げることを勧め、またそのためのポイント(今年は8月15日が伝統的な七夕であること、8月12日の夜は流れ星が多い可能性があること、など)を説明する。
5) そのほか、夜空の暗いところへ出かけたら、地面に寝ころんだ楽な姿勢で、小さな双眼鏡を手にじっくり星空を観察する、などの、天体の楽しみ方を説明。
3.実施の状況
 実際の体験実習は、上記のように、盛りだくさんの内容と多数の参加人数のため、「十字線」のプランなどは割愛せざるを得なかった。しかし、本会実行委員会による入念な準備と、ボランティアリーダー希望者の熱心な活動により、基本的なスケジュールをすべて無事に完了することができた。以下、特に望遠鏡工作の実施にあたって気のついたことをまとめる。
1) 望遠鏡工作は、用意したキット内容(「十字線」は含まず)で参加者(親子単位)全員が無事作業を完成することができた。
2) 「十字線」の構造については、午後の親子の体験実習においては割愛されたが、午前の養成セミナーにおいては実習することができ、ひとつのアイデアとして公開された。
3) 接着剤としては、通常の木工用ボンドを用いた。当初は、この扱い方でいろいろなトラブルがあるのではないかと懸念されたが、必要な箇所に指先で薄く塗るという方法で特に問題なく接着され、また接着箇所は2〜3分間おさえるだけで固定されて、作業は比較的スムースであった。これらの作業のためにペーパータオルが配布され、活用された。
4) いくつかの内部固定リングは、キットの作成に際しあらかじめボンドで接着しておいたが、これは乾燥すると剥がれやすくなることがわかった。理由は、紙管の外径内径の差が、乾燥ボンドの厚みよりも大きいことによる、と考えられる。対応策としては、接眼レンズ固定部品をあらかじめ2つの固定リングではさむように接着し、これを筒内に改めて接着することが考えられる。
5) 今回の企画の紙管の内径外径寸法で、ピント合わせのための伸縮操作は問題なくスムースに行われた。当初、空気抜きのための穴などを考慮したが、実際には不要であった。
6) 筒の内部を黒い塗料で塗るなどの作業は省略したが、特に障害はなかったようである。むしろ、墨汁などを用いると筒の出し入れがやりにくくなり、また内筒に汚れが付く。
7) 2種類の方式の説明は、実物を手にすることにより、直感的には理解されたようである。ただ、小学生にとっては、低倍率であっても、ピント合わせが容易で正立像のガリレオ式の方がよく見えるというのが、偽らざる感想であったようである。
8) 作成した望遠鏡を用いて、会場内のスクリーンに投影した月や惑星の画像を見てもらったが、望遠鏡を作ったり覗いたりする行為と、天体に興味を持つということの間には、まだかなり大きなギャップがあったように見受けられた。また、会場には高性能・高倍率の市販の望遠鏡をいくつか展示して実際に覗いてもらったが、思ったほどの関心は呼ばなかった。
4.結果の評価と検討
 以上のような実施状況を、頭書の、本会の主旨、「子育て支援」、「子どもと語ろう」、「ワクワク体験」などから判断してどのように評価できるか、以下に検討する。また、天文教育普及活動としてはどのように評価できるであろうか。
 まずなによりも、参加者のアンケートの評価(体験実習の各作業について、ほとんど全員が3段階の最高評価であった)から見て、頭書の主旨は成功裏に達成されたと言ってよいと考えられる。これについて、主催者の準備の努力、ボランティアリーダー希望者の熱心な働きなど、評価すべき項目はいろいろあるが、ここでは今回の「ぐんま天文台教育普及研究会」の主旨に沿って、後者の天文教育普及活動としての評価のみに留めることとする。
 今回の「望遠鏡工作を中心とした天文教室」の試みは、準備段階、実施段階、および参加者のエネルギーのほとんどが「工作」の部分にそそがれており、「天文」の部分の印象は、結果的に非常に希薄であった。しかし今回の試みでも見られたように、実験や工作など、子どもたちが主体的に取り組むことができる活動が、子どもたちを活性化させ、また大きなインパクトを与える、ということは明らかである。この点、夜間の天体観測体験にしても、映像やプラネタリウムを使用した天文のお話にしても、実際に子どもたちが手を動かす機会が少ない「天文教室」は、これまであまり子どもたちにインパクトを与えられなかったのではないだろうか。天文学関係者がイメージするような宇宙に向かった天文教育として、望遠鏡工作は本題からははなはだ道遠いテーマであるかもしれないが、初歩の導入として一定の効果を有するものであると評価できるのではないだろうか。
 もちろん、この作業の成果を、星や宇宙への興味へと繋げてゆく工夫も重要である。今回の「親子の集い」では、この点では不十分であったことは否定できない。星や宇宙を「見る」道具としては、今回の望遠鏡ははなはだ力不足であり、また実際に「星を見る」こともできなかった。
 ここで、天文教材の検討からは話がやや逸れるが、子どもたちの発展のためのもう一つの契機として、「親子あるいは家族との語り合い」ということの効果を論じてみたい。詳しいことは別の機会に検討することとして、ここでは、「きれいな星空を見上げながら親子で語り合う」ことの有効性を指摘したい。ところでこれが意味を持つためには、親がある程度上に立って子どもにいろいろ教えられる、ということが必要であると考えられる。この点、親子で宇宙の不思議な話を聞く、あるいは星を見ながら天文学者の話を聞く、というような場合は、親も子も話を聞く側にまわってしまい、親子の機能が働かなくなってしまうのではないだろうか。このような意味で、まず、子を持つ親を対象に、わかりやすい星の話をする、あるいは親子で星を見るノウハウのようなものを親に知ってもらう、という機会が必要なのではないだろうか。今回の「親子の集い」では、ある程度このことを意識した話題を準備したつもりであるが、時間の制約もあってその意図は達成されなかったように思われる。
 この点、工作や実験などの作業では、親の立場が生かされる機会が多く、この面でも「親子の(語り合いの)集い」という意図はかなり達成されたと考えられる。
 昨今の「ゆとり教育」の議論の中で、このような問題の検討の重要性が今後ますます増大するものと予想される。教育関係者の、筋を見失わない取り組みが重要である。
5.おわりに
 今回の「養成セミナー」および「親子の集い」という貴重な機会を実現するにあたって、後援・支援をいただいた社会福祉・医療事業団、文部科学省、調布市教育委員会の諸機関、また熱心に活動して会の成功に寄与していただいたボランティアリーダー希望者の皆さん、およびアンケートなどによって積極的なレスポンスを返していただいた親子の参加者の皆さんに、最後になりましたが、厚くお礼申し上げます。