水力発電の実験を通じて発電のしくみを学ぶ授業を、同志社小学校と協働して実施しました。6年生3クラスの児童が参加し、1日目の2月3日に羽根を自由に設計した水車をつくり、2日目の2月5日に学校の横を流れる岩倉川で実際に水車を回して検証実験をしました。ベースとなる水車の土台は、つくるまなぶ京都町家科学館が木材をレーザーカッターで加工して製作しました。

まずは、手回し発電機を使ってプロペラを回し、回転する運動エネルギーが電気エネルギーに変わることを体感しました。その後、みんなの意見をまとめる「リーダー」、川で水車の動きを確かめる「実験者」、羽根の構造を考える「設計士」、工夫した点や実験結果を動画で伝える「カメラマン」と「レポーター」など、チームごとにそれぞれの役割を決めてから、いよいよ水車をつくりはじめました。

効率良く発電するにはどんな羽根をつけるのが良いだろう？ 羽根の枚数やかたち、角度、取り付ける強度など、チーム一丸となってアイディアを出し合い、プラスチックの板をカッターやはさみで切って、手を動かしながら考えていました。

あるチームは、羽根のかたちを工夫して受け止める水の力を大きくできないだろうかと考えていました。羽根にゆるやかなカーブをつけたり、羽根の面積を大きくしたり。なかには箱型の羽根で受け止める水の量を増やそうと考えたチームもありました。

また別のチームは、羽根はあえて軽くコンパクトにして枚数を増やしたり、左右対称に取り付けたりして、まんべんなく水を受けることで安定して回るようにしようと考えていました。

2日目はいよいよ実験です。この日は今シーズン最強の寒波が訪れ、1限目がはじまったときの気温は氷点下。岩倉川の流れの一部には氷が張っていました。それでも、こどもたちは自分たちで設計した水車を大事そうに抱えて、白い息を吐きだしながらも元気いっぱいに岩倉川に向かいました。

こどもたちは、胸元まで身体を覆うゴム長靴を身につけて川のなかへ。無事に回るだろうか、不安と期待が入り交じった表情で水車を川の流れに任せました。工夫を凝らした羽根が雪解けの冷たい水の流れを受けとめ、カラカラと回りはじめ、LEDを光らせた瞬間、こどもたちは水車に注いでいた視線を一気に振り上げて、川べりで見守るチームの仲間に笑顔を向けて、喜びを分かち合っていました。

その後、教室に戻って動画を見返しながら実験結果を振り返り、どんな羽根がよく発電できたかを考察しました。