防災教育・地学教育に関わる地震波の伝搬を可視化する教材と授業プログラムの作成

東日本大震災を受け, 特に地震に備えての防災教育が重要視されている. 高校では地学の履修率が低く, 生徒の多くは地震についての正しい知識を持たないまま, 中等教育を終えることが多い. 情報化社会の今, あふれる情報の中から, 防災についての正しい情報を自分で判断するためにも, また, 東日本大震災の教訓を風化させないためにも, 地震について正しく理解する防災教材を作成する必要があった.地震は極めて身近な現象であるが, その実態である波としての性質は可視化が困難で, 生徒たちがイメージを持つことが難しい領域である. これまでも, 地震波を可視化する教材は様々作成されてきたが, 本研究では以下の2つの教材の作製と, 教材を用いた授業プログラムを用い, 地震波の性質をもとに, 緊急地震速報の原理や地震の被害を抑える工夫について考える授業を所属校で実践した.(1)地震波可視化装置 ; ワイヤーに吊るした錘をバネで連結し, 末端に取り付けたセンサーの動きにより, 波の振動方向を観察するもの. また, センサーの振動方向をもとに, 震源を同時に出発した地震波でも, P波がS波より速く到達する様子が観察できる. また, S波がP波よりゆれが大きいこと(地震被害はS波により生じること), バネ定数の異なる装置で比較することで, 硬い地盤ほどゆれが少なく, 地震波速度が速いことが観察できる.(2)地震波速度測定装置 ; 4チャンネルデジタルオシロスコープを用い, アンプで増幅した, クリスタルイヤホンを用いたセンサーが拾った地震波を, PCディスプレイ上に走時曲線として提示するもの. 机上の岩石や木材を伝搬する地震波のP-S時間が, 震源からの距離に比例して長くなることを観察できる. また, オシロスコープの測定機能を用い, 媒質中を伝搬する地震波速度も測定できる.以上2つの装置を用い, 以下の点の理解に有効な地震防災に関する授業プログラムを作成することができた.(1)地震波は震源から同時に伝搬を始めるが, 伝搬速度の差によりP-S時間が生じること(2)地震被害の大きくなる地域と, そうでない地域の条侮について考察する.(3)緊急地震速報の原理と, 地震動から身を守るための方策について考察する.※実績は, 地学教育学会誌に26年秋までに投稿予定であり, 現在執筆中である.

東日本大震災を受け, 特に地震に備えての防災教育が重要視されている. 高校では地学の履修率が低く, 生徒の多くは地震についての正しい知識を持たないまま, 中等教育を終えることが多い. 情報化社会の今, あふれる情報の中から, 防災についての正しい情報を自分で判断するためにも, また, 東日本大震災の教訓を風化させないためにも, 地震について正しく理解する防災教材を作成する必要があった.地震は極めて身近な現象であるが, その実態である波としての性質は可視化が困難で, 生徒たちがイメージを持つことが難しい領域である. これまでも, 地震波を可視化する教材は様々作成されてきたが, 本研究では以下の2つの教材の作製と, 教材を用いた授業プログラムを用い, 地震波の性質をもとに, 緊急地震速報の原理や地震の被害を抑える工夫について考える授業を所属校で実践した.(1)地震波可視化装置 ; ワイヤーに吊るした錘をバネで連結し, 末端に取り付けたセンサーの動きにより, 波の振動方向を観察するもの. また, センサーの振動方向をもとに, 震源を同時に出発した地震波でも, P波がS波より速く到達する様子が観察できる. また, S波がP波よりゆれが大きいこと(地震被害はS波により生じること), バネ定数の異なる装置で比較することで, 硬い地盤ほどゆれが少なく, 地震波速度が速いことが観察できる.(2)地震波速度測定装置 ; 4チャンネルデジタルオシロスコープを用い, アンプで増幅した, クリスタルイヤホンを用いたセンサーが拾った地震波を, PCディスプレイ上に走時曲線として提示するもの. 机上の岩石や木材を伝搬する地震波のP-S時間が, 震源からの距離に比例して長くなることを観察できる. また, オシロスコープの測定機能を用い, 媒質中を伝搬する地震波速度も測定できる.以上2つの装置を用い, 以下の点の理解に有効な地震防災に関する授業プログラムを作成することができた.(1)地震波は震源から同時に伝搬を始めるが, 伝搬速度の差によりP-S時間が生じること(2)地震被害の大きくなる地域と, そうでない地域の条侮について考察する.(3)緊急地震速報の原理と, 地震動から身を守るための方策について考察する.※実績は, 地学教育学会誌に26年秋までに投稿予定であり, 現在執筆中である.