網膜における視細胞の分布と性質および像の結ぶ網膜上の位置 錐体細胞　 ： 　黄斑付近に密集し、明るい光の条件下で色彩の識別可能 桿体細胞 　： 　視角30度付近の黄斑周辺域に密集し、弱光に敏感 実験�T　錐体細胞の分布と働きを確認する実験 教材・教具の製作方法 　赤・青・緑など３〜4色で、３〜4つの図形の教具を厚紙などで適宜作成する。 指導方法 　 生徒から２〜３人の被験者を決め、教室の後方中央に立たせ、片目を軽く押さえさせて実験に参加させる。その他の生徒も自分の座席実験に参加させる。 黒板の中央に何か目印になるものを描き、実験終了時まで常にそこを片目で注視するように指示する。 黒板の目印のすぐそばに教具のいずれかを提示し、色・形を答えさせる。次第に、被験者を中心にした同心円上に移動しながら教具を示し、色・形を答えさせる。被験者が答えられない場合、教具をちらちらと若干動かして、被験者の視野に入り見えているかどうかを確認する。 被験者の答えにより、提示する教具が黒板の目印から離れるにつれ、色も形もはっきりととらえられなくなることがわかる。これは私たちが物を見る時、無意識のうちに対象物の像を黄班に結ぶよう眼球運動を行って対象物をとらえていることや、色を識別できる錐体細胞は黄班に集中していため、黄班上に結ばれた像は形も色彩もはっきりわかるが、黄班を外れた網膜上に結ばれた像は、存在はわかっても形や色彩までしっかりわかっているわけではないことが理解できる。 �U　錐体及び桿体細胞の性質や分布を確認する実験 教材・教具の製作方法 アルミ缶の上ブタを取り除き、缶の側面にキリで直径5ミリ程度の穴を2〜3センチ間隔で適宜あける。 アルミ缶の側面にアルミホイルを巻きつけてセロテープなどで固定し、あらかじめキリで缶にあけておいた穴の位置に、針の先端を使って微小な穴をあける。この穴ははごく小さくすることに留意し、数 個に１個はやや大きめの穴にするとよい。 豆電球の光源（安いミニライトでもよい）をアルミ缶に入れ、光が漏れないよう円形に切ったアルミホイルで密着させて開口部をふさぐ。 指導方法 　 暗室など完全に真っ暗になる場所（注）で、この教具を適当な台に置き、生徒を周辺に立たせる。 暗室など完全に真っ暗になる場所（注）で、この教具を適当な台に置き、生徒を周辺に立たせる。 教具から僅かに漏れる星のような光の点を、確実に確認できる位置まで生徒を一旦近づけさせ、次に強い光の点はわずかに見えるが弱い光の点はほとんど見えなくなるような位置まで後退するよう指示す る。 教具に向けた視線をさまざまに動かすように指示し、注視すると見えない光の点が視線をずらすと視野にぼんやり見えることや弱かった光の点が明るさを増すこと、逆に見えたはずの弱い光の点を注視す ると見えなくなることを確認させる。 ほとんど見えない程度の微弱な光の点は、黄班の周辺部で像を結ぶような視野の位置にあると、弱光に敏感な桿体細胞の働きによりその存在を容易にとらえられるが、注視して黄班上に像を結んでいる場 合には、黄班に集中している錐体細胞が弱光では働かないため認識できないことが実体験できて、その理解が深まる。 注：微弱光を見る実験であるため、僅かな光でも漏れる部屋では条件が悪いため、理想的には完璧な暗室が好ましい。完全に遮光できない場合、ポスターなどの紙を筒状にして教具を覗くように見ること で、余計な光を視界から遮断できる。 �V　立体視（遠近感）に関する実験 　立体視（遠近感）は、左右の眼球がそれぞれとらえる視野における像のずれを大脳が瞬時に解析することにより可能となっている。簡単な確認の実験やプリント教材により立体視（遠近感）の理解を図る。 指導方法 　 鉛筆または自分のひとさし指を、自分の視野の前方に位置させる。 右→左→右　と交互に片目を閉じて自分の指と背景の何かとの位置関係を確認させ、右の目、左の目それぞれがとらえた視野が違うことを確認させる。 指（またはエンピツ）と遠方の背景との位置関係を左右それぞれの視野で確認させる。右目と左目で得られる画像のずれにより、遠近感を感じる。 近いものほど、左右の目がとらえる画像のずれが大きい。 遠いものほど、ずれは小さくなる。 フリーソフトのRasMolを使い得られる、メインテーマの「視覚」に関連のある「ロドプシン」「クリスタリン」などのたんぱく質のステレオ画像やその他の３Ｄ画像を見させて、立体感・遠近 感が生じる仕組みを理解させる。 視覚関連たんぱく質分子のステレオ画像 注：「インターネットとフリーの３Ｄソフトの利用」 http://homepage3.nifty.com/keikoszk/3d/ ３Ｄ画　　繰り返し模様の中に、「子馬の絵」と「心」が浮き出て見える。 �W　その他の関連事項 　動物は餌を求めてあるいは捕食者から逃げるために、文字通り「動く生物」として進化してきた。中でも「動物」が外界からの情報の受容のために発達させた「感覚」は、それぞれの生きる戦 略との関係で実に巧妙に発達している。 　視覚に関しては、捕食者・被食者といった生態系おけるその生物の立場により、顔面における眼球の位置・つき方が異なり、視野の広がりが違うことや立体感の感じ方が違うことの理解を図る。 　進化の方向は動物の種類によって実に様々だが、ヒトを含めたサルの仲間は果実食と樹上生活に適応するため色覚や立体視が可能になる視覚の仕組みを発達させたことの理解を図る。 �@　捕食者・被食者の眼球の位置の関係 眼球の位置関係と生態系での立場・・捕食者か被食者かで、両眼のつき方がちがう。 被食者は、視野は広いが遠近感には乏しい。捕食者は、遠近感はあるが、視野が狭い。 �A　ヒトや猿の仲間の視覚について 動物の感覚 動物の種類により　 ⇒　感覚器は様々 動物の生き方の戦略　⇒　必要な感覚の発達 サルの仲間 果実食　　　　 ⇒　色覚が発達 樹上生活　　　⇒　遠近感が不可欠 �B　色覚異常について 関連事項として「３タイプの錐体細胞の働き」について解説し、色覚異常について「遺伝のしくみ」での取り扱いとは別の角度から、色の見え方について正しい理解を促すようにしている。 おわりに 　夜空の星を眺めた時に見られる現象は、多くの人に不思議な現象として受け止められているが、どうしてそうなるのかは意外に理解されていない。自然環境に恵まれない都会に住む生徒たちには、そのよ うな体験が乏しく、授業で「夜空の星を見たら思い出して！」と話すだけではすぐに忘れられてしまうので、擬似体験できればとこの方法を思いついた。 �T・�U・�Vの実験を、生徒は驚きの声をあげ楽しんでいる。 　特に�Uでは、「すごい！」「アッ、本当だ！」という声が聞かれ、驚きをもって受け止められている。 �Tでは、前方の座席に座っている生徒が、「もうわからなくなった！」と早い時期に形や色が判別できなくなったことを不安げに訴えることがある。これは、後方と前方では対象物の視野における角度が 大きく違い、前方にいる人ほど同じ対象物が黄班から離れた網膜上に像を結んでいるため、早い時期に認識できなくなるのであるが、このような生徒の発言がさらに理解を深める好適な材料になる。 　�Vの実験では、簡単な実験で立体視の理解は可能だが、３Ｄ画の立体視ができず周囲の反応から取り残されてしまう生徒も出てしまう。しかし、これらの内容は生徒にとって退屈することなく取り組めるので、休 みボケで調子の出ない夏休み明けの授業で実施している。