「バイオミメティクス」による技術革新を想像しよう

新免先生　技術開発に「バイオミメティクス（生物模倣）」を生かそうという取り組みが盛んです。生物のどんな構造・機能が実用化されているのかを調べると、とても興味深く、いろいろな発見がありました。そこで、小学生がどんなバイオミメティクスを発想をするか聞いてみたいと思い、この問題を作りました。
本校では「SDGs（持続可能な開発目標）」に関連づけた活動を始めています。中学入試にもSDGsを取り入れようと、この問題はSDGsの9番目の目標「産業と技術革新の基盤をつくろう」を意識して作問しました。

問1は問2を解答するためのウォーミングアップ

この問題は写真のインパクトに目を引かれました。

新免先生　どの入試問題も受験生が注目するような問題づくりを心がけています。この問題も受験生の興味を引こうと、写真を用いました。
問1は、問2を解くための“予行演習”の位置づけです。リード文で、タカの翼の構造をヒントに、空気抵抗が小さくなるよう飛行機の翼の構造（先端の反り返り）が改良された例を挙げましたが、生物と製品の事例を選ぶのに苦心しました。

すごい生物がたくさんある中で、バイオミメティクスがどういうものか想像しやすいこと、小学生が見てわかるものという観点で、三者三様のジャンルから選びました。製品の選択肢も、既に製品化されているもの、小学生が思い浮かぶものをピックアップしました。

植物は、オナモミのように種を動物の毛に付着させて生育場所を遠くへ広げます。草むらを駆け回った犬の体に、オナモミがくっついているのを見たことがないでしょうか。そうした体験と、多数のトゲがあるオナモミの写真を結びつけて、マジックテープを連想できるのではと思いました。
このように、身近な生物の構造・機能が応用されて私たちの生活に役立っていることに気づいてもらえればと思います。

オナモミ・カワセミ・サメの構造・機能の特徴とは？

新免先生　問1は3つのどれかは正解できており、得点率70～80％は予想通りでした。3つのうち、目立って正解できなかったものはなかったと思います。

松宮先生　オナモミは見ての通りですから、正答率が一番高かったと思います。誤答としては、カワセミやサメを「包丁」と間違えたパターンでしょうか。

新免先生　包丁は引っかけの選択肢です。カワセミのくちばしやサメの歯が鋭いことから、包丁を連想したかもしれません。また、カワセミは水中に飛び込んで魚を捕るため、「水着」を選ぶ可能性もあります。
ちなみに、正解以外の選択肢の「家のかべ」は、汚れにくい外壁材として、カタツムリの殻の表面の凹凸構造を応用したものです。
普段から身近な生物にどれだけ目を向けているか、「観察眼」を試す問題でもあります。

実現性は問わない。小学生の自由な発想に期待

新免先生　問2はいろいろな解答がありました。実現可能かどうかは問わず、想像上の発明でも構いません。「この生物の、この構造・機能がすごい」ということを表現できていればよしとしました。
例えば、「カブトムシ」の「強い角」を「クレーン」に応用するという答えは、受験生の実体験が感じられます。「イヌ」の「鋭い嗅覚」を「わずかな臭いを感知できるセンサー」に応用する、チョウの鱗粉を写しとる標本製作術から、「チョウ」の「鱗粉の独特の色合い」を「フィルム」に応用するというように、知識から発想したと思われる解答もありました。

松宮先生　「フクロウ」の「静かに飛べる風切り羽根」を「新幹線のパンタグラフ」に応用して騒音を減らす答えた受験生は、おそらく鉄道ファンでしょうね。

満点の条件は3つの要素をすべて備えること

新免先生　問2は、ほとんどの受験生が解答してくれました。リード文や問1の事例をヒントに、自分の知識や体験を総動員して初見の問題に取り組んでくれました。
小学生には難しい問題かなと思いましたが、自由に、のびのびと発想してくれて、採点していて楽しかったです。
「葉っぱのザラザラしたところを滑り止めに使う」という解答からは、普段から身の回りのことをよく観察していることがわかります。惜しいのは、具体的な生物名を挙げていないことです。採点しながら「何の葉っぱなの？」と、思わずつぶやいてしましました。

問2は解答の自由度が高い問題ですが、「生物名」「その生物のどの機能・構造を応用するか」「製品例」の3つを押さえることが満点の条件です。3つとも押さえていない解答は部分点に留まります。「イヌ」の「嗅覚」のように生物名と応用する構造・機能はセットで書けおり、何も書いていない無答はありませんでした。
表現が拙くても、こちらが読み取って点数をあげる方向で採点しています。伝えようとしていることが設問の要求に沿ったものであれば、点数をつけました。

「考えを伝えること」を優先し絵を使った説明も可

新免先生　問2は、作問の段階で生物の部位や製品の構造を言葉で説明するのは小学生には難しいという意見がありました。文章で説明できればいいのですが、この問題の場合は「自分の考えを伝えること」を優先して、図解も許容しました。絵をかいて「生物のこの部分を使います」とか、「製品のココに応用しています」と示した受験生が1～2割いました。
解答用紙を見ると、文章化する前に製品のイメージをかいたり、生物の絵がいくつかメモ的にかかれていました。頭の中だけでなく視覚化して考えを整理しようと、試行錯誤したことがうかがえました。
絵を使った解答から、自分の考えを何とか伝えようとする意欲が感じられます。あきらめない粘り強さも入試で試したい力です。