TN-SCOPE Science(SS)理数科

京都大学が高大接続・高大連携活動の一環として行う「学びコーディネーター」（京都大学大学院生）を講師に招き、「流体力学」に関する特別講義を実施しました。

理数科1・2年生を対象に、最先端の研究に触れる機会を提供し、課題研究に役立つ知識や技術の習得を目指すことを目的としています。流体力学という普段あまり馴染みのない分野を、「流れ星」や「交通渋滞」といった身近な例を用いてわかりやすく解説してくださいました。

生徒の皆さんからは、最初は難しそうと感じていた流体力学に、次第に好奇心を抱く様子が見られました。授業後、「すべての流体において当てはまる方程式があることに驚愕した」「難しい内容も、図や身近な例を用いて説明してくださり、よく理解できた」といった声が聞かれました。質疑応答の時間には、積極的に質問を行う姿が見られ、活発な議論が展開されました。

生徒の皆さんにとって大学での学びや研究の様子を直接体験してもらう貴重な機会となりました。最先端の研究に触れることで、自分の将来の進路について具体的に考えるきっかけを得て、進路選択にも大きな影響を与えたのではないでしょうかか。

今後もこのような出前授業を通して、生徒たちの探究心を育み、科学への興味関心を深めていきたいと考えています。

9月13日(金)に、理数科1年次生15名が、今年度も阿南市横見小学校の6年生16名を対象に、理科実験教室を実施しました。

今回は、iRobot社のプログラミングロボット「Root」を使用したロボットプログラミング教室を行いました。プログラミング言語「Scratch」を使い、イメージ通りにプログラムを作成し、タブレットでシミュレーションを行いながら、さまざまなミッションをクリアしていきました。高校生がアドバイスをしつつ、実際にコース上で動作を確認しました。

　まず、Rootをコース上で1周させるミッションをクリアしました。次に、マーカーをセットしたRootでホワイトボード上に図形を描くミッションに挑戦しました。各グループで話し合い、円、三角形、四角形など、さまざまな図形を描くプログラムを作成して実行しました。

　最後には、各グループが考えたプログラムを発表し、実際にコース上でRootを動かして図形を描いたり、イルミネーション機能で光らせたりするなど、創意工夫が光るユニークな発表会となりました。

　SSH校として理科好きの生徒達を増やしたいという願いから小学生や中学生を対象として実施しています。今後も、続けていきたいと考えておりますので、気軽にお申し込みください。

令和６年度_理科出前教室BY SSH富岡西高校.jtd

　今年度の大会は、台風10号の影響で徳島大会が中止となりましたが、会場を香川県に移して合同開催されました。

　ロボットアイデア甲子園は、産業用ロボットの見学後、実現可能かどうかではなく、さまざまな機械部品等の新しい使用法のアイデアを競うコンテストです。ユニークで斬新なアイデアが求められます。本校からは、理数科1年生5名が参加しました。

　まず、ロボットシステムインテグレータについての説明があり、最先端の産業用ロボットに関する情報提供が行われました。その後、香川大学創造工学部機械システム工学領域の前山祥一教授より、「香川大のロボットに関する研究紹介」というテーマでご講演いただきました。続いて、実際に販売されている産業用ロボットの実演や、プロトタイプで現在も改良が進められているロボットの紹介があり、ロボット開発者から直接話を聞くことができる貴重な体験となりました。

　ロボット見学後は、自由な発想で60分間、社会貢献やSDGsを踏まえた夢のあるアイデアを提案書にまとめました。

　このイベントに参加したことで、新たな職業分野についての知見を得ることができ、将来の進路選択の一助となりました。貴重な体験を通じて、有意義な時間を過ごすことができました。

　新たな産業の柱として徳島県が推進する「徳島バッテリーバレイ構想」の一環として、蓄電池に関する教育プログラムが導入され、本校がその指定を受けました。まず、7月には蓄電池に関する基礎知識を学ぶ授業（バッテリー教育プログラム：座学編）を受け、今回は大阪府池田市にある産業技術総合研究所（産総研）関西センターで小型電池製造実習を行い、理数科1年次生が参加しました。

　実習は大きく4つの工程に分かれ、乾燥時間や充電時間のロスをなくすため、通常の順序を一部変更して効率的に行われました。初めて扱う器具や装置に戸惑いながらも、各グループにはアシスタントによる丁寧なアドバイスがあり、全員がリチウムイオン電池（パウチ型）の製造に成功しました。意外と簡単に作成でき、電圧も3Vの出力を確認し、LEDを点灯させたり、オルゴールを鳴らしたり、電気自動車の模型を動かしたりすることができました。電池製作後には、振り返りとしてスライドを使い、リチウムイオン電池の構造や仕組みについて理解を深めました。

　今回の実習を通して、普段使用しているスマートフォンの中にも同様の電池が使用されていることを知り、その中に詰め込まれたさまざまな技術について改めて理解を深めることができました。

　本年度より、新たな理数科行事として「探究する力」「創造する力」を育むために実施した『TN−サイエンスツアー』は、理数科１年次生を対象に行いました。世界最高性能の放射光を生み出すことができる大型放射光施設のSpring8（Super Photon ring-8 GeV）及びX線自由電子レーザー施設のSACLA（SPring-8 Angstrom Compact Free Electron Laser）研修と令和6年度SSH生徒研究発表会に見学団として参加しました。 
　Spring8研修では、放射光の発生原理について学び、実際に施設内部の実験スペースを見学させていただき、施設の大きさを体感することができました。生命科学や環境・エネルギー、新材料開発など様々な分野の研究開発に貢献していることから、世界的にもとても重要な施設であることを実感することができました。また、SACLAのX線自由電子レーザーは、これまで実現できなかった原子や分子の瞬間的な動きを観察可能にしたことで、難病の原因解明と薬の創出、地球環境を悪化させる物質の抑制方法の確立など、私たちの生活の向上に大きく役立つ重要な研究施設であることに魅力を感じました。 
　昼食後、神戸国際展示場で開催された全国のSSH校代表者による生徒研究のポスター発表に見学団として参加しました。本校からは、理数科３年次生の化学班が「髪の毛で世界の水質汚染を救う」という研究テーマで発表を行いました。興味のある発表を3つ以上聞くことを目標に、さまざまな分野の課題研究ブースをまわり、質問や意見交換を行い、交流を深めました。 
　今回のツアーは、専門家から直接話を聞くことができたり、研究の様子を見学させていただくことができ、貴重な経験となりました。

　徳島県の「バッテリーバレイ構想」の一環として実施された「バッテリー教育プログラム」は、理数科の1年次生を対象にした学びの場となりました。このプログラムでは、産業技術総合研究所が作成した資料を用いて、バッテリーに関する知識を物理や化学の視点から座学形式で学ぶことができました。

さらに、8月には産業技術総合研究所 関西センターで小型電池の製造実習を行い、実際に探究活動を通じて学びを深める予定です。この実習では、座学で学んだ理論を実践に結びつけることで、バッテリーに対する理解をより深めることができます。

　昨年度と同じ場所（大京原橋中央付近）で、理数科1年次生がSS1フィールドワーク（那賀川水質調査）に取り組みました。今回は、水量が多かったため、昨年度よりも浅い場所での調査になりました。那賀川の調査に関しては、徳島県危機管理環境部環境管理課水質担当者の御指導のもと、安全に行うことができました。パックテスト用に表層の水を採取し、網を使って小魚・エビ・サワガニ等を採集しました。また、川底の石を裏返し、ピンセットで摘んだり、スポイトで水をかけてバットに落として水生生物を採集しました。水質階級を知る手掛かりとなる指標生物であるヒラタカゲロウ等の採集を目標にして調査を行いました。

　水生生物による水質判定方法やパックテストによる水質分析を通して、身近な水環境を理解し、環境保全への関心を高める良い機会となりました。

演題：「課題研究の進め方」

講師：鳴門教育大学　寺島幸生准教授

　理数科2年次生対象に、SS2特別講義を実施しました。2年次生の研究の進行具合に合わせた、相談型の講義形式で実施しました。生徒は、数分程度で研究内容をスライドを用いてプレゼンしました。研究を行っていく上で困っていることを中心に発表し、仮説の立て方、実験による検証の仕方、実験データの取り方などがありました。寺島先生は、生徒との対話を通して研究の進め方について丁寧にご講演していただきました。

今後は、寺島先生からのアドバイスをもとに、6月末の中間報告を目標に研究を進めていきます。

　本年度の四国地区SSH生徒研究発表会は、愛媛県立西条高等学校で開催され、理数科3年次生が参加しました。午前中はポスター発表の準備とリハーサルを行い、開催行事の後、12：30よりポスター発表が始まりました。112テーマの研究をAからDの4グループに分け、発表・質疑応答合わせて15分間を、それぞれ3回ずつ行いました。
　３回のプレゼンテーションを通して、他校の先生方や生徒間で活発な意見交換が行われ、異なる視点や意見を収集することができました。科学的な探究のために必要な資質の向上や課題研究の取組の活性化につながる良い経験をすることができました。7月の最終発表と論文執筆に向け、追加実験等を行い、質の高い研究を目指します。

第1部「太陽系の作り方」

第2部「重力可変装置を利用した課題研究の進め方」
講師　大阪大学大学院　久好圭治 特任研究員

　大阪大学との高大連携事業を2部制で実施しました。第１部（6限）は、1・2年次生を対象に実施しました。惑星科学分野の研究について講義していただきました。太陽系がどのように形成されたのかについて、最新の研究結果を交えてわかりやすく説明していただきました。太陽系の惑星の形成について今まで信じられてきた「京都モデル」の矛盾点について、観測事実に基づき丁寧に解説していただきました。太陽系や生命誕生の謎を解き明かすために、隕石や微惑星の岩石中にある鉱物のもつ情報が必要であることも知ることができました。また、小惑星「りゅうぐう」から見事にサンプルリターンを成功させた「はやぶさ2」の「サンプルホーン」の開発には、久好先生が関わられた科学部の研究手法が利用されているそうです。
第２部（放課後）は、自然科学部と理数科の希望者対象に実施しました。久好先生がこれまでに関わってこられた科学部での研究や学会での発表エピソード、「はやぶさ2」開発にコラボしたこと等について、お話ししていただきました。微小重力を利用した研究が、教室内で簡単に精度良く実験できることを知り、今後の研究のヒントをいただきました。
　久好先生は、午前中は大阪大学大学院の特任研究員であり、午後は高等学校の定時制で物理教師としての生活を２０年以上続けられていました。先生の定時制での科学部の研究活動は、多くの方々と化学反応を起こし、さまざまなメディアにも取り上げられ、その活動が「書籍」(※)になっています。

(※)本校図書館にあります。是非読んでみてください。

「宙(そら)わたる教室」著者：伊与原　新、文藝春秋　「１３歳からのサイエンス」著者：緑　慎也、ポプラ社

徳島大学理工学部の先生方と城南高校が主催となり、今回の研修会が実施されました。理数科1年次生と城北高校や海部高校も参加しました。三好先生がファシリテーターとなり、研修が進められていきました。

　KJ法によるグループワークを行い、課題研究のテーマを決める過程を学びました。まず、模造紙いっぱいに、自由奔放な研究テーマを書いた付箋を貼り、グループ討論により、意味のあるまとまりごとにメモをカテゴライズし、全員一致で架空のテーマを設定しました。そのテーマの何について解明していくのかをKJ法により集約し、最終的に現時点で一番解明したい現象や手法を決定し、研究の方向性について最終発表しました。

　本校生徒だけでなく、他校生のテーマ設定についてのストーリーも共有することができ、協働や共創の場となりました。次回は2月に、今回の手法をもとにSSの時間を使って本テーマを決定し、発表を行う予定です。

演題「あなたを守る免疫の仕組み」

講師　徳島文理大学薬学部　深田俊幸教授

　理数科1年次生が、深田先生による講義を聴講しました。まず、免疫についての仕組みをわかりやすく丁寧に説明していただきました。次に、新興感染症の基礎知識と、エイズの特効薬に関わられた日本人医師についてのお話を聞きました。エイズは不治の病ではないことを初めて知りました。薬学に関する知見を広げることができ、医療人としての倫理観や使命感について深く考えることができました。

　鳴門教育大学大学院の研究員による英語で理科授業を本年度も行いました。昨年度より、普通科2年次理系の生徒にも実施しています。2限目は普通科、4限5限は理数科生徒を対象にオールイングリッシュでの理科実験授業を実施しました。SAGAR Meenal Yashna：フィジー（主授業者）、SHI Weina：中国、LI Ying：中国（補助授業者）各先生による「混合物と分離」を2・5限目に、JAMO Deila：モザンビーク（主授業者）、BANZE Alaudino：モザンビーク（補助授業者）各先生による「食物の分類(含有タンパク質検出)」を2・4限目に実施しました。実験やグループワーク及びディスカッションを行い、事前に配付された単語リストを活用し、コミュニケーション力をフルに発揮して授業に挑みました。

　交流会では、研修員の出身国の紹介を英語でプレゼンしていただいた後、理数科２年次生が課題研究のアブストラクトを1分程度で発表しました。生徒は、科学的な内容を英語で理解するという貴重な体験により、語学を学ぶ意識が高まったようです。

　京都大学が高大接続・高大連携活動の一環として、全国的に展開している学びコーディネーター事業を利用して、理学研究科　物理学・宇宙物理学専攻　博士後期課程の大学院生に「元素の起源」というテーマで出前授業をしていただきました。

　宇宙に存在する元素が、どのように合成されてきたかについて、1．ビッグバンによる合成過程、2．恒星の内部での合成過程、3．鉄よりも重い元素の合成過程について、図や動画をもとにわかりやすく説明していただきました。現在研究中の超新星爆発による元素合成の過程についての説明や、世界初の観測に成功したお話などは、生徒の興味・関心が最も高いものでした。
　今回の授業を受け、「元素の起源」を研究することは、生命の起源の完全な理解につながることがわかり、宇宙・惑星科学分野における研究の魅力や醍醐味を感じることができました。

　理数科2年次生11名が、阿南市横見小学校の6年生13名を対象に理科実験教室を実施しました。まず初めに、液体窒素によるサイエンスショーを行いました。

　膨らませた風船やテニスボール、生花を次々に液体窒素の中に浸していき、取り出した後の様子や、現象を観察しました。膨らませた風船を液体窒素の中に浸すと、超低温のため急激に縮み、外に取り出すと、もとの大きさに戻る現象のしくみについて理解した後、十分に冷却されたソフトテニスボールを床に落下させ、ゴムの性質が無くなり、粉々に砕け散る様子から超低温現象を実感してもらいました。最後に、生花を超低温にして、手で握るとパリパリと音を立てて粉々になってしまう現象を実際に小学生にも体験してもらいました。

　次に、空気の流れの不思議と題して、流体力学に関する実験を行い、飛行機が飛ぶ理由について考察しました。学んだ知識を応用し、空飛ぶコマの作成を行いました。出来上がったコマを、高く飛び上がらせるコツを教えてもらいながら、全員が見事に飛ばすことができました。

　SSH校として理科好きの生徒達を増やしたいという願いから小学生や中学生を対象として実施しています。今後も、続けていきたいと考えておりますので、気軽にお申し込みください。

理科出前教室BY SSH富岡西高校.jtd

演題：「省エネに貢献する　日亜化学の磁性材料」
講師：日亜化学工業株式会社　第三部門　磁性材料製造部　冨本　高弘先生

　理数科１・２年次生を対象とした講演を実施しました。冨本先生は、「省エネに貢献する　日亜化学の磁性材料」と題して、①会社紹介、②近代永久磁石の開発の歴史と磁力発生のメカニズム、③日亜磁性の製法の独自性、④今後の磁性材料事業の展望について、順を追って話をしてくださいました。
　初めに、日亜化学工業の会社紹介があり、自社で製造・開発中の希土類を原料とした磁性体についてわかりやすく説明をしていただきました。特に強力な磁石の開発には、磁性材料の生成技術が欠かせないことなど、専門的な知識について多くのことを学びました。最後に研究者として、将来の進路選択等に生かせる貴重なアドバイスをいただきました。

　本日、理数科1年次生によるフィールドワークを実施しました。那賀川の水質調査・水生生物調査と学校周辺の露頭における自然放射線の測定を行いました。那賀川の調査に関しては、徳島県危機管理環境部環境管理課水質担当者の御指導のもと、安全に行うことができました。水生生物による水質判定方法やパックテストによる水質分析を通して、身近な自然に接することにより、環境問題への関心を高める良い機会となりました。自然放射線の測定においては、測定精度の高い装置を用いて、様々な場所やサンプルの放射線（ガンマ線）量を知ることができました。どのような場所が数値が高く（又は低く）なるのかを考えながら、グループで協力して測定を繰り返しました。教室では、ユークセン石等の放射能鉱物標本の測定を行い、自然放射線（バックグラウンド：B.G.）を差し引いた値が、正味の値として得られることを学びました。

　今回のフィールドワークは、地域資源を有効活用し、科学的思考力を伸長し課題を発見する力を育むための良い経験となりました。

演題：「よい課題研究はよいテーマ＆問い＆仮説から」
　　　　－課題設定のコツとヒント－
講師：鳴門教育大学　准教授　寺島幸生 先生

講義内容：理数科2年次生を対象とした特別講義を実施しました。「テーマ」、「リサーチクエスチョン(問い)」、「仮説」の3点セットをしっかりと設定することで、誰もが見聞きしたことのある身近な現象でも、よい研究となり、新しい成果になることがわかりました。また、テーマ探しのヒントを先生の経験をもとに具体的に説明してくださいました。

生徒の感想：今回の講義を受講し、「よい研究には結果が予想しやすいものが多いということがとても意外でした。」「身近なところから研究テーマを見つける方法が分かってよかった。」「仮説を立てる大切さを改めて理解しました。同時に、私たちの仮説も見直してみようと思いました。」などの前向きな感想が多くありました。自分たちの課題研究が、よりよい研究となり新しい成果になるような研究を目標に頑張ります。

　本年度の四国地区SSH指定校（10校）による生徒研究発表会は、高知県立高知小津高等学校で開催され、対面形式によるポスター発表に理数科3年次生が参加しました。午前中はリハーサルを行い、午後12：15から開催行事が行われ、12：30よりポスター発表が始まりました。104テーマの生徒研究をAからDの4グループに分け、各グループが、発表・質疑応答合わせて15分間を、それぞれ3回ずつ行いました。
　発表を通して、科学的なコミュニケーションが活発に行われました。また、聴衆に対して短時間で要点を分かりやすく伝える能力を磨くことができました。今後の研究に参考になる貴重なアドバイス等をいただくことができ、有意義な時間を過ごすことができました。7月の最終発表に向けて、さらに実験データを収集し、研究を深化させていきたいと思います。

「課題研究や科学部研究のテーマ設定及び研究の進め方に対する指導・助言」

場所　：各高等学校（城南高校よりZoomでオンライン配信）

参加者：理数科1年次生

指導者：徳島大学理工学部理

　　　　　三好　德和　先生（化学）　　　石田　啓祐　先生（地球科学）

　　　　　小山　晋之　先生（物理学）　　久田　旭彦　先生（物理学）

　　　　　渡部　稔　　先生（生物学）　　片山　真一　先生（数学）　

　　　　　大渕　朗　　先生（数学）　　　上野　雅晴　先生（化学）

第2回内容：各グループで課題研究予定内容を発表し、質疑応答を行い、研究内容や研究の進め方に対する指導助言

　第１回と同様にオンライン開催となりました。富岡西高校・城南高校・徳島市立高校・城北高校の徳島県理数科４校の生徒と徳島大学等がオンラインでつながり実施されました。まず、各会場でブースＡからブースＦの６ブースにグループが別れ、順に各グループの発表を行いました。各グループ発表後に質疑応答を行い、研究内容や研究の進め方に対して、それぞれのブース担当の先生から指導助言を頂きました。
　本校生にとっては、他校の生徒との科学的意見交換を通して、これからの研究内容等の手法や方向性について考える貴重な場となりました。
　このような貴重な機会を与えてくださった徳島大学理工学部の皆様、そして今回の参加でご支援くださった徳島県教育委員会・城南高校SSH事務局の皆様に、この場を借りてお礼申し上げます。