中学理科夏季補講2〜平潟湾〜

本日は夏休みの8月25日(金)に行った中学理科補講2についてお伝えいたします。
前回の中学理科補講1(人工イクラ)についてはこちらをご覧ください。

夏休みの補講の一つとして、中学理科の授業では扱わないようなフィールドワークを行いました。
本校の近くには平潟湾があります。
潮が引くと干潟があらわれ、多くの海洋生物などを見ることができます。
高校の生物選択者は授業の一環として、毎年干潟に行き様々な生物を観察しています。
中学理科の授業では今回のようなフィールドワークは行っていないので、参加した生徒にとっては新鮮だったのではないでしょうか。

着替えをして、熱中症対策のための帽子と水分を持って干潟に行きました。
生物部の部員が色々サポートしてくれました。
生物部は、平潟湾の生物調査のため日頃より干潟に降りたりしているようです。
経験者がサポートしてくれたので、非常に心強かったです。


いざ干潟に降り立ってみると、多くの生物を見ることができました。
多くの生徒が夢中になって活動していました。


今回の理科補講を通して、生き物に対する興味・関心が増し、高校での科目選択の一助になることを願っています。


中学理科夏季補講1〜人工イクラ〜

本日は夏休みの7月26日(金)に行った中学理科実験補講1についてお伝えいたします。

夏休みの補講の一つとして、中学理科の授業では扱わないような実験を行いました。
今回のテーマは「人工イクラ」です。
「つかめる水」として取り上げられているものと同じものです。
ただ人工イクラを作るのではなく、固まるために必要な物質を10種類用意した水溶液の中から見つけ出すという実験にしました。


実験終了後には、それぞれの班にタブレットを渡し、調べ学習を行いました。
今回の化学反応について一生懸命調べ、話し合っていました。


今回の補講は、中学3学年全てを対象にしたものでした。
そのため、1年生や2年生にとっては「イオン」は習っていません。
聞いたこともない物質もあったと思います。
それでも同じ班の生徒と話し合いながら実験を進めていました。

多くの物質から共通の性質を見つけ、その規則性を見つけることは、理科の実験を進める方法の一つです。今回の理科補講を通して、さらに理科に興味をもち2学期からの授業・実験に生かしてもらいたいです。


6年生物選択者課題研究発表会

7月12日(水)6時限目から放課後の時間を利用して、6年生生物選択者による「課題研究発表会」を行いました。

この行事は、生物分野の学習の総決算として、毎年この時期に行われるもので、今年は17組35名の生徒が発表を行いました。聴衆は来年発表者となる5年生の生物選択者と理科教員の他、他の6年生の生徒や教員も参加してくれました。



研究内容の例をいくつか挙げると、
「ウズラの発生と孵化」
「最終収量一定の法則は成り立つのか?」
「洗剤に含まれる酵素の失活について」
「外液の濃度によるプラナリアの再生への影響」
「卵を用いた人工透析に関わる実験」
などです。

生徒はそれぞれ興味を持つ分野から自分の研究内容を決め、その研究成果をまとめて発表しました。早い者では半年くらい前から実験に取り掛かり、何度も試行錯誤を繰り返して、また時には研究テーマを一から見直して、一定の結論にたどり着いています。また最近では、期末試験や受験勉強の合間を縫って、発表会に向けた原稿の準備に勤しむ姿が見られました。

ここ数年感じることですが、生徒達のPCを用いた発表技術の進歩には目を見張るものがあります。今年の生徒達も、PC原稿を含めた発表の出来栄えでは過去最高だったと思われます。

一方で、理科の学習内容の増加、学校の授業時間数の増加、情報の多様化と厖大化などのため、生徒自身が実際に生き物に向かい、実験や観察をする機会や時間をなかなか確保できていない現状も否めません。

今回の研究と発表が、大学進学後の研究や論文発表に生かされることを願いつつ、四半世紀を迎えた本校の「生物選択者課題研究発表会」が、次年度も生徒たちにとってより良き経験となるよう、私たちも知恵を絞っていきたいと考えています。


2017年度 1、2年生対象大学理科講座「身の回りの摩擦を科学してみよう」

本日は6月17日(土)に行われた1、2年生対象大学連携理科講座の1つ『身の回りの摩擦を科学してみよう』についてご紹介いたします。もう一つの講座『高分子を作ってみよう!』についてはこちらをご覧ください。また、5月に実施した大学理科講座はこちら(講座講座)をご覧ください。

今回担当してくださったのは、関東学院大学理工学部理工学科機械学系の宮永宜典先生です。機械の摩擦や磨耗などを専門とされ、ターボ機械や人工心臓、情報機器など回転機械の摩擦や振動を制御することを研究されています。

初めに身の回りの摩擦についての講義がありました。様々な場面・物質の中に摩擦は存在しており、知らないうちに摩擦の影響を大きく受けていることを知りました。


その後、今回の実験の内容の説明がありました。実験内容は板の上に乗せた直方体の物体に重りをつなげ、どれくらいの重りで物質は動き始めるのかを測定・観察します。板の上に乗せる面の大きさや材質を変えたり、物体の上に重さを乗せたりしたときに摩擦はどのように変化するのかを測定しました。最後に測定した結果をグラフにし、その規則性を学びました。
実験中は宮永先生はじめ、大学生や大学院生の方々が丁寧に教えてくださいました。


今回の講座で身近に理科があることを感じ、興味・関心をもって意欲的に学習してくれることを願っています。


2017年度 1、2年生対象大学理科講座 「高分子を作ってみよう!」

本日は6月17日(土)に行われた1、2年生対象大学連携理科講座の1つ『高分子を作ってみよう!−奇跡の繊維・ナイロンの合成−』についてご紹介いたします。

今回担当してくださったのは、関東学院大学理工学部理工学科化学学系の香西博明先生です。ゴム、プラスチック、繊維などの高分子材料が専門の香西先生は、熱や光、微生物により分解されやすい、環境に優しい高分子材料の合成の研究をされています。また、多くの機能を有する先端複合材料の合成についても研究されています。

初めに高分子材料についての簡単な説明がありました。その後、学生の方々が実験手順を実際に行って見せてくれました。内容は非常に簡単で、用意していただいた二つの液体の片方に薬品を溶かし、その後混ぜ合わせるだけです。それだけの操作でしたが、目の前で起こる不思議な現象に参加した生徒はみな興味を示していました。


手順の説明が終わったらグループに分かれて、白衣と保護めがねを着用して実験を行いました。最初は上手くいかない生徒もいましたが、二回目ともなると上手に生成したナイロンを巻き上げていました。みな時間を忘れて楽しそうに実験を行っていました。


身の回りにある「ナイロン」という繊維を実際に作ってみたことで、化学や高分子材料に興味を持った生徒もいたと思います。今回の実験が将来の何かの役に立つことを願っています。


2017年度 1、2年生対象大学理科講座 「スクラッチを用いたゲームプログラミング」



本校では関東学院大学理工学部および建築・環境学部と連携し「大学連携提供講座」
を実施しています。本ブログでは、連携講座の1つである「スクラッチを用いたゲ
ームプログラミング」についてご紹介させて頂きます。

担当してくださったのは、関東学院大学理工学部理工学科情報学系 永長知孝先生
です。無線などの通信によるネットワーク構築が専門の先生は、人や荷物の移動を
快適に行うための高度交通システムや、道路上の車輌間通信やナビゲーション情報
など安全を高めるための通信ネットワーク構築方式に関する研究を行ってらっしゃ
います。

講座では「スクラッチ」というビジュアルプログラミング言語を使って、オリジナ
ルのゲームを制作しました。内容は、画面上のネコに様々な動きのプログラムを入
力していき思い通りに動かすことでした。「止まっているネコを動かす」「画面端
に当たったら跳ね返る」「ネズミを追加する」「ネズミがマウスポインターを追い
かける」「ネコとネズミが当たったら吹き出しや鳴き声を出す」「ネコがネズミに
追いついたらポイントが加点されていく」などの動きを少しずつ追加していき、最
終的に教えられたことをもとによりゲームっぽくしていきました。みな真剣にゲー
ムを制作しており、思い通りに動いたことに喜んでいました。



永長先生の他に4名の助手の学生の方が、丁寧に教えて下さり生徒たちも積極的に
質問をしていました。プログラミングが上手にできた時は生徒と共に喜んでくださ
る学生の方のおかげもあり、講座は終始良い雰囲気に包まれていました。

講座の時間はあっという間に過ぎ、生徒たちからはもう少しプログラミングをした
い様子が伺えました。そんな生徒たちに永長先生からプログラミングの続きができ
るようアドレスを教えて頂き講座は終了となりました。

今回の講座では中学1、2年生にも分かりやすいゲームを用いて下さり、楽しみな
がら学ぶことができました。今回のような経験がきっかけとなり、様々なことに興
味をもち積極的に参加する生徒が増えていくことを祈るばかりです。


2017年度 1、2年生対象大学理科講座「リニアモーターを動かそう」

本日は5月20日(土)に行われた1年生・2年生対象大学連携理科講座の1つ『リニアモーターを動かそう』についてご紹介いたします。

今回担当してくださったのは、関東学院大学理工学部理工学科電気学系の島田和宏先生です。電子物性や計算物性工学が専門の島田先生は、金属や半導体、絶縁体などの物質の物理的性質やLEDの材料として注目されている物質の様々な性質を、コンピュータを用いた計算によって解明する研究をされています。

初めに「電気回路と電流」「磁石の性質」「フレミングの左手の法則」の講義がありました。1、2年生の生徒たちは理科の授業では学習していませんが、真剣に先生の話を聞いていました。2年生にとっては2学期以降、理科の授業で扱う分野です。


講義の後に、フレミングの左手の法則に関する実験を行いました。
机の上には電源装置と一列に磁石が並べてある台と金属のレールと金属棒が用意されおり、金属棒をレールの上に乗せ通電すると金属棒が動きました。結果とフレミングの左手の法則から、磁石の向きを考えました。突然動く、金属棒に生徒は驚いていました。

次に物体にはたらく力と運動の関係を調べる実験をしました。
前の実験の続きで、今度は金属棒が動く距離と時間を測定し、そのから関係性を見いだす実験です。ストップウォッチやスイッチなど、同じ班の生徒と役割分担をして行いました。上手く動かないときなどは、お手伝いをしてくださった大学の先生や学部生が丁寧に教えてくださいました。


最後におまけとして手回し発電機を用いた実験を行いました。
ハンドルを回すと明かりが点きましたが、白熱電球とLEDではハンドルの重さが変わることに生徒は驚いていました。また、発電した電気を点数化するソフトに繋げており、生徒たちは高得点を目指して頑張っていました。同時に発電することの難しさを知ることができたと思います。


リニアモーターの原理は、遊園地の乗り物など身の回りの様々なところで応用、利用されています。
今回の講座を通して、それらに興味をもち自ら学んでいってもらいたいと思います。


1年生・2年生対象大学理科講座『膜を用いた水の浄化』

本日は10月1日(土)に行われた1、2年生対象大学連携理科講座の1つ『膜を用いた水の浄化』についてご紹介いたします。もう一つの講座『リニアモーターを動かそう』の様子はこちらをご覧ください。また、6月、9月に実施された講座の様子はこちら(小型コンピュータ光触媒摩擦放射線)をご覧ください。

今回担当してくださったのは、関東学院大学理工学部理工学科生命学系の鎌田素之先生です。
現在、人間生活の中で様々な化学物質が使用され、一部が環境に排出されています。その化学物質は微量ですが、生物に悪影響を及ぼしてしまうものも少なくありません。鎌田先生は、そのような微量汚染物質を監視・抑制する方法についての開発を行っています。

まずは水環境についての講義がありました。
地球上の水の97.5%は海水で、利用可能な水は30.1%。利用可能な水にするためには膜を使って浄化しますが、時間とお金が非常にかかります。私たちは一日当たり約200L〜300L使用しますが、横浜市の水道水は1L当たり0.2円で、お風呂一杯で40円程度です。ペットボトルの水の値段と比べると非常に安いことが分かります。
最初に中空糸を束ねた装置を用いてコーヒーをろ過する様子を見せてくださり、茶色のコーヒーの色が薄くなるのが分かりましたが、とても時間がかかりました。


次に水を綺麗にするには、凝集剤を加えて汚染物質の粒子を大きくして沈めてしまう方法があるという説明を聞きました。粒子が大きくなることで重くなり速く沈み、綺麗な水が上澄みとして得られるのです。実験では粘土で汚れた水に少しだけ凝集剤を入れて混ぜることで、大きな粒子になり下に沈んでいき、すぐに上澄み液が綺麗になる様子を見ることができました。この方法を用いることにより、安く水処理できるようになったのです。



当たり前のように安全に飲める水も、その水を作るときに多くの科学が関係していることを学びました。日常生活の中にある「当たり前の事」の裏には理科があり、その恩恵を受けていることを生徒は知ったと思います。少しでも身の回りの「理科」に興味を持ってくれることを願っています。


1年生・2年生対象大学連携講座 「リニアモーターカーを動かそう」

 本ブログでは、10月1日(土)に行われた1年生・2年生対象の大学連携理科講座の1つ
『リニアモーターカーを動かそう』についてご紹介いたします。

 今回担当してくださったのは、関東学院大学理工学部理工学科電気学系の島田和宏教授
です。リニアモーターは「グリーンライン」や八景島シーパラダイスにあるアトラク
ションの1つである「ブルーホール」、東京ディズニーランドにある「ビッグサンダー
マウンテン」等、様々なところで使われています。

  島田先生より講座の目的を2つ提示して頂きました。

      .侫譽潺鵐虻玄蠅遼‖Г髻⊆存海鯆未犬突解しよう!

      ⇔呂髪親阿隆愀犬砲弔い突解しよう!

です。フレミング左手の法則は2年生の後半に理科1で学習する内容です。講座に参加し

た生徒で、法則を知っている生徒はいませんでしたが、大学生にフォローしてもらいなが

ら実験をしていました。



 実験を通じて、フレミング左手の法則である「力」「磁力」「電流」の関係を学習し

た後で、磁石がたくさん敷いてあるレールの上に電気を流す金属の棒を走らせ、電流を

流すことによって棒に加わる力とその運動についての実験を行いました。レールの上に

棒をまっすぐ走らせることはなかなか難しく、どの生徒もてこずっていましたが、班で

協力してデータをとっていきます。まっすぐきれいに走らせることができると歓声が起

こっていました。



 10〜100cmの間を棒が走るのにかかった時間のデータの平均値をグラフに描いて力と
運動の関係を考察します。時間内に終えられなかった班もそれまでのデータをグラフに描
き班員と話し合っていました。グラフから棒に力が加わり続けることによって加速してい

くことが分かりました。



 すべてを終えるとまとめをして解散となりました。今回の実験を理解するには1・2年生
には難しい内容でしたが、大学生に優しく教えて頂いたことや班員と協力して実験を行った
こと、また、中高にはない大学の実験器具や施設に触れられたことは生徒たちにとって非常
に良い経験になったように思います。これからも色々なイベントに参加して良識を広めても
らいたいものです。


1年生・2年生対象大学理科講座

本ブログでは、9月17日(土)に行われた1年生・2年生対象の大学連携理科講座の1つ『身の回りの摩擦を科学しよう』についてご紹介いたします。

同じ日に行われた講座『自然界の放射線』についてはこちらをご覧ください。また、6月に実施された講座,陵融劼こちらを、講座△こちらをご覧ください。

担当してくださったのは、関東学院大学理工学部理工学科機械学系の宮永宜典先生です。機械の摩擦や磨耗などを専門とされ、ターボ機械や人工心臓、情報機器など回転機械の摩擦や振動を制御することを研究されています。それらを制御することで省エネルギーにも繋がっていきます。

今回は日常生活の中にある「摩擦」に関して触れ、レオナルド・ダ・ビンチが行った実験を再現し、摩擦力の大きさやその規則性を学びました。

まずは「摩擦」に関する講義がありました。「歩く」「椅子に座る」「字を書く」ことは摩擦がなければ行えず、山やビルなどの大きな構造物も摩擦がなければその形を保てないそうです。いろいろな場面に摩擦が関係しており、古代エジプト時代から摩擦は認識されていたことを知りました。その摩擦を科学として最初に考えたのがレオナルド・ダ・ビンチで、摩擦研究の実験装置に関する記述が残っているそうです。



今回はその実験装置を再現し、摩擦の大きさを測定しました。実験の前に生徒たちに実験結果を予想させました。「どれくらいで物体は動くのか」「材質によって変わるのか」「おもりを乗せたら摩擦は変わるのか」など色々な意見が出ました。実験内容は、木の板と物体との間の摩擦の大きさを調べるものでした。物体に紐をつけ、その紐の先には空のペットボトルが繋がっています。そのペットボトルに少しずつ水を入れていき、物体が移動したときにどれだけの水が入ったのかを計り、摩擦の大きさを測定しました。さらに物体の上におもりを乗せたり、材質を変えたりして摩擦の大きさの変化をみました。予想とは違う結果に驚いている生徒もいて、楽しく実験をしていました。多くの大学生や大学院生に手伝っていただいたので、スムーズに実験することができました。



今回の講座で機械の仕組みやその設計に興味・関心を持ち、将来の進路を考える一つの選択肢になれば嬉しく思います。



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