課題研究Ⅰ

総合自然科学科の1年生が受講する『課題研究Ⅰ』とは,理科と公共を融合させた科目であり,私たちを取り巻く様々な社会問題を自然科学の観点から分析することにより,自ら課題を見つけ出し,その問題を解決するための方法を習得することを趣旨としています。

前期は,主に公共の色を強く持つ授業が展開されます。様々な社会問題の学習とその解決法を研究することによって,科学的なリテラシーだけでなく,将来科学者として必要なグローバルな科学観や倫理観を養います。後期は,主に理科の色を強く持つ授業が展開されます。主体的な学びと,科学的思考力や応用力,さらに知の統合を図っていきます。5人編成で課題研究を行い,3月には「ミニ課題研究発表会」が行われます。毎週1時間,および長期休業中なども一部使って研究に取り組みます。

2年生ではさらにレベルの高い研究活動を課題研究で行い,校内外での研究発表も行います。また,3年生の理数探究では,2年生で作製した日本語のポスターを英語で作製し,英語で発表します。

2023(令和5)年度は以下の8つのテーマに分かれて研究しています。

 ①「ボールが高く跳ねるための面の弾性」

 ②「展開液の種類とマーブリング絵の具の広がり方」

 ③「同じ体積で異なる形状の物体にはたらく浮力」

 ④「市販のお茶の種類と融解の速さ」

 ⑤「市販の茶葉に含まれるビタミンC含有量の違い」

 ⑥「腐敗の進行を遅らせる果汁の種類」

 ⑦「100%オレンジジュースの浸透圧の差による成分量の比較」

 ⑧「素因数分解を用いたRSA暗号の短時間での解法」

研究内容

課題研究Ⅰ

令和5年度 ミニ課題研究発表会

令和6年3月5日(火)3,4限に本校合併教室にて『ミニ課題研究発表会』を行いました。この発表会は,第1学年(78回生)が後期の半年間を活用して行った探究活動の成果発表でした。

模擬課題研究で学んだ研究への取り組み方や研究手法を活用し,それぞれの班で工夫しながら進めてきた内容をスライドで成果を報告します。

 

上級生や先生方に見ていただく初めての機会で緊張もしていましたが,直前までスライドや発表原稿を見直すことで,本番はしっかりと発表をすることができました。

77回生の先輩方からも鋭い質問が飛び交い,質疑応答の時間は非常に活発な意見や議論が交わされました。

また,指導助言として,北川友紀様(株式会社ダイセル主任研究員)から具体的なアドバイスを頂きました。北川様からは,自分自身の研究に対してしっかりと意志を示すこと,研究がどのような社会的有意性を持つのか未来への展望を述べてほしいと,企業人としての立場から高校生の「探究」についてお話をしていただきました。

来年度79回生からは探求の成果を広く発信することを目的に,2月に行われる生徒研究発表会でポスター形式による発表を予定しています。

令和5年度 サイエンス校外実習Ⅱ

 令和5年12月25日(月),26日(火)の1泊2日で,夏に引き続きサイエンス校外実習Ⅱを実施しました。研修は播磨光都の放射光科学研究センター,佐用の兵庫県立西はりま天文台,網干の株式会社ダイセルにて行われました。

 1日目の午前の放射光科学研究センターでは,大型放射光施設の「SPring-8」とX線自由電子レーザー施設「SACLA」を見学させていただき,最後には研究員の方から,施設でどのような研究をしているのかお話を伺いました。
 特に25日は年に数回ある「SACLA」の点検日のため,普段の見学では見られない「SACLA」内部を歩くことができるなど貴重な体験ができました。

アンジュレーターを用いて電子を光速に近い速さまで加速させます

「SPring-8」内の各研究施設の取り組みの様子を聞いています

外国の研究者の方から英語で「科学的な思考」とは何か実験を用いてレクチャーしていただきました。

SORringの説明を受けています

 午後は西はりま天文台へ移動し,簡易分光器の作製や小型望遠鏡の扱い方の説明を聞き,夜には国内最大級の「なゆた望遠鏡」で土星の環や木星の大気の様子,月面のクレーターなど肉眼や小型の望遠鏡では見ることができない世界にふれることができました。さらに県立大学の大島教授から冬のダイヤモンドとペテルギウスの位置の説明を受け,小型の望遠鏡を用いて自分たちで星を探しました。年明けにたつの市内の小学校で総合自然科学科の生徒が「プラネタリウムづくり」の授業を行うので,今回の体験を活かせることを期待しています。

簡易分光器の作製をしています

分光器を用いて元素が出す光の波長の違いを体験しています

小型の望遠鏡の扱いを学びました

夜の10時に自分たちで星を探してみました

 

 2日目は株式会社ダイセルの網干工場内にあるIPark(イノベーションパーク)で研修と工場見学をさせていただきました。世界初の画期的な生産方式である「ダイセル生産方式」のオペレーティング場面を見学したり普段は立ち入ることのできない研究施設の中を案内してただ来ました。

【課題研究Ⅰ】ミニ課題研究①

模擬課題研究で研究のプロセスや意義を学んだことを活かして,ミニ課題研究を行います。

第1~2回 班に分かれ,研究したいテーマについて内容を深めていきます。
第3回   研究内容に関する実験計画をたて,実験で使用する道具や器具を考えます。
第4~6回 実験ノートに記録を取りながら実験を行い,結果の考察,次回の改善点をまとめます。
第7回   3回の実験のまとめを行い,結果について考察します。

【ボールが落下する高さと反発力の関係に関する研究】

ボールの種類と床の材質を組み合わせ実験を行い,結果を動画で撮影しました

【果物を用いたpH調整に関する研究】

サバとレタスに様々な果物の汁をつけ,1週間常温で保存し,pHの確認を行いました

【溶質の種類による浸透現象に関する研究】

りんご,オレンジ,パイナップルの液体をセロハンで包み,水が浸透する時間を測ります
残念ながら中央以外はセロハンが破れてしまったため次回再実験を行います

令和5年度 ミニ課題研究のテーマが決定しました。

今年度のテーマは次の8つです。

次回の課題研究Ⅰの授業から,内容について決め,計画・実験・考察と研究活動について進めていきます。

(物理的分野)

① ボールが落下する高さと反発力の関係に関する研究

② マーブリング液と表面張力の関係に関する研究

③ 物体の形状とそれにはたらく浮力に関する研究

(化学的分野)

④ 凍らせたお茶の融解に関する研究

⑤ お茶の抗酸化力の測定に関する研究

⑥ 果物を用いたpH調整に関する研究

(生物的分野)

⑦ 溶質の種類による浸透現象に関する研究

(数学的分野)

⑧ RSA暗号を用いた通信の暗号化に関する研究

令和5年度模擬課題研究 発表会

令和5年10月10日(火),9月に取り組んできた模擬課題研究の発表会を実施しました。

3,4回の授業で行った実験実習「梅干しから塩を取り出す」から,「仮説を立て,実験方法を考える」こと発表用のスライドにまとめました。

各班はそれぞれ仮説を立て,検証するための実験方法を紹介しています。

結果はどの班も同じ,「ピンク色の塩」が精製されましたが,この結果を考察し新たに課題を生み出す力が重要となります。

10月考査後からいよいよミニ課題がスタートします。
研究のプロセスを理解し,一人一人が課題意識をもって取り組んでもらいたいと思います。