カテゴリー別アーカイブ: 理科

第44回兵庫県高等学校総合文化祭自然科学部門発表会(化学部・物理部・生物部)

11月7日(土) ・ 8日(日)
県立神戸高校とバンドー神戸青少年科学館(神戸市)で開催された県総合文化祭自然科学部門発表会にて化学部・物理部・生物部が発表しました。生物部は初めての県総文への参加、物理部も3年ぶりに口頭発表に出場となりました。

今回は新型コロナウイルス感染症の影響でポスターは展示のみ、口頭発表は県立神戸高校で無観客(発表はWEB公開)となりました。
・物理部「円筒内を落下する物体の速度変化」https://youtu.be/xPEQ-mn1PC8

 

・化学部「交通信号反応はなぜ黄色で終わるのか」https://youtu.be/zUbeLqz52UA

 

・生物部「飼育下でのカワムツの密度と攻撃行動の関係」https://youtu.be/Fyh9tMaLRNg

 

※動画は県高文連自然科学部が公開しているものです

今回3件のうち生物部が生物分野で優良賞(3位相当),化学部が化学分野最優秀賞(1位相当)を受賞しました。

今回はどの部も1年生が中心になって研究、発表というわからないことだらけで,全員が初参加でした。そのため、化学部、物理部の30~33回生卒業生の先輩方9名にオンライン等を活用し発表指導をしていただきました。そのおかげもあって、化学部は来年夏に和歌山県で行われる全国高等学校総合文化祭の出場権を獲得しました。3年ぶり5度目の全国総文祭ですが兵庫県代表として恥じない発表ができるよう今後とも頑張りますので、引き続き応援よろしくお願いします。

  

グローバルサイエンス科(3年生)英語による地学実験

11月9日(月)

GS科3年生がEGGSの授業で地学実験を行いました。EGGSはGS科の学校設定科目で科学英語のスキルアップを目標に、英語科と理科の教員が協働して行う授業です。
今回は園芸用土に石灰石や硫安を混ぜ、水で溶き、ろ過の前後でpHを測定して、値の変化をもとに、その理由を班ごとにディスカッションし、穀物の栽培に適した土壌のpHを考察する内容でした。事前学習として英語のリサーチレポートを作成し、授業は農学博士でもあるALTのコーリー先生が英語で進めていきました。班内での実験そのものや、ディスカッションは日本語で行いましたが、最後の提出レポートは英語で作成します。
GS科では、3年生の授業で科学英語の学習を取り入れています。他にも、課題研究の内容を英語でポスターセッションするなど、実践的な内容になっています。

GS科 SSHオープン講座「蛍光顕微鏡組立体験実習・講義」

1/31・2/1と 東北大学大学院医工学研究科より沼山恵子准教授をお招きして、1~3年生の希望者を対象に「蛍光顕微鏡組立体験実習」を行いました。これは自分達で蛍光顕微鏡を組み立てて、生物図録でよく見る蛍光を撮影するというものです。

蛍光顕微鏡とは、試料からの蛍光を観察する顕微鏡で、PCに画像を取り込んで観察することができ、生物学・医学における研究、臨床検査などに用いられます。今回行った顕微鏡を組立てるという実習を高等学校で行うのは、全国でも類がないことです。

1/24には、よく生物の授業で使う光学顕微鏡を分解し、実際に組み立てに使うパーツを扱いながら、どのような役割を持つかを考える事前レクチャーを受けた後、光軸を合わせたりするのに一時間かけて、通常の光学顕微鏡を組み立てました。

そして、1/31には沼山先生と一緒に蛍光顕微鏡を組み立てる実習を行いました。

 

 

その後、線虫とボルボックスのプレパラートを作成して、生きたままの観察を行いました。

 

 

(落射照明でのボルボックスの観察)

(偏射照明でのボルボックスの観察)

(透過照明でのボルボックスの観察)

そして2/1は蛍光観察を行いました。可視光観察用から蛍光観察用に、ミラーユニットやフィルターを目的に応じて交換します。

 

(ボルボックスの自家蛍光)

(哺乳類培養細胞の細胞骨格の蛍光染色)

(蛍光染色の合成写真【緑:細胞骨格,赤:核】)

事前講義を含めると3日間で延べ7時間にわたる実習でしたが、何気なく使っている実験器具や教科書の写真がどのように撮影されたかという原理を考える良いきっかけになったようです。

知りたいことを調べることのできる道具がなければ、それを調べられる道具を誰かが作るのを待つのではなく、自らその道具を作ることも大切です。今回使用したパーツ類の一部は、実際に研究の現場で知りたい情報を得るために、顕微鏡システムを構築するときに使用されるものと同じです。本校では、これまで、分野横断型の様々なプログラムを実施してきましたが、今回の「物理と生物をつなぐ工学的実習」を通じて、それらの基礎となる広範囲な思考力の育成と、研究活動の基礎となる工学的素養を身につけられたと思います。

兵庫「咲いテク」プログラム in 豊岡高校

11月23日(木・祝)

兵庫「咲いテク」プログラム 【ドローンを用いた地質調査と防災への応用】というイベントに、1年生2人と県立豊岡高校まで行ってきました。雨が心配されていたのですが、何とか曇り空の下、9月の台風によって起こった土石流と、崖崩れの痕を観察し、実際にドローンを飛ばして上空からの写真撮影をすることができました。

写真は、京丹後市網野町国道178号沿いの中央子午線塔から見上げる山肌で、土石流が起きた現場です。わずかな平地でドローンの離着陸をさせるのは、非常に高度な技術が必要だそうですが、県立豊岡高校2年生の男子生徒が上手に操縦して、上空からの写真を撮影してくれました。巨大な凝灰岩の角礫やなぎ倒された樹木が、土石流の威力を物語っていて、生徒も驚いた様子でした。

こちらは網野町木津で、同じく台風時に地滑りが起きて通行止めになっている道路の様子。元の地盤は砂泥互層で、風化した粘土鉱物が水分を含み、表層の植生ごと大きく崩落しています。こちらの土砂はすぐ下にある田んぼにも流れ込み、来年度の耕作に向けて早期に砂泥を取り除かなければならない状態です。

このような土砂災害の現場において、災害の規模を適確に評価し早期の復旧作業を行うためには、人間が観察してその程度を調べるだけでは不十分なので、ドローンを飛ばして鳥瞰することによって広く二次元的なデータを正確に得ることができます。

写真で得たデータを、解析ソフトを用いることで3D地形図に変換することもできるので、災害現場をより立体的に把握することができ、災害規模の早期の評価に役立つのではないかと考えられています。しかし、ドローンを用いた災害規模の評価が本当に有意義なものであるかは、まだ立証されていないので、県立豊岡高校の生徒はこれを課題研究のテーマとして、より多くのデータを収集して3D地形図を作成し、その有意性を証明したいと言っていました。

本校の生徒も実際にドローンの操縦を体験させていただきました。

生徒の感想より

「土石流や崖崩れの現場に行って地質調査をするのも、ドローンを操縦したのも、今回が初めてでとてもいい経験になりました」

「今回のプログラムでは、実際に現場で土砂に触れたりドローン調査を見せていただいたりしたことで、より深い知識を得られました。また、研究の最先端に触れられたのは、とてもいい経験になったと感じています」

自分の足を使って現地へ行き、自分の目で確かめ、それをどのような形で記録し、整理して有用なデータにしていくのか。同世代の他校生の研究する姿に触れ、よい経験になったと思います。

これからもサイエンスに関わる様々なイベントをご紹介します。どんどん参加して、たくさんの体験をし、科学の芽を育ててください。

3年生 理系生物 解剖実習「鳥類の脳の観察」

9月6日(水)

3年生の普通科理系およびGS科の,生物選択クラスで解剖実習を行いました。

鶏頭の水煮缶(老犬などのエサとして缶詰で売られています。)を材料に、鳥類の脳がどのようになっているのかを1人1個ずつ解剖して観察しました。実験室に入るなり並べてあった鶏頭に思わず口を押さえる生徒たちでしたが、実験が始まると真剣な顔になって一生懸命に取り組んでいました。

脳以外にも、脊椎骨や舌、咽頭、喉頭、耳孔、視神経、鼻孔などの観察をしました。

教科書で学んだ通りの脊椎骨と、そこを通る脊髄に感嘆の声を上げる生徒もいました。安価で入手も簡単な材料ですが、実際に解剖をしてみて多くのことが学べたようです。

生徒の感想より

『人間の脳と構成している脳の種類は同じでも、形や位置が違うことをこの目で見て調べることができてよい経験になった。脊髄をうまく取り出せたのがよかったです。咽頭と喉頭の違いも実際に見てよく理解できた』(GS科男子)

『最初は絶対ムリと思っていたけれど、1回剥いでみると案外大丈夫でした。脳は想像以上に小さくて1個1個分けることができて面白かったです。個人的には口の中がお気に入りです。こんな経験は初めてで、怖かったけれど楽しかったです』(普通科女子)

 

化学実験の出張授業

3月8日(水)

神戸常盤大学教授の栗岡誠司先生をお招きし,2年生理系の生徒を対象に,化学実験に関する出張授業を行っていただきました。

「創」「調」「量」の視点から,次のような少し危険で興味深い実験を体験しました。

ニトロセルロースの燃焼

アラミド繊維の不燃性・耐熱性

紅茶? ニセ紅茶?

光化学反応

砂糖の粉塵爆発

テスラコイルを用いた希ガスの放電

江戸時代に日本で初めて化学を紹介した,宇田川榕菴による書物「舎密開宗(せいみかいそう)」の現物(本物!)も,休憩時間に見せていただくことができました。

普段はなかなか見ることのできない面白い実験や現象を体験し,化学への興味が深まりましたね。

「生物基礎」のアクティブ・ラーニング

11月11日(金)

普通科・演劇科の1年生は週に2時間、生物基礎を学習しています。この7クラスを2名の教員が担当しており、今年度は言語活動の充実という分野に重点を置いた授業を行っています。

2学期は、「生物の体内環境の維持」という単元を学習していますが、ヒトの体を扱う領域であるため、なかなか実験ができずに思考学習が中心となっています。今回はその一例を紹介しようと思います。

今回は「甲状腺ホルモンのフィードバック調節」という内容の学習事項の確認を兼ねて、実際にバセドウ病患者の血液検査の結果を題材に、1時間のグループワークの中でこの患者の体内ではどのようなことが起こっているのかを考える授業を実践しました。

まず、甲状腺の位置や甲状腺ホルモンの機能などを復習を行い、血液検査の各項目が何を示しているかの説明をします。

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グループでデータを分析しながらこの患者の体内で起こっていることを話し合い、ホワイトボードにまとめます。

 

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それを黒板に貼り、一つ一つ説明したりしましたが、その表現方法にアドバイスをしました。

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次に他の項目のどこに影響しているかを考え、班の中でまとめて今度は口頭での発表です。

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まとめでは、現在、この病気には対処療法しかないことを伝え、どのような薬や治療法ができれば治るのかを考えみてください、という形で終わりました。

有名なスポーツ選手や芸能人が抱えている病気が題材であったこともあり、生徒たちも色々な受け止め方をしていたように思えます。この授業を受けた生徒の中に、いつかこの病気を完治させるきっかけを見つける生徒が出るかもしれませんね。

サイエンストライやるin打出浜小学校

2月26日(金)

本校理科担当の谷川教諭が17日に引き続き「サイエンス・トライやる」を実施しました。今度は芦屋市の打出浜小学校に行ってきました。今回も,前回と同じく身近な材料を組み合わせてできる実験を紹介して,小学校の先生方に実際に体験していただきました。

紹介した実験は次の3つです。
・浮かぶシャボン玉
・フィルムケースロケット
・熱気球作り

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今回は熱気球作りがすぐに大成功しているグループが多かったです。すると,今度はもっと小さい熱気球をつくろうと2個目に取り組んでいらっしゃいました。

上手く飛ばすには,火を恐れないで,グループで協力し,袋のふちを広げて持つことが大切です。みんなで協力して成功につながると,とても嬉しいようです。見守っているこちらも嬉しくなりました!

サイエンストライやるin末成小学校

2月17日(水)

本校理科担当の谷川教諭が宝塚市立末成小学校で「サイエンス・トライやる」を実施しました。これは,高校の理科の先生が,小学校の先生を対象に理科実験について授業をするものです。今回は,既成の理科実験キットを使うのではなく,身近な材料を組み合わせてできる実験を紹介して,小学校の先生方に実際に体験していただきました。

紹介した実験は次の3つです。
・浮かぶシャボン玉
・フィルムケースロケット
・熱気球作り

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とても楽しんで頂けたようです!
熱気球作りはなかなか成功せず、時間が終了した後も,もっとやりたいと言っている先生もいらっしゃいました。失敗を克服するための試行錯誤に熱中できるのも理科実験の素晴らしい点です。

小学校の先生方に理科実験の楽しさを知っていただき,児童に理科好きが連鎖して,北高に入学してもらえたら嬉しいです!

兵庫『咲いテク』プログラムに参加しました

12月19日(土)

尼崎小田高校で行われた、兵庫『咲いテク』プログラム、『鳥類学入門および遺伝子解析による鳥類雌雄判別実習会』に、本校から1年生1名が参加しました。初めて触る器具や薬品に、最初は戸惑っていましたが、あっという間に使い方をマスターし、講師の先生からも褒めて頂けるほど上手に操作できるようになりました。自分の手で川鵜の羽毛からDNAを抽出し、PCR法により増幅させたものが電気泳動によって美しいバンドに現れた時には、目を輝かせて見入っていました。兵庫県立大学から来られた講師の先生の講義では、身近な鳥たちの生態を調べる難しさや楽しさ、重要さを知りました。また他校の生徒たちの研究に対する熱い思いに触れ、自分自身の夢を叶える気持ちもより一層強くなりました。

色々なテーマで今後も研究会がありますので、興味がある生徒は理科の先生まで。

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