数理科学科のページへようこそ


こちらでは数理科学科について紹介します
【 数理科学科ってどんな学科? 】
 
・栃木県で数理科学科があるのは本校のみ! 
・普通科の勉強に加えて、探究活動や連携講座への参加など、
 数理科学科独自の学習ができる!
・大学受験・将来に必要なプレゼン能力が身につく!
・大学の先生から大学の話を直接聞くことができる!
 

数理科学科案内(令和5年度版)
R5数理科学科案内_1.pdf R5数理科学科案内_2.pdf

数理科学科独自の探究活動については、
下記の「課題研究」「日光自然探究学習」のページをご覧下さい。
生徒が作成したレポートを、探究学習活動記録集のページに掲載しておりますので、あわせてご覧ください。
課題研究   日光自然探究学習            探究学習活動記録集

 

数理科学科

数理科学科の活動の様子を紹介します

日光自然探究学習 ポスターセッション を行いました

10月6日(金)に、数理科学科1年生による 日光自然探究学習 ポスターセッション が行われました。

この時間では、1年生が7月末に行ったフィールドワークとその事後研究について、

同じく数理科学科2年生の先輩たちの前でポスターセッションを行いました。

  

  

今年度は、下記の8班に分かれて発表しました。

奥日光の地形と地質について

日光に存在する鉱物

日光の昆虫について

日光に生息している動物について

奥日光に生息している菌類

日光の水 化学・生物的視点から分かる水質について

湯ノ湖周辺に生息する針葉樹と広葉樹について

日光に生息している鳥について

2年生は昨年度の自分たちの研究と比較しての視点から、1年生に質問やアドバイスをしてくれていました。

今年の1年生は、昨年と異なる視点での調査が多く、発表も聞きごたえがありました。
次は12月の本発表に向けて、先輩のアドバイスから気づいた点をもとに研究を深めていってほしいです。

 

 

 

 

 

第2回 宇都宮大学高大連携科学実験講座

9月23日(土)に宇都宮大学で数理科学科2年生が実験講座に参加してきました。

「物体の運動と力」、「葉はなぜ緑に見えるのか」、「気温と高度の関係をICTで探究しよう」という

3テーマに分かれ、それぞれ実験を行いました。

 

~ 実験の様子 ~

      

 

    

 

  

 

2年生は今年で2回目の参加でしたが、高校とは違った大学で行う実験にいい刺激を受けていました。

この経験を、この後の課題研究に活かせるところは活かしていってください。

 

数理科学科 課題研究中間発表会 が行われました

9月20日(水)の5~7限に、数理科学科2年生による、「課題研究中間発表会」が実施されました。

この時間では、2年生が取り組んでいる探究活動の現状を、数理科一年生の前で報告しました。

 

 

今年は昨年までと異なり、基本的には一人1テーマを設定し、一人で実験や調査を行っています。

中間発表会時点では、下記の34テーマについて発表しました。

2年生からだけでなく、1年生からも複数の質問がなされ、終始活発な雰囲気がありました。

今後は、この報告会で気づいた点などをもとに、さらに深く調査・研究を進めます。

1月の発表会でも今回と同様に、意見交換が活発な会になることを期待しています!

 

1「原始ピタゴラス数が無限にあることの証明」

2「遺伝的アルゴリズムで日本一周の最短ルートを出す」 

3「授業を通した 言語/非言語 情報の優先度とその実態」

4「AI技術の理解と活用」

5「マインクラフトによるプログラミング」

6「夢と心理の関係性」

7「色彩心理学の共感覚」

8「音色の違いと人の感情の関係とその傾向 ~人が好む音色とは~」

9「骨伝導による音の聞こえ方」

10「木材の耐久性」

11「バナナの皮は何グラムからすべるのか」  

12「ポンポン船の仕組み」

13「風力発電の羽の形状の違いによる発電量の変化」

14「温度差発電についての研究」

15「紙飛行機の滞空時間」

16「効率の良い上掛け式水車を作る」

17「材質、水の強さを変えず、家の形を変え、どの形が最も津波によって倒れず元の場所から動かないのか」

18「ハニカム構造を利用した耐震構造について」

19「高さの違いによる崩れ始める場所の違い」

20「剛性調べ」

21「日焼け止めタイプの違いについて」

22「整髪料の吸着作用について」

23「思川のCOD検査」

24「ハーブティーの色の変化とpHの違い」

25「界面活性剤」

26「酸化防止剤の効果と種類について」

27「渡良瀬川の岩石の種類を調べる」

28「魚がよく食べる餌や環境について」

29「安価でバイオエタノールを作成する」

30「粘菌と大腸菌を用いたがんの研究」  

31「乳酸菌について」

32「最も効果的なニキビ治療薬」

33「血管が分岐することで血圧は変わるのか」  

34「鳥の大群調査」

 

宇都宮大学高大連携科学実験講座

8月26日(土)に宇都宮大学で数理科学科の生徒が実験講座に参加してきました。

「物体の運動と力」と「葉はなぜ緑に見えるのか」という2つのテーマに分かれ、それぞれ実験を行いました。

 

物理チーム

    

物体の運動とそのときに働く力について、演示実験の観察とグループでの議論から理解を深めていきました。

 

生物チーム

    

葉の構造や細胞の観察と、抽出した色素の特徴を調べることによって、葉が緑に見える理由について考えました。

 

今回参加したのは全員1年6組だったので、初めての大学での実験に目を輝かせていました。

この経験を活かして、来年の課題研究にも意欲的に取り組んでいきましょう!

 

 

 

 

 

日光自然探究学習(フィールドワーク2日目)

日光の2日目の朝は少し肌寒いくらいで、エアコン不要の快適な環境でした。

朝の散歩に出かけた引率教員がなんと野生のシカに遭遇!自分たちが今、日光という大自然の中にいることを再認識させられました。生徒たちは6時20分には起床し、部屋の整理や身支度を整え、大きな荷物をバスに積み込みました。7時に朝食をとり、8時からいよいよ班別の探究活動スタートです。

  

地質(A・B)、菌類、昆虫、動物(A・B)、水質、植物、鳥の9グループに分かれ、それぞれの興味をもとに探究活動を行います。まずは講師の先生方との顔合わせ。各分野のエキスパートの先生方は錚々たる顔ぶれでした。先生方は好奇心旺盛な方ばかりで、少年のように目を輝かせながら生徒たちに熱く語りかける姿が印象的でした。

  

生徒たちは約4時間に及ぶ探究活動に熱心に取り組み、教室では決して味わうことのできない貴重な体験をしました。達成感も相まって、ホテルに戻ってから食べた昼食のカレーは最高でした!小休憩の後、講師の先生も交えながら大広間で班別活動の振り返り。最後に一人一言ずつ、探究の成果を全員の前で発表し合い、予定されていたプログラムはすべて終了しました。

  

今後は、夏休みを挟みますが、今回の探究活動での成果を班ごとにまとめ、ポスターセッションや日光自然探究学習発表会に向けて準備を進めていく予定です!

日光自然探究学習(フィールドワーク1日目)

7月28日(金)~7月29日(土)に数理科学科の1年生を対象に、日光自然探究学習が実施されました。

早朝5時20分の集合は大変でしたが、 1年6組の35名を乗せたバスは予定通り5時30分に小山高校を出発し、いざ日光へ。バスは8時頃に赤沼駐車場に到着し、低公害バスに乗り換え西ノ湖入口へ。涼しさを求めて登ってきた、たくさんのアキアカネたちに出迎えられました。

  

開校式を行い、いよいよ自然観察のスタートです。日光自然博物館の仲田桂祐先生のご指導のもと、西ノ湖周辺~千手ヶ浜までの約4㎞の道のりを全員で歩き、奥日光における動植物の生態を中心とする観察を行いました。歩き疲れたこともあり、終着点で中禅寺湖を眺めながら食べる昼食は格別でした。

  

その後はバスを乗り継ぎ、今回の宿泊先である「ほのかな宿 樹林」に移動。部屋に荷物を置いてすぐ、地下の大広間で引き続き仲田先生から研修講話をいただきました。その後は、コロナ禍ではなかなか実現ができなかった「みんなで入浴」「みんなで夕食」の時間をとり、クラスの親睦を深めることができました。生徒たちからも自然に笑顔が溢れていました。

  

 

夕食後は翌日の探究活動に備え、班ごとに分かれて事前研修。探究に使う道具や行程等の最終確認を行い、最後は各班の代表者が探究活動への意気込みをみんなの前で発表し合いました。朝が早かったこともあり、生徒たちは21時には消灯し、たっぷり休息をとりました。(2日目に続く)

 

数理科学科1年 県立博物館研修 に参加しました

7/17(月) 数理科学科の1年生を対象に、県立博物館研修が実施されました。

栃木県立博物館は、宇都宮市の中心部にほど近い栃木県中央公園内にあります。

館内の展示は大きく分けて、①日光地方の動植物を垂直分布に従い解説した「スロープ展示」、②地質時代から現在にいたるまでの栃木県の歴史を紹介した「展示室1」、③栃木県の身近な自然を紹介する自然系展示とテーマ展示室・企画展示室から成る「展示室2」の3つから構成されています。

  

当日は、開館前の9時の時点で30℃を超える真夏日でしたが、1年6組の生徒はみな意欲的に研修に参加していました。

 

 

入口で2グループに分かれた後、スロープ展示についてスタッフの方の説明を聞く時間と、2階の各展示室を自由に見学する時間を交互にとりました。

自分たちの興味のある分野の展示の前で足を止め、熱心に議論する生徒たちの姿が印象的でした。最後に参加者全員で記念撮影をし、充実した研修を終えました。

  

7月28日(金)~29日(土)に予定されている日光自然探究学習へのモチベーションの向上にも繋がる貴重な体験となりました。

最後になりましたが、お忙しい中ご指導いただきました、栃木県立博物館の先生方へ感謝申し上げます。

 

硫酸の実験をしました

今週の3年生の数理科では、硫酸の性質を調べる実験を行いました。

濃硫酸は重い液体なので、点眼ボトルを押さなくとも下向きにしただけで、液体が落ちます。

水に溶かすと、多量の熱が発生します。

 多くの班で、10~15℃ほど水温が上昇していました。

さらに、下の蒸発皿にはショ糖が入っていますが、

そこに硫酸を垂らすと、右の画像のように炭化します。

 → 

最後に、初めに濃硫酸を水に溶かして調製した希硫酸の中に、金属片を入れます。

今回は鉄と銅ですが、鉄からは気体が発生しています。

 

今回の実験の操作はかなりシンプルなものですが、様々な硫酸の性質を体感することができました。

今後も一週間に1回のペースで実験が予定されていますが、安全に、かつ目の前の現象をしっかり確認できるといいですね!

数理科 日光自然探究学習情報交換会

5月31日の6・7限に、数理科学科の1・2年生間での情報交換会が行われました。

この時間では、1年生の数理科学科生が、2年生の発表から昨年の日光での調査の様子を知ること、

また、質疑応答を通して探究学習の流れを理解することを目的に、例年行われています。

 

今年は、前半の時間に、昨年の菌類班、地質班、動物班、水質班が代表として発表し、

後半の時間では、それぞれの分野別の班にわかれて、質疑応答やアドバイスがなされました。

    

 

 

  

特に1年生からは、調査の手法やルートについて具体的な質問が複数出ていたところに、

関心が高く、積極的な姿勢が見えて素晴らしかったです。

また2年生は班別の時間に、持って行った方がよいものや、写真の撮り方について具体的に教えていたり、

実際に収集したものを見せたりしました。

実物を目にすることで、イメージが湧いた1年生も多かったと思います。

1・2年生にはこの機会だけでなく、今後も協力して探究活動を進めてもらえると嬉しいです。

 

課題研究発表会を実施しました

1月24日(火)の5~7時限に、数理科学科2年生による、課題研究発表会が行われました。

2年生で取り組んでいる課題研究の、一年間の集大成の発表会です。

保護者の方、数理科の1年生が見守る中、終始あたたかい雰囲気で進行しました。

今回は探究活動にご協力いただいている、東京都市大学日本工業大学栃木県教育委員会の先生方をお招きして、各班の発表についてご講評いただきました。

魔法陣班  テキストマイニング班   卓球マシン班

今年の2年生の発表テーマ一覧は下記のとおりです。(全15班)

  • 魔法陣の解き方を学べるゲームアプリの開発
  • データサイエンスに関する一考察~KHcoderを用いたテキスト型データの内容分析~
  • 事故を起こさないための自動運転車のプログラムの最適化
  • 自作卓球マシンの球質やコースの制御
  • 制震構造を生かした絶対に壊れないジェンガ
  • グラスハープで奏でる音の変化とメカニズム
  • 落雷と物体の可能性
  • 蛍石の加熱による発光・割れの素因の考察
  • 食品油をけん化した際の性質の違いについて
  • プラスチックの軟化点の違い
  • 酵母がパンに与える影響
  • ハッカ油の昆虫に対する忌避効果
  • 食品添加物によるカビの抑制
  • マイタケのタンパク質分解酵素の熱耐性と部位による活性の違いについて
  • 栃木県日光市湯ノ湖産ハコネサンショウウオの生態調査と種の同定

例年より少人数のグループや1人で活動する班が多く、発表数は多くありましたが、内容の濃い3時間でした。

スライドの表現の方法もさまざまで、制作したゲームや、実験の動画を載せることで、活動や実験の様子がよくわかりました。

お越しいただいた先生方からは、次のようにご講評いただきました。

・ほかの班の様子をみて気づいたことを反映して、条件を変えて実験繰り返すことこそが探究活動の意義であるので、これからの社会で必要とされる問題解決能力を養っているということを意識してほしい。

・社会では自分の意見と合わない人とでも、同じ目標に向かって働くことがあるので、その際に必要な力を身に付けるためにも、これからのグループ活動を大切にしてほしい。

・自分の研究だけを掘り下げるのではなく、ほかの人の研究にも興味を持ち、質問をすることで気づくこともあるので、積極的に質問をしてその経験を自分の研究にも生かしてほしい。

 外部の先生方から、普段とは異なる視点で、かつ自分ごととして捉えられるアドバイスをいただき、こちらも身が引き締まる思いです。

ここから2年生は、探究学習活動記録集の作成に向けて、追い込みの時期です‼

発表会で得た気づきを記録集にも取り入れて、よりよい研究収録が完成することを楽しみにしています。