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カテゴリ:数理科

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。

 

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!

 

 

 

 

 

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!

科学実験講座(宇都宮大学)に参加しました

数理科学科の1・2年生が、宇都宮大学で行われた高大連携科学実験講座に参加いたしました。

例年宇都宮大学でお世話になっている実験講座ですが、今年も感染症等に留意しながら、

無事に参加することができ、大変刺激になりました。 

高校ではなかなか見られない装置もありました。

ミョウバンの合成 葉はなぜ緑に見えるのか

「ミョウバンの合成」「葉はなぜ緑に見えるのか」

 

 

今年は夏と秋の2回にわたって開催されました。

中には8月の講座から2年生の課題研究のヒントを得たグループもあったようです!

第1回:8月27日(土)
① 『音を測って作るグラスハープ【物理】』  :夏目先生
② 『ミョウバンの合成と形【化学】』     :南先生
③ 『葉はなぜ緑【生物】』          :井口先生
第2回:11月5日(土)
① 『音の三要素と音階等【物理】』      :夏目先生
② 『葉はなぜ緑【生物】』          :井口先生

音を測って作るグラスハープ 音の三要素と音階等

「音を測って作るグラスハープ」「音の三要素と音階等」

宇都宮大学のご担当いただきました先生方と学生の方には、お忙しい中大変お世話になりました。 この場をお借りして感謝申し上げます。

数理科学科特別授業 が行われました

3月16日(水) 6・7時限に,1・2年生を対象とした「数理科学科特別授業」を実施しました.

この時間では,

〈1年生〉
1年生
日本工業大学 先進工学部 データサイエンス学科長 粂野文洋先生


〈2年生〉

東京都市大学 データサイエンス教育センター 副センター長 河合孝純先生

をお招きして,『データサイエンス』をテーマに講演していただきました.

1年生の部では,主にデータサイエンスの重要性についてお話いただきました.
前半に,モノのインターネット(IoT)や人工知能(AI)がどのように役立てられているか,また企業での具体的な活用方法について,ご講義いただきました.
 
   
 
後半のグループワークでは,
AIの技術が発達することでなくなる職業・なくならない職業について,
話し合いました.
   
 
どのグループも活発に意見を出していました!
 
1年生からは
「世の中の情報を集めて分析し,その先に問題の解決策を見つけるためには,
データサイエンス・それを扱える人材が重要だということがわかった!」
という声が聞けました.



2年生の部ではデータサイエンスとはそもそも何なのか,データサイエンスで何ができるのかについてお話しいただきました.

その後のグループワークではテキストマイニングという方法を用いて作成されたワードクラウド(文章に登場する単語の中で出現頻度の高い単語を選び,頻度に応じた大きさで図示されたもの)から考えられることや気づいたことなどを話し合いました.
   

今回のワードクラウドは,青空文庫から分析する作品を選定していただきました.ワードクラウドを見て様々な考察を生徒同士で積極的に話し合い,議論を深めていく様子がうかがえました.
   

1年生は,来年の課題研究,さらに自分の将来においてどのような意識をもつ必要があるか,イメージが湧いてきましたか?

2年生は,3年生になってからの進路探究へ繋がるお話をしていただいたと思います.

それぞれ次のステップに向けて,今の自分を振り返ったり,将来を考える時間になっていればうれしいです.
来年度の探究活動も,皆さんにとって充実した活動が送れますように

数理科学科2年生 電気分解 の実験をしました

11月中旬に、2年生数理科学科では電気分解の実験を行いました。
 
今回の実験はなるべく廃液を少なくする目的で、マイクロスケールという小規模なかたちで観察しました。
 
市販のマイクロスケール実験セットを使っています。
 
こちらの透明なセルはだいたい2×2.5㎝ほどで、液体は2ml程度しか入りません。
 
セル
 
今回は塩化銅の水溶液と塩化ナトリウムの水溶液の2種類で実験しました。
 
セルに塩化銅水溶液を入れ、鉛筆の芯をカットしたもの(炭素電極)を取り付けて、電池を当てると・・・
 
電池をあてる  銅の付着
この写真では一方から気体が発生し、もう一方の電極には銅が付着して若干太くなっているのが確認できます。
 
濡らしたヨウ化カリウムデンプン紙をあてると
ヨウ化カリウムデンプン紙  色の変化
色の変化がよくわかります。
電池をあてて一分もすれば、塩素が発生してることがにおいでもわかります
 
次に塩化ナトリウム水溶液に先ほどの炭素電極をつけて、銅が付着している方の電極を電池の+にあててみます。

NaCl液
どちらも気体が発生しているように見えますが、銅が付着していた方の電極の銅が溶け出していきます。
 
今回はかなり単純な操作だったため、考察の時間をいつもより取ることができました
なかには塩化ナトリウム水溶液の色の変化にも気づいた班があり、よく観察できていました!

2学期は他にも、中和滴定酸化還元滴定など、様々な実験を行いました。
実験で理解を深めたことを生かして、来週の期末試験を乗り切ってほしいです!!

数理科の皆さんは、このページを見てどのような実験をして考察したか記憶がよみがえってきましたか?他の人にコンパクトかつ明確に説明できるくらい、きちんと振り返っておきましょう。これこそ期末テスト対策ですよね。(^0^)

宇都宮大学教育学部の科学実験講座に参加しました

7月3日(土)に数理科学科1、2年生が
宇都宮大学教育学部高大連携科学実験講座』に参加しました。
物理、化学、生物、地学の各分野ごとに、大学ならではの本格的な、かつ親しみやすくわかりやすい講座が展開されました。

物理分野では、ワイングラスをこすって音を出す「グラスハープ」を楽しみながら、音波について体験を通して印象的に学ぶことができました。

 

タブレットのアプリを使って、音の大きさ、高さ、声の違いで波形がどう変化するか観察しています。すぐにアプリを使いこなしていて、さすが数理科学科♪

 

アプリで振動数を測定しながら、グラスハープを調律していきます。
1年生は音波についてまだ詳しく学習していないので、先輩のアドバイスが頼りになります。

 

先生は見やすいパワーポイントで、目に見えない「音波」の現象を丁寧に説明して下さいました。学生のアシスタントの方もこまめに声を掛けて下さって、スムースに実験できました。
最後は「きらきら星」等を演奏して盛り上がりました。

宇都宮大学の先生方、アシスタントの方々、好奇心を刺激される楽しい実験を有り難うございました。

数理科学科1年生 体細胞分裂の観察 をしました

 
数理科学科1年生では、期末テスト明けに体細胞分裂の観察実験を行いました。

今回は、染色するところから自分でプレパラートを作り、分裂期の細胞を見つけることが目的です。
観察に使用したものは、
タマネギの根(種から発芽させたもの)と酢酸オルセインという染色液です。顕微鏡で観察ができるように、核を染めました。
タマネギ種子
(20℃の恒温器の中で3日目の様子)

酢酸オルセインで染色して、5分以上置いたら、
オルセイン染色
カバーガラスの上にろ紙をかけて押しつぶします
その後顕微鏡で観察し、分裂期の細胞を探します
観察

下の写真でもわかるとおり、
間期の細胞と比較すると分裂期の細胞は少ないので、探すのに時間がかかります
1枚のプレパラートにすべての分裂像(前期~終期)があることはほとんどありません。




(こちらはすべての分裂像がそろっているように見えます。
準備した人もすべてそろっているのは初めて見ました!プレパラート 1/240枚)

上記の分裂像を並び替えたものがこちら↓
前期から終期間期

1クラス分のプレパラートのうち、
1枚あたりに、
2種類の分裂像を確認・・・全員分
3種類の分裂像を確認・・・3割ほど
という結果でした。
クラス全体では前・中・後・終期のすべての分裂像が確認できたので、
準備した人も安心しているところです。

この実験では分裂像を探すまでが大変でしたが、
顕微鏡の操作も3回目ということもあり、
ピント調節は以前より早くできていましたね

顕微鏡は、今後の探究活動でも使う可能性がありますので、
操作の感覚をぜひ忘れずに・・・お願いします。

数理科学科では、このような実験を授業に多く取り入れています。興味を持った中学生の皆さん、一日体験学習などでもお待ちしていますよ!

硫黄の同素体 の実験をしました

数理科学科では、普段の授業で実験の時間を十分に確保して、知識が確実に定着するよう心がけています。その一例を紹介します。
5月の終わりから6月のはじめにかけて、
2年生3年生のクラスで硫黄の同素体を作る実験をしました。

ガスバーナーを使用する実験のため、感染症対策として、
教室を二つ使い、普段の半分の人数で行っています。

 kagaku        rika


同素体とは簡単に言うと、同じ材料でできた違うかたちのものです。
(例えば、チーズとヨーグルトなど)


今回の実験では硫黄の粉末から

単斜硫黄    ゴム状硫黄
「単斜硫黄」(右)「ゴム状硫黄」(左)
を作成し、そこに加えて

斜方硫黄
「斜方硫黄」の3つを観察しました。


これらは作り方が異なるだけで、すべて同じ硫黄の粉末からできています!


まず単斜硫黄を作るときは弱火でまんべんなく加熱し、


 単斜硫黄1


完全に液体になったらろ紙に流し込みます。

単斜硫黄3


表面が氷が張り始めたような状態になったら、


単斜硫黄4


ろ紙を開くと・・・


単斜硫黄5


単斜硫黄の特徴的な針状の結晶が観察できます。


このろ紙を開くタイミングが、初見ではかなり難しいと思うのですが、
2年生も、3年生もよく見極めていました!


続いて、ゴム状硫黄の場合は、単斜硫黄とは違って強火で加熱していきます。


ゴム状硫黄
(もうすでに単斜硫黄とは違った様子が見られますね。)


液体の表面に気体が見え始めたら、水の中に流し込みます。


ゴム状硫黄2

ビーカーの底に沈んだ物をピンセットでつかみだしてみると・・・

ゴム状硫黄3

これを引っ張るとゴムのように伸びます!

ゴム状硫黄4

伸ばしたときには「おぉ!」という歓声が上がっていました!

最後にルーペを使って、あらかじめ作られた斜方硫黄を観察しました。


斜方硫黄拡大

こちらも単斜硫黄とは異なる、ひし形のような八面体(とくに青い丸)の結晶が観察できます。


この実験は最初、2年生だけで行う予定でしたが、
3年生からも「作ってみたい!」との声があり、
3年生でも実施することになりました!


3年生は、実験で実際に作ってみたものを観察してみて、
「結合の違いがこんな見た目の違いに現れるんだ」
と事前に学習したことと頭の中で結びついたようでした!
これからも、感染症対策を十分にしながら、様々な実験に取り組んで化学の楽しさを追求していきましょう。生徒の皆さんも白衣姿が板に付いてきましたね。(^_^;)

成29年度 宇都宮大学GSC成果発表会・修了式

 4月8日(日)に、平成29年度 宇都宮大学GSC成果発表会・修了式がありました。この日をもって、本校生6名が無事に卒業しました。


日時 平成30年 4月8日(日)

場所 宇都宮大学 アカデミアホール

スケジュール

10:00 開会式

10:05 iP-U概要報告

10:25 口頭発表

13:00 ミニコンサート

13:40 ポスターセッション

      「ツカンカーメンのエンドウ豆 ~田の品種との比較~ 」

      「日光の地質 ~地層・軽石から見える男体山付近の景観~」

15:00 修了式
       

 

           ポスターセッションの様子

 

 

 

 

校内の樹木と森のウォッチング入門

  平成30年4月7日(土)、宇都宮中女子高等学校で実施された

「校内の樹木と森のウオッチング入門(春・桜編)」に数理科学科の生徒が参加しました。

参加した生徒の感想:「校庭に80種に桜があり、すごくきれいでした。ソメイヨシノは、散ってしまっていたので残念。エドヒガンとオオシマザクラの交配からソメイヨシノが生まれたことを知りました。」

 

 

日時  平成30年 4月 7日(土) 

         9:50 1300

場所  宇都宮中央女子高等学校 校庭・化学室

講師  宇都宮大学農学部教授 大久保 達弘 氏

内容  ソメイヨシノのルーツを科学的な考察をする。

参加者 宇都宮中央女子高等学校の生徒・小山高校生徒

       

平成29年度 数理科学科特別授業③

1月31日(水)
 数理科学科特別授業が行われました。
今回は講師として、宇都宮大学農学部教授の福井えみ子先生をお招きし、
「宇都宮大学の農学部の紹介・農学部の魅力」という題でお話しいただきました。
前半では農学部の特色や勉強内容について伺い、後半では様々な動物の抗原・抗体や野生動物のDNAによる個体識別について伺いました。
授業の後には普通科の生徒も交えての交流会も開かれました。

  
  

東京都市大学 高大連携特別授業

 平成29年12月9日(土)、数理科学科1,2年生を対象に、東京都市大学との高大連携特別授業が行われました。東京都市大学から、知識工学部の堀越篤史先生、高木晋作先生に来ていただき、講義を行っていただきました。生徒にとって大学レベルの授業を受ける機会は少ないので、とても貴重な時間となりました。生徒の興味関心も深まったと思います。
この特別授業を行うにあたり、学部長の田口先生、教授の飯島先生にご協力いただきました。
【内容】
①未来を予測する数学  堀越先生
②身近な物質と状態変化 高木先生

     
      高木先生の講義         堀越先生の講義

宇都宮大学高大連携実験講座①

 7月15日(土)、数理科学科1,2年生が宇都宮大学峰キャンパスで行われた『宇都宮大学教育学部高大連携科学実験講座』に参加してきました。
 物理、化学、生物の3分野から1つの実験講座を希望し、大学の先生から講義を受け、大学の設備で実験を行いました。

・物理:『運動の背後に潜むもの』 宇都宮大学教育学部 堀田 直巳先生
・化学:『化学反応とエネルギー』宇都宮大学教育学部 山田 洋一先生
・生物:『ゲルの電気泳動』 宇都宮大学教育学部 井口 智文先生

    
    化学実験        生物実験         物理実験
 
 今回の実験講座に参加して、科学に対する探究心を高めることができました。

渡良瀬遊水地を守る利根川流域住民協議会のプログラムに参加しました。

 平成29年6月11日(日)、渡良瀬遊水地を守る利根川流域住民協議会のプログラムに参加しました。

 「生き物調査とジョウロウスゲ保護活動」
 日時 6月11日(日) 9:00~
 渡良瀬遊水地 第二調節池内湿地再生実験地
        環境フィールド2
 (内容)
 ① 環境形成実験値の植物・昆虫の調査
 ② ジョウロウスゲ(環境省絶滅危惧種Ⅱ類)の保護

     
       生き物調査           ジョウロウスゲ

数理科学科特別授業(帝京大学)

 平成29年6月7日(水)6,7限において、数理科学科1,2年生対象の特別授業が行われました。帝京大学から、渡辺隆治先生、小林靖之先生、井口義夫先生の3名の先生方を講師としてお招きし、情報系、環境・エネルギー系、生物系の3分野について、お話していただきました。
 今回の特別授業において、生徒一人一人が真剣に話を聴くことができ、より情報・理科への興味関心を高めることができました。

 情報系:「コンピュータの中での足し算とかけ算」 
      講師 帝京大学 情報電子工学科 渡辺隆治 先生
 環境・エネルギー系:「太陽光発電が世界を救う」
      講師 帝京大学 情報電子工学科 小林靖之 先生
 生物系:「暮らしの中の遺伝子工学」
      講師 帝京大学 バイオサイエンス学科 井口義夫 先生

    

神奈川工科大学高大連携講座

 7月29日(金)、数理科学科1年生が神奈川工科大学で、高大連携講座を受講しました。
体験講座として、応用バイオ科学科 清水秀信教授による『食農や医療を支えるバイオ材料最前線』を受講しました。また、情報工学科と機械工学科の研究室訪問もさせていただきました。
 今回の講座に参加し、大学や研究室について深く知り、理解を深めることができました。
  
     

宇都宮大学高大連携実験講座 

 7月16日(土)と7月23日(土)の2日間、数理科学科1・2年生が宇都宮大学峰キャンパスで行われた『宇都宮大学教育学部高大連携科学実験講座』に参加しました。
 物理、化学、生物の3分野から1つの実験講座を希望し、大学の先生から講義を受け、科学実験を体験しました。

《7月16日》
・物理:『光とその性質』  
 宇都宮大学教育学部 堀田先生
・化学:『マイナス200℃の世界』
 宇都宮大学教育学部 山田先生 
・生物:『魚について』
 宇都宮大学教育学部 上田先生  
 
《7月23日》
・物理:『光とその性質』  
 宇都宮大学教育学部 南先生
・化学:『放射線について』
 宇都宮大学教育学部 山田先生 
・生物:『葉はなぜ緑に見えるか』
 宇都宮大学教育学部 井口先生 

 今回の実験講座に参加し、大学の設備だからこそできる実験を体験することができ、科学に対する関心を高めることができました。

《物理『光とその性質』実験風景》
    

《化学『マイナス200℃の世界』実験風景》
 

《生物『魚について』実験風景》
   

数理科学科特別授業(理科)

 平成2868日(水)に数理科学科1,2年生対象の特別授業が行われました。帝京大学から関根久先生、飽本一裕先生、平澤孝枝先生の3名の先生方を講師としてお招きし、機械系、環境系、生物系の3分野についての特別授業をしていただきました。

 機械系:演題『会話、12段梯子登りする170 cm人型ロボット』

              講師 帝京大学 関根久 先生

 環境系:演題『地球環境最前線』             

 講師 帝京大学 飽本一裕 先生

  生物系:演題『体のでき方を考える』

          講師 帝京大学 平澤孝枝 先生

                    
  
 今回の特別授業において、生徒一人一人にとっての新たな発見もあり、より理科の学習への関心を深めることができました。