数理科学科

数理科学科の活動の様子を紹介します

数理科学科2年 課題研究発表会 が行われました

3/23(水)の5~7時限に、数理科学科2年生による 課題研究発表会が実施されました。

今回は、
栃木県教育委員会事務局 高校教育課 指導主事 雫 晃先生
東京都市大学 理工学部 医用工学科 教授 京相 雅樹先生
をお招きし、
来年課題研究に取り組む予定の1年6組、数理科学科の職員が見守る中、発表会を実施しました。
 
     
 

各班の発表タイトルはこちらです。


1 水撃ポンプを用いた揚水式発電の省エネ化
2 植物性油の自然発火
3 環境によい生分解性プラスチックの実用化
4 お茶の一般菌に対する抗菌殺菌作用について
5 野菜や果物を用いた電池のpHと糖度の関係について
6 ミジンコの拍動と水温の相関性
7 コンピュータゲーム「テトリス」を制作する
8 ミニ四駆の重心による速度の変化について
9 ガウス加速器による発電
10 壁の配置と建物に表れる地震の影響
11 紫外線の遮断と色と材質の関係
12 超音波と汚れの落ち方について
 
高校教育課の雫先生からは
「今回の発表会を実施する意義は、発表者に対して、聞き手から質問することによって、自分になかった視点・観点を知ることができることにある。
課題研究中に、実験方法などを試行錯誤しながら取り組んだことが、
これからの『VUCA時代(将来の予測が困難な時代)』において、問題解決に取り組む上で活きる力になる。
 
東京都市大学の京相先生からは
プレゼンテーションで評価される、という場は今後生涯続いていく。
自分たちの取り組みの途中経過を見ていない人にも伝わるように、今回力を発揮できたか振り返ってほしい。
今後、発表の場数を踏んで、人に伝える技術を磨いてほしい。
 
とご講評いただきました。
 
例年は、1月に発表会をしたのち、「探究学習活動記録集」を作成していますが、今年度は発表会が延期されたことにより、先に「記録集」を作り、そののち発表会となりました。
昨年と異なった流れで、戸惑いもあったかと思いますが、先に「記録集」にまとめたことで、より発表の内容が整理されていたように感じました!!
思うように計画が進められなかったりと苦労した中でも、
2年生の集大成として、よく発表できていたと思います。
 
1年生には、来年自分たちが発表する際に、今の2年生より深められるように
今日の発表会での出来事を4月からの活動に生かしてほしいです

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

2年生数理科学科 課題研究発表会 の延期について

今週の1/26(水)に予定していた課題研究発表会は、感染症拡大の影響により、延期することとなりました。

県内の感染状況を考慮して、後日新たに日時を設ける予定です。

課題研究発表会が延期されたことで、現在は「探究学習活動記録集」の制作に集中して取り組んでいます。

今の努力は、自分の進路開拓や研究者としての基礎固めに必ず役立ちます。部活動もできない今の時期に、「全集中」で頑張りましょう!応援していますよ。 (*^_^*)
記録集は、毎年数理科学科で作成している研究集録で、1年間の探究活動をまとめたものです。
1年生は、日光自然探究学習について、2年生は課題研究についてまとめています。

今年度の2年生は、例年と比べて実験をたくさん行っている班が多かったので、
データをまとめるだけでも大変な作業だと思います。
カテキンの抗菌作用

原稿を作る上で、実験のデータをまとめて、わかりやすい図やグラフを作成することも大変ですが、
予想外の実験結果をどのように扱うかも難しいところです。

今日の課題研究の時間も、グラフのレイアウトや、伝えたい内容が読者に伝わる表現か
などを先生方に相談している班が多く見られました。

いろいろと活動が制限される中でも、時間を見つけて原稿作成を進めています!
2年生は昨年度作った経験を生かして今年もよりよい記録集ができますように!

数理科学科2年生 課題研究発表会に向けリハーサル中!

 
2年生数理科学科では、来週1/26(水)課題研究発表会に向けてリハーサルを行っています!
リハーサル
課題研究発表会では、今年度2年生が取り組んできた、各自で設定したテーマについての研究内容を発表します。
今年は感染症拡大の影響により、保護者の方をお呼びしての発表会とはならず残念ですが、
生徒の皆さんは頑張って準備を進めています!!
 
色班
発表用スライドの操作を確認したり、
データ作成
最後の追い込みで資料作りをしています。
 
実際にタブレットを操作してみると、グラフやアニメーションがなかなか表示されなかったり・・・
プログラミング班
 
本番に向けて試行錯誤を重ねています。
 
来週の発表会では、12班が発表する予定です。
皆さんが1年間取り組んできた探究活動の成果を楽しみにしています

数理科学科1年 日光自然探究学習発表会

 令和3年度 数理科学科1年 日光自然探究学習発表会 が 12月21日(火)午後、本校第2学習室にて行われました。
 4月から準備をし、7月には県立博物館県立図書館で事前学習、7月29日、30日に奥日光でフィールドワーク、それをまとめて10月に中間発表(ポスターセッション)、そしていよいよ今回の発表会本番となりました。

 1-6の生徒達は放課後や土曜日も遅くまで残り、発表用スライドや発表原稿を懸命に仕上げ、何度も何度もプレゼンの練習を重ねてきました

 当日は,栃木県教育委員会事務局高校教育課 指導主事 雫 晃 先生、フィールドワークでも大変お世話になった栃木県立博物館 主任研究員 栗原 隆 先生はじめ、学校評議員の方々宇都宮商業高校、馬頭高校、小山城南高校の先生方、多くの保護者の方々本校職員、そして1年前に同じ舞台を踏んだ数理科2-6の先輩達が熱心に見守る中での開催となりました。

  

 

 昆虫、植物、水質、地質、動物、鳥類…。各班とも、2年生の先輩達から次々と質問が出て、1年生も班内で相談しながら精一杯答えます。研究会に臨む姿勢がどちらも素晴らしく、互いに切磋琢磨し、成長し合っているのを目の当たりにできました。

 

 

 

 

 



 最後に、教育委員会指導主事 雫先生 と 県立博物館主任研究員 栗原先生から講評を頂きました。
 雫先生からは「客観的なデータをとることの大切さ」「見方・考え方を変えてみる事が探究テーマにつながる」といったお話があり、「たとえ失敗しても、『確実に失敗する』と分かれば、それはそれで立派な探究。安心して探究していい。」という言葉には勇気づけられました。
 栗原先生からは「言葉を正確に使う」、「目的、方法、結果、考察をきちんと分ける」等のアドバイスがあり、「『松の木が枯れる原因』は虫、大気汚染、酸性雨等、はっきりしなかったが、落ち葉などで根が黴びるのが大きな要因になっていることが最近分かった」というエピソードから、生き物を調べる事の難しさと面白さを教えて頂きました。

 1年生は今日の収穫を生かして、探究学習活動記録集の原稿をまとめる段階に入ります。1月26日の2年生の課題研究発表会では、今日の先輩を見習って、沢山いい質問をして盛り上げて下さいね。それが数理科ならではの「恩返し」です。 (^_^;)

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^)

数理科学科1年 日光自然探究学習ポスターセッション

 10月13日、1年生の日光自然探究学習の中間報告として、ポスターセッションが行われました。2年生の先輩多くの先生方の前でこれまでの学習の成果を披露し、質疑応答やアドバイスを頂く中で、プレゼンテーション力を高め、12月の本発表に向けて探究を深めることを目指します。

 
 ↑開会式の様子

 密を避け、2つの会場で時間指定で交替しながらのセッションとなりましたが、昆虫樹木草花水質地質シカサンショウウオ等について研究した各班が、この日まで懸命にまとめてきた研究内容を発表しました。

 

 
 
 

 

 

 

 1年生は定期テスト直後で、リハーサル時間も限られていたのですが、ほんの数日でプレゼンテーション力目を見張るほど上達しました。聞いて下さる先輩や先生方によく伝わるように、発声言葉遣い話すスピードアイコンタクト、何処をどう強調するか…等、工夫して頑張ってきましたが、当日も回を重ねるごとに上達し、自らコツを学び取って改善できているようでした

 更に、2年生の質問も本当に素晴らしいものでした。真剣に発表を聞き、ポスターを吟味し「研究がより良くなるにはどうしたらよいか」「これまでの自分たちの経験の中で1年生の参考になることはないか」「どう伝えたら1年生によく理解してもらえるか」考えに考えた上で、発言している姿は、それだけで1年生に大きな刺激になったと思います。

 時間ギリギリまで熱心に質問し、それに1年生もなかなか的確な受け答えを瞬時に繰り出し、見応えのあるポスターセッションとなりました

 1年生の本発表は12月21日です。今度はパワーポイントでの発表となります。2学期期末テストを挟むので意外とのんびりできません。修学旅行から帰ってきた2年生に驚いてもらえるような発表となるよう、探究を進めていきましょう(*^_^*)

数理科学科2年生 課題研究中間報告会

2年生課題研究中間報告会9月28日(火)5~7限目に行われました。
 
この時間は、2年生のここまでの課題研究の進捗状況について、研究目的から実験の様子、今後の課題について発表・報告することで、
1月の本発表に向けて、研究の進め方や発表の仕方について見直しをしていく機会としています。
例年、2年生の発表を1・2年生が同じ部屋で聞いていましたが、
今回は感染症対策を十分にする必要もあることから、2年生は発表する会場で、1年生はその配信を教室で聞くスタイルで行われました。

2年生 1年生
(左が2年生 右が1年生 それぞれ別の会場で視聴
 
発表された演題の一覧がこちらです。
 
1.再生可能エネルギーによる発電
2.植物性油の自然発火
3.環境によい生分解性プラスチックの実用化
4.お茶の一般菌に対する抗菌殺菌作用について
5.野菜や果物を用いた電池の発電効率をよくするには
6.ミジンコの拍動と水質汚染
7.コンピュータゲーム「テトリス」を制作する
8.マスダンパによるミニ四駆の速度と安定性について
9.ガウス加速器による発電
10.偏心位置の違いと建物への地震の影響
11.光の透過と色の関係
12.超音波と汚れの落ち方について


発表者は、若干緊張気味に見えましたが、プレゼンすることの難しさ伝えることの難しさを実感できたと思います。残されている期間は長くはありませんが、数理科で3年間を過ごした「証」ともいえる、この「課題研究」が充実したものとなるよう、今手持ちのデータや文献をさらに「整理・分析」し、研究目的を達成できるよう「まとめ」つつ「次の課題」を見いだしてつなげていけるよう努力していきましょう。

写真をこまめに  アニメーションを利用したスライド
 
発表した2年生の振り返りを一部ご紹介します。
 
参考になったこと
アニメーションが見やすかった。視覚的な工夫が参考になった。
・実験結果の写真だけでなく、実験準備の様子や実験途中の写真があって進捗状況が把握しやすくなっていた。
・グラフを重ねて比較しやすくした工夫は参考になった。
 
今後の取り組みについて注意すべき事
・質問されそうなことを予測して準備する
・今回質問された点、それにどう対応したか、について、次回の発表の内容に含めてきちんと報告する。
・今一度テーマが妥当なものか見直す
 
他にも、ゆっくり話すことや、聞いている人の反応を見ながらスライドを動かすことを意識したいという意見が多数ありました。
自分の班以外の発表をみることで、自分たちの発表を客観視することができたようです!
 
担任の先生は、
「会場準備は手際よく、発表の内容も熱意を感じるものが多く、ここまで予想以上に頑張ってくれました!今回学んだことを生かして、より研究を充実させてほしいです。」と総評され、去年からの成長を感じられた報告会となりました。
 
他の先生方の講評では主に発表の仕方や目的意識の持ち方についてアドバイスいただきました。
 
・発表に対して質問が出るということはまだ伸びしろがあるということと考え、今回出た質問を今後の研究に生かしてほしい。
伝わるスライドの作り方、見せ方を意識してほしい。
・最初に設定したテーマから変わっていく可能性もあるが、今 何を調べるために研究・実験をしているかを意識しておく。
 
1年生は別会場ではありましたが、2年生熱心な質疑応答の様子をみて、
来年の「自分たちの中間報告会」のイメージが具体的になったようです。
また、1年生が今取り組んでいる「日光自然探究学習」中間報告会として実施されるポスターセッション10月13日に行われる予定です。
こちらも当日、1年生と2年生の間で活発な意見交換が行われることを楽しみにしています

夏休み中の課題研究

夏休み中の課題研究の様子をご紹介します。
 
まず「再生可能なエネルギー」の水力発電を中心に研究している班では、
水車とポンプを作っていました!
水車はパソコン室で不要になったものを廃材利用しているようです。
 
ポンプの作成 水車の作成
 

「プラスチック」の班では生分解性プラスチックの作成に励んでいます!

材料を卵白・豆乳・牛乳で変えてみたり、脱水する方法を工夫してみたり、
いろいろと条件を変えて作成しています。
 
ろ過したもの ろ過する プラ試作
 

 

「お茶の抗菌作用」の班ではいよいよフードスタンプを使って実験が始まりました。
まず紅茶・ジャスミンティー・緑茶・ほうじ茶を抽出するところから始めます
熱いままだと、フードスタンプの培地が溶けてしまうので冷ますところまでが準備です。
観察にも数日かかるので、かなり時間が必要な実験です
お茶一覧 抽出
 
「電池」の班では主に野菜・果物を使って調べるようです。
昨年度の先輩方の研究に加えて、さらに糖度計を使って糖度を調べてから実験していました!
 
電池作り
 
「ガウス加速」の班では、チャッカマンから部品を取り出して、電圧・電流を調べたり、オシロスコープで波形を調べたりしていました。
オシロスコープ
 
 
夏休み中の課題研究も、それぞれ目的をもって熱心に取り組んでいました
9月には中間発表もあるので、引き続き研究を深めていってほしいです!

数理科学科1年日光自然探究学習2日目その2

 地質班は 栃木県立博物館 吉田 貴洋 先生と、半月峠の展望台からスタート。
 立木観音湖畔駐車場、華厳滝観瀑台、竜頭の滝、赤沼を巡り、奥日光が形成された過程を岩石に着目して探ります。班の中で最も高低差があり険しいコース。採取した岩石を握りしめて赤沼駐車場に現れた班員達は、心地よい疲労感と満足そうな表情を浮かべていました。

 動物班(シカチーム&両生類チーム)は ネイチャーガイドコンシェルジュ 安部 輝行 先生と湯滝から出発。シカの生態、食害の実態、駆除方法について探究します。安部先生は「何か違和感はない?」と問いかけ、班員自ら自然を観察し、発見し、学び取ることを促して下さいます。

  

  

 続いてサンショウウオを探しに。幼生3匹に出会えました
 水に入ったり、ヘビと格闘したり、午後まで奮闘しました。

  

  

 鳥班は引き続き刑部先生と赤沼から戦場ヶ原へ。班員達も望遠鏡や撮影にもすっかり慣れ、刑部先生に褒めて頂けるような一枚も撮れました。通りかかるハイカーの中には「何が見えるんですか?」と足を止め、一緒に耳を澄ませ、梢に目を凝らしていく方も。

  

  

 ホテルに戻ったら講師の先生方にご指導頂きながら班ごとに活動をまとめ閉講式で成果を発表しました。講師の先生方からも一言ずつお話頂き、この2日間をしっかりと振り返ることができました。

  

 何時間も自然の中で汗を流し、水に浸かったり、岩をよじ登ったりしながら、観察し、考察し、撮影・録音し…。そんな中、全員が集中力を保ち続け、極めて熱心に取り組み、一人も弱音を吐かず、むしろ生き生きと、怪我も病気もほとんどなし。
 これは決して当たり前のことではないと思います。この数理科学科のパワーに私は一番感動し、とても嬉しい気持ちになりました。

 一緒に汗だく・泥まみれになりながら生徒達の好奇心を引き出して下さった講師の先生方、わざわざ日光まで下見に来て下さったり、お忙しい中、丁寧に準備をして下さり、本当に有り難うございました。その指導力には感銘を受けることばかりでした。我々スタッフにとっても、貴重な「学びの場」となりました。改めて感謝申し上げます。
 そして生徒達を支え、送り出して下さった保護者の方々のお力があるからこその行事です。ご理解ご協力、感謝申し上げます。
 探究活動は12月の成果発表会に向けて、次のステージに入ります。まずは資料や体験したこと、細かなデータをまとめ、分析していきましょう。お世話になった方々への感謝の思いを抱きながら、探究の旅路は続いていくのです。 (*^_^*)