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1年生日光自然探究学習(初日)

 7月29日(木)、30日(金)、数理科学科1年生の日光自然探究学習が行われました。
 4月から時間をかけて準備してきた、数理科学科1年生の最大の行事です。
 全員元気に小山高を出発。用具係は朝から、班別探究で使う重い荷物をテキパキとバスに運んでくれました。
 日光自然博物館にて開講式。栃木県立博物館 栗原 隆先生から、ご専門の昆虫のお話を中心に「自然とは何か」「自然を探究するとはどういうことか」等、フィールドワークについての心構えを教えて頂きました。

  

 その後、博物館内を見学。県立博物館とはまた違った、日光ならではの展示を楽しみ、各班のテーマに関する資料を熱心に撮影していました。

 

 赤沼駐車場で昼食をとり、いよいよ西ノ湖へ。爽やかな森の中を気持ちよくトレッキングしながら、栗原先生が次々と植物、動物、昆虫、土壌などについて分かりやすくガイドして下さいます

  
  

 西ノ湖の景色に感動していると突然の雨。文字通り、身も心も洗われました。
 遠くで雷も聞こえてきたので急いで記念撮影をして帰ります。

 
 

 帰り道も最後まで熱心にご指導下さった栗原先生。
 1日大変お世話になり有り難うございました。(*^_^*)

 ホテル着。まず今日のまとめと明日の班別行動の用具の準備。
 皆が協力してとてもスムースに進み、おいしい夕食と温泉をゆっくり満喫できました。
 

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!

数理科学科2年生 今週の課題研究(ミジンコ班)

数理科学科2年生の今週の課題研究の様子を紹介します。

今週は、
夏休み中の活動計画をたてる
研究に必要なものを調べ事前準備を進める
という目標をもとに活動しました。

ミジンコの心臓の拍動を調べる」では、
ミジンコがすでに学校に届いていたため、さっそく顕微鏡で観察をしていました。

顕微鏡観察
今回は「タマミジンコ」を使っています!

ペットボトル内のミジンコ


(赤いのところにいる点のように見えるものです。)
目をこらして見れば肉眼でも確認できるくらいの大きさです!
ミジンコの姿を顕微鏡で確認できたので、
これからこまめに培養して観察を繰り返します。

水槽からとる
水槽から少量をビーカーにとり、

ビーカー
藻類を少しと、水道水を注ぎます。
(これでたくさん増える予定・・・<仮説!

カメラを固定して撮影
最後には、心臓の拍動記録することができました

今後、心臓の拍動の変化をどう調べるか何を使うかなどを考えるよう、担当の先生から課題が出されました。

担任の先生からは、
課題研究で充実した夏休みになることを願っています」と励ましの言葉をいただいたので、
昨年の日光探究学習での経験を生かして、今年の課題研究も、より充実したものになる予感がしています!

数理科学科1年生 日光自然探究学習STARTプログラム

 6/22(水)、23(木)の7限目、数理科学科1年生が、日光自然探究学習STARTプログラムに取り組みました。
 まず、探究学習において、本、研究論文、ネットなどから情報収集する場合の注意点や、引用する際のマナー、著作権に関する基礎用語について学びました。

 

 各自好きな本を選び、実際に奥付を見て文献を引用する際の練習をしています。



 後半は、各グループの研究テーマについて、具体的な研究内容を話し合ったり、そのために必要な情報を収集したりしました。
 動物、植物、地質、鳥類、昆虫、水質…等、検討しているテーマは様々。
 図鑑、先輩方の研究、栃木県立博物館の企画展図録… 皆、真剣な表情で見入っています。
 
  

 学べば学ぶほど、当日のフィールドワークで得るものも大きくなることでしょう。チームワークを発揮して実りの多い現地調査になるよう、入念に準備していきましょうね。ここが「探究」の入口です!

数理科学科2年生 大学の先生との打ち合わせ

6/14~6/15に、2年生の数理科学科で課題研究のテーマごとに分かれて、大学の先生方と打ち合わせをしました。


東京都市大学の先生とは「Zoom」を使って・・・

           

日本工業大学へは、実際に足を運び・・・

          


それぞれが取り組む研究テーマについて方向性を定めたり、
具体的な研究方法についてアドバイスをいただきました!


可視光(人間の目に見える光)をテーマにしようとしている班では、
大学の先生から、「電磁波についてもよく調べてみた方がよい」
とアドバイスをいただいていました。
さらには、先生からの紹介を受けて、
「昆虫と人間の色覚の違いにも興味を持った!」と目が輝いていました


植物油による自然発火の対策や活用について調べようとしている班では、
研究方法について、より安全なやり方や具体的に必要な器具を教えていただいたようです!

大学の先生との打ち合わせを経て、今後の研究イメージが湧いてきたことと思います。
本格的に研究へ入る前に、少しは不安が解消できたのではないでしょうか?

数理科学科3年生 STARTプログラム

6月15日(火)の6・7限に、数理科の3年生を対象に「小高STARTプログラム」が行われました。

この時間では、3年生が今まで取り組んできた探究活動「日光自然探究学習」・「課題研究」を振り返って、今後の進路実現のために、何が必要かを具体的にすることが目的です。

まず前半の時間では、探究活動を振り返って、
・探究活動のはじまりとおわりを比較して、自分が成長できたこと
・今後取り組む上での改善点
について書き出したり、一緒に探究活動をした仲間と話し合ったりしました。




後半では、
・今後の進学先で何を学びたいか、研究したいか
・これからの社会に貢献するにあたって、どのような将来像をめざすか
・めざす将来像のためには、大学在学中に自分のどのような部分を成長させる必要があるか
をワークシートにまとめました。

この活動を通して、3年生は今後の課題が具体的になったようです!
(生徒のコメント)

「自分の進みたい学部の内容について、知識が不足していることに気づいた
「課題研究で学んだことを、これからの進路探究活動にどのように生かせるか、よく考えたい


このプログラムを担当した先生からは、
「今回友達と話し合った際に出された、自分とは異なる見方を大切にしてほしい。

担任の先生からは、「探究活動という貴重な経験をぜひ生かして、進路の実現につなげてほしい」
と励ましの言葉を最後にいただきました。


3年生にとっては小山高校でだけでなく、今後の人生でも探究活動は続いていきます
今までに身につけた探究心で、将来を切り拓いてくれることを願います
Bon voyage! (みなさんの探究の旅路に幸せなことがたくさんありますように)

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。(^_^;)

令和3年度 日光自然探究学習 情報交換会

6/9(水)の7限目に、日光自然探究学習についての情報交換会が行われました。
これは、2年生が昨年取り組んだ日光自然探究学習の内容について、1年生へ簡単に発表することで、今度は1年生がモチベーションを高めることを目的としています。
日光自然探究学習」は数理科学科の1年生にとって、事前・事後研修も含めて年間を通して取り組む大きな活動なのです。
今回2年生が紹介した内容は以下の通りです。

「日光の両生類・爬虫類」
「樹木の地上部と根の特徴の関係性」
「日光湯ノ湖西岸における土壌と木の関係性」
「戦場ヶ原における甲虫の生息場所と生態」
「奥日光に生息するチョウの種類」
「湯ノ湖周辺の鳥類」
「日光の地形を構成する岩石」


1年生は、発表の方法や見習いたい点について一生懸命メモをとっていました!

   

今年、実際に1年生が日光でフィールドワークをするのは7月末日を予定しています。
これから1年生は、調べたいテーマに分かれて事前研究をすすめます。
事前研究では、現地で特に何を観察してくるかを具体的にしたり、フィールドワーク必要な知識を深めていきます。

この時間に、2年生から1年生へ引き継がれた情報や課題をもとに、1年生がよりよい探究学習につなげてくれることを期待しています!日光を探究するバトンは、2年生から1年生に確実に渡されました。さぁ、数理科1年生の皆さん、頑張っていきましょう!

令和2年度 数理科学科 課題研究報告会

 1月27日(水)の午後5限目から7限目にかけて,「数理科学科課題研究報告会」が行われました。数理科学科の2年生2年6組)が,1年間かけて取り組んできた研究について,数理科学科の1年生,そして参加を希望してくださった保護者の前で発表しました。様々な工夫を凝らしたスライドを用いた発表に,クラスメイトだけでなく1年生からも質問が飛び交い,とても充実した時間になりました。研究内容は,物理分野,化学分野,生物分野の多岐にわたり,自分たちで自由にテーマ設定しました。過去の調査を引き継いで実施したものや,ライフワーク的に継続している研究等もありバラエティに富んでいます。今年度は全14班,なかには一人で研究に取り組んだ生徒もいます

 今年度はコロナ禍にあり,年度当初には長い休校が続きました。さらに,昨年度までのように大学を訪れて実験を行う機会が多く持てないなど,研究に制限や困難が伴いましたが,Zoomを利用して大学の先生と討論するなど工夫しできることに精一杯取り組みました。

 「テーマ設定の理由」「研究方法」「研究の結果」「考察」「今後の課題」。どの班も,自分たちの行ってきた研究の過程を,しっかり筋道を立て,みんなの前で堂々と発表することができました。1学年次の「日光自然探究学習発表会」のときよりも明らかな進歩が見られ,頼もしい姿を見せてくれました。この経験は数理科学科の皆さん1人1人にとって,きっと大きな糧となることでしょう。

 さて,これからは「研究集録」の作成に取り組むことになります。まだ残された時間があります。「今後の課題」にしっかり取り組み,さらなる進化を目指しましょう。期待しています。