活動の記録

自然科学部

【自然科学部】探究博覧会に参加!優秀賞・学校奨励賞を受賞しました!

 8月18日(水)「探究博覧会2021」がオンライン開催され、参加しました。

 

 博覧会は、「SSH事業の一環として、探究活動に関して分野を問わない全般的な情報交換の場を設置して、学生の様々な場面における探究的活動の質的向上を図ること」を目的とし、工学院大学の主催で行われました。


 当日は、全国の高等学校等の生徒が参加し、テーマ(①アートで感じる探究の世界(周期表)、②競って見いだす探究の世界(濃度測定))に関するZoom発表会を行いました。

 参加高校:東京都立多摩科学技術高校、宝仙学園高校、群馬県立前橋高校、

       宮城県立石巻高校、福島県立安積高校、埼玉県立熊谷西高校 etc

 

・アートで感じる探究の世界(周期表)に自然科学部1年生5名1チーム(小川・富岡・中村・新山・吉澤)で参加しました。

『元素の周期表は物質を化学的に眺める際に役立つ地図みたいなものでもあります。そこで、皆さんに、周期表に何か情報を盛り込んだものをつくって欲しいと考えています。どのような情報を載せるか、その情報についてどのようなことを感じて欲しいか、感じて欲しいことを強く感じてもらうためにデザイン上でどのような工夫をしたか、つくり上げた周期表とその周期表への思いを送ってください。』 

 下記が本校生徒の作品と、主旨です。

 「イオンになった時の電荷量と電子殻」に注目して作りました。上の数字が価数で、その列の元素がイオンになったときの価数を示しています。赤色の元素は陽イオン、青色の元素は陰イオンになります。紫色の元素が希ガス原子です。オレンジ色の元素は遷移金属で、一価又は二価の陽イオンになります。灰色の元素はイオンにならない、又は非常にイオンになりにくい元素です。黄色の元素はランタノイドとアクチノイドをまとめたもので、大体三価の陽イオンになります。イオンが複数ある元素は一番なりやすく、安定しやすいイオンで表記しています。この周期表のいいところは、その元素がイオンになった時「何価の何イオンになるか」が一目でわかるところです。

 他校の生徒や先生方に一生懸命説明しました。

 

・競って見いだす探究の世界(濃度測定)に自然科学部2年生8名2チームで参加しました。

『濃度不明の指定された銅(Ⅱ)イオン水溶液の濃度を求める実験に挑戦してもらいます。原理から始まり、操作と結果を経て、濃度を推定してもらいます。実験を計画して実行する際に、安全面でどのような配慮をしたのか、実験の精度を上げるのにどのような工夫をしたのか、実際に実験してみて気づいたことは何かなども報告してもらいます。』

 

①銅(Ⅱ)イオン水溶液の吸光度(吸収スペクトル)から、濃度を求めました。

 大坂、佐野、中澤、山本で発表しました。発表資料の一部抜粋、発表の様子です。

 銅(Ⅱ)イオンの吸収と水の吸収を対照実験からしっかりと分離していました。

②銅(Ⅱ)イオン水溶液に銅よりイオン化傾向の大きい金属(マグネシウム、アルミニウム、亜鉛、鉄)を入れ、金属樹を生成した量から、濃度を求めました。

 木村、島﨑、樋口、渡辺で発表しました。発表資料の一部抜粋、発表の様子です。

 金属樹の生成過程における水素の発生分や沈殿物を計算から除き、一生懸命濃度を求めました。

 様々な実験のアイデア、発表の工夫が見られ、生徒の探究する力が発揮されました。

そのおかげで、それぞれ賞をいただきました。

今後もオリジナリティを大切にして、積極的に成長していってほしいと願っています。

【自然科学部】化学実験集 第1弾 炎色反応!!

こんにちは!

自然科学部(化学班)1年生です。

これから化学実験を紹介していきます。

ぜひ、身近な化学を楽しんでください。

 

今回は、

【化学実験集 第一弾:炎色反応】です!

みなさんは炎色反応をご存知ですか?

花火が赤・青・黄・緑と様々な色できれいなのは、この炎色反応のおかげなのです!

金属塩を炎の中に入れると、その元素に特有な色を示します。

 

今回はそんな炎色反応を金属の種類で色が違うだけでなく、

二種類の金属塩を混ぜると炎色はどうなるのか?

さらに、 黒い炎 を作ってみました!

 

下記のリンクからYoutubeへ移動していただいて、私達の挑戦をご覧ください。どうぞ!!

https://youtu.be/5b9JrYgjymY

 

さあ、始まりました!まずは金属塩による炎色反応を1つ1つ観察していきます。

炎色反応の仕組みも解説しています。ちゃんと理解しましょうね。

まず1種類の金属塩で炎色反応を見てみます。

炎色が赤くなりました。含まれる元素は何でしょうか?

答えは、リチウム Li です。(書いてありますね 笑)

それでは、2種類の金属塩を混ぜると炎症反応はどうなるのでしょう?

( ↑ 動画を確認してみてくださいね)

 

さらに黒い炎はどうやって作るのでしょう?

ご覧いただき、ありがとうございました!実験は楽しいね。

次回をお楽しみに!

 

【自然科学部・チームアライグマ】オンラインミーティングを行いました

7㈮、今年度最初のミーティングをオンラインにて開催しました。

チームアライグマは県内の高校生を中心とした有志団体で、外来生物に関する調査を行っています。

チームの活動は中谷医工の助成金を受けて行っています。

近年は特に、アライグマとクビアカツヤカミキリについて生息痕の調査を定期的に行っています。

今回は、各校が新入部員を迎えた中、

今後の各学校の調査内容や発表に向けた準備、イベント開催について検討しました。

コロナ禍ではありますが、可能な範囲で生物の状況をモニタリングし続け、

発信し続けていきたいと考えています。

外来生物に関する情報をお持ちでしたら、ぜひチームアライグマまでご一報ください!

【自然科学部・チームアライグマ】アライグマとクビアカツヤカミキリの痕跡調査

県内の高校生を中心に結成され、外来種問題の解決を図る有志グループ、

「チームアライグマ」に熊谷西高校の自然科学部も参加しています。

新型コロナウイルスの感染拡大防止のため休止中だった野外調査を、

感染対策を行いながら再開しました。

外来種調査は継続してデータをとり、蓄積していくことが重要です。

外出自粛で人の出入りが少なくなった寺社では、外来種による被害が拡大することも予想されます。

新しい被害のあった寺社には連絡をするようにしています。

前回の調査で出入りの激しかった寺社の天板は補修され、新たな目立つ痕跡は見当たりませんでした。

被害拡大防止のため、今後も定期的に調査を行っていきます。

 

↓ 調査風景

 

↓ 自動撮影カメラ設置の様子

↓ クビアカツヤカミキリ調査の様子。サクラの木に寄生するため、根元をしっかりチェックします。

↓ アライグマの足跡。しばらく雨が降っていないため、かなり前のものと考えられます。

【自然科学部】東北大学『科学者の卵』ZOOM発表会

 自然科学部(化学班)にて、2年生の生徒(一部)を東北大学『科学者の卵』へ1年間参加させています。そこでの経験を自然科学部にて活かしてもらっています。

 

『科学者の卵』養成講座とは?

 全国から科学の大好きな生徒が集まり、大学レベルの講義や研究を肌で感じながら、科学に対する興味や知識を深めていくものです。科学者に必要な探究心、物事の本質を見抜く力を養います。

 

 先日、一年間の研究成果について発表会が開かれました。コロナの影響を考慮して、ZOOMでの発表会となります。

 他校生徒の発表も非常に立派なものでしたが、本校生徒の発表も負けていません。相手の発表を理解するためにメモを取り、質問することでさらに理解を深めます。

 未来の研究者を目指してがんばっています!!

 

日本化学会「化学と教育」誌に自然科学部が紹介されました!

 今回、自然科学部(化学班)の取り組みについて、日本化学会の発行する「化学と教育」誌68巻12号(2020)のp518に掲載されました。

 

 下記リンクから、ご参照いただけます。

 化学クラブただ今実験中!_埼玉県立熊谷西高等学校_自然科学部.pdf

 

 生徒達は毎日、自分の研究テーマについて地道に丁寧に実験を進め、地域の小中学生に実験教室を開いたりしています(コロナの影響により現状は十分な活動はできていませんが・・・)。日本化学会は、日本の化学における産業・教育について振興・発展を支える機関です。その日本化学会に本校、自然科学部の活動が紹介されることは非常に光栄ですし、生徒の地道で丁寧な活動が認められたことは率直に嬉しいかぎりです。生徒達には先輩から後輩へ伝統を引き継ぎながら、化学の楽しさを精一杯感じてほしいと願っています。

 

【自然科学部】電子顕微鏡でミクロの世界をのぞいてみよう!

電子顕微鏡を用いて、身近なものを観察してみようと思います。

今回、地域における科学教育の振興を目的として、株式会社日立ハイテクノロジーズ様より日立卓上顕微鏡TM4000をお借りしています。大変ありがとうございます。

 

電子顕微鏡とはどんなものでしょうか?

世の中で最も小さい電子を対象にぶつけて、その形状を見ていきます。そのため、光学顕微鏡よりも小さいもの、ミクロの世界をのぞくことが出来ます。ただし、電子をぶつけるため真空が必要であり、観察する対象は金属など導電性があるほうが有利です。

しかし、日立卓上顕微鏡TM4000は真空度を制御して、導電性のない対象も観察できます。さらに、電子を対象にぶつけてその跳ね返りを見ているので、観察対象の材質の違いを見ることも出来ます。

 

最初に身近なものということで、髪の毛を観察することにしました。

株式会社日立ハイテクノロジーズ様よりお借りした日立卓上顕微鏡TM4000です。

これから髪の毛をセットして、その表面を観察します。

100倍と500倍で観察してみました。髪の毛の表面にキューティクルが見られます。

キューティクルは硬いタンパク質が主成分です。密になっており、非常にきれいで健康的なキューティクルですね。

生徒も興味を持ってくれたようです。

コロナでみんなが毎日している、使い捨ての不織布マスクを観察したいと準備をはじめました。

マスクを切って、観察台のカーボンテープ上に貼り付けます。

電子顕微鏡を真空にするとき剥がれないよう慎重に作業しています。

 

 

観察対象のマスクの準備が出来たので、電子顕微鏡に入れます。

観察用のカメラなどにぶつからないよう、高さの調整が必要です。

焦らず、慎重にセットして、真空に引いて、観察を始めます。

  

マスクは1枚10円ほどのものです。三層構造で、外側・中・内側となっています。

20倍、100倍、500倍で観察します。

(100倍、500倍は髪の毛を観察したときと同じ倍率です。比較してみましょう。)

外側も内側も同じ様子でした。一般的には不織布と呼ばれ、ポリプロピレンやポリエチレンという高分子の糸で出来ているようです。

熱で四角に圧着して、形が崩れないように工夫しているようですね。

はじめて見たので、びっくりです。

 

髪の毛と比較してみると、髪の毛の太さの半分ですね。その細さにびっくりです。

表面はなめらかで、髪の毛の表面のキューティクルみたいな構造はないですね。

 

次は、挟まれて中にあるフィルターです。

20倍、100倍、500倍で観察します。

(100倍、500倍は髪の毛を観察したときと同じ倍率です。比較してみましょう。)

 

太さにばらつきはありますが、かなり細いですね。髪の毛の太さの1/10、1/100ほども細い繊維もあり、かなり密になっている印象です。

これだけ密になっていれば、ほとんど飛沫は出ないでしょう。毎日みんながマスクをしてくれているし、安心ですね。

生徒も髪の毛と比較して、その細さに驚いたようです。身近なものでもよく観察してみるとまだまだ驚くことがありそうですね。

今年は株式会社日立ハイテクノロジーズ様より日立卓上顕微鏡TM4000を11月30日までお借りしています。観察してみたいものがあれば、どんどん持ってきてください。ミクロの世界を見てみましょう!

(例年であれば7~9月にお借りして、本校にて地域の中学生を対象に「西高生と自由研究」活動の中で利用させていただいています。残念ながら今年はコロナのため開催できませんでした。来年にはコロナが収まり開催できたらと考えています。)

【自然科学部・チームアライグマ】オンラインミーティングを行いました

一堂に会しての活動が困難な中、ようやく今年度最初のミーティングを開催することができました。

参加どうしをオンラインでつないで行いました。

新代表決めや、今後の各学校の活動方針、発表機会をどう得るかなどを話し合いました。

このような状況ではありますが、可能な範囲で生物の状況をモニタリングし続け、

発信し続けていきたいと考えています。

外来生物に関する情報をお持ちでしたら、ぜひチームアライグマまでご一報ください!

【自然科学部・化学班】第44回全国高等学校総合文化祭に出場!文化連盟賞を受賞!

 令和2年度第44回全国高等学校総合文化祭に埼玉県の化学分野代表として参加した(令和元年度科学振興展覧会により選出され、令和元年度理科教育研究発表会により埼玉県の化学分野代表に決定した)。

 予定では高知県にて行われるはずでしたが、コロナの影響によりインターネットを活用した「WEB SOUBUN」として、7月31日~10月31日の3ヶ月にわたり開催されました。

 埼玉県 化学分野代表として、「逆ミセル法による銅ドープ型硫化亜鉛の合成と発光」についてパワーポイントにまとめ、口頭発表を行いました。下記リンクより発表をご覧いただけます。

  https://youtu.be/r14qfdbPw8c

 生徒は埼玉県の化学分野代表として発表を行いました。毎日の地道な実験が彼らを支えててくれたに違いありません。相手にわかりやすく説明しようと工夫をこらし、堂々とした姿勢は非常に立派でした。結果として、「文化連盟賞」を受賞しました。先日、朝礼にて校内でも表彰されました。

 先輩の努力に刺激を受け、後輩たちも懸命に研究に励んでいます。

 自然科学部のみんな、がんばれ!ファイト!!

【自然科学部・化学班】SSH生徒研究発表会にてポスター発表賞!

 令和2年8月7~28日にかけて全国のSSH校が参加し、SSH生徒研究発表会が開催されました。例年は8月7・8日の日程で神戸国際展示場にて行われますが、今年はコロナのため、オンライン開催となりました。

 本校からは化学分野における「逆ミセル法による銅ドープ型硫化亜鉛の合成と発光」を代表として出展しました。生徒が実験結果をポスターにまとめ、口頭発表している様子を動画撮影し、提出しました。生徒は緊張しながらも一生懸命発表を行いました。

 下記のリンクから生徒発表をご覧いただけます。

 https://youtu.be/wxruQ0jOMG8

 二次審査へ進み、最終的にはポスター発表賞をいただきました。全国のSSH校222校のうち、21校が受賞しました。立派な賞状もいただきました。

 

 大変光栄なことです。生徒が毎日丁寧に実験に取り組んだ結果が評価され、彼らの努力が報われ、嬉しいかぎりです。先日の朝礼にて、生徒たちは表彰を受けました。