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第2期SSHの取組

【自然科学部、SSH】生薬学実習に参加してきました。

11月22日(日)、高大連携事業の一環として、日本薬科大学にて生薬学実習に参加してきました。

キハダの樹皮からとれる天然医薬品オウバク(黄柏)から、有効成分ベルベリンを単離する実験を行いました。

1日がかりの本格的な実験で、薬草園や漢方資料館の見学、構造解析についての講義も含め、

盛りだくさんの内容でした。

高校の実験では扱わないような器材に戸惑うこともありましたが、他校との混合グループで親睦を深めながら

楽しくも有意義な時間を過ごすことができました。

植物から有効成分を単離する場合、常温で数日かけて抽出を行うのが原則であること、

構造が複雑であるほど天然有来の成分であることが多いこと、等

生化学の多岐にわたる内容を学んできました。

今後の実験や進路選択に役立てていきます。

メタノールで抽出していきます

 

 

 

メタノールで抽出していきます

 

 

 

 

 

 

ベルベリンは比較的熱に強いため、80℃で抽出します。

 

 

 

 

 

漢方資料館と薬草園の見学

 

 

 

 

 

 

 

ナスフラスコにメモリを書いて定量的に行っていきます

 

 

 

エバポレーターでの濃縮作業を繰り返します。

管内の気圧の調整も自分たちで行いました

 

 

 

 

エバポレーター内で突沸したときは、メタノールで共洗いします

 

 

 

 

アスピレーターで結晶を取り出します。黄色がとてもきれいです!

 

 

 

 

クロマトグラフィーで2つの物質を見分けます。

理数科1年生・ユニット型課題研究(生物分野)・「在来種 vs 外来種」

 理数科1年生を対象に10月まで行っていた化学に引き続き、生物分野も3回に渡って実験を行いました。

 生物では、コドラート法を用いて校内の植生を定量的に調べ、在来種と外来種の割合や、見られた種の特徴を捉えようという調査を行いました。

 こうしたフィールド調査は時間がかかるため、授業内ではなかなか時間をとることができません。しかし、地道なフィールド調査や種の同定といった作業は、生物研究の基本となる手法です。それを経験するのも、本ユニット研究の目的です。

①11月2日 さっそくフィールドへ!

 10班に分かれ、さっそく校内で植物採集を行いました。小雨が降りだす中、放課後までかかりました。

 

②11月9日 種の同定

 採集してきた植物を乾燥させ、種の同定を行いました。本格的な同定作業は皆初めてで、苦労しました。

 

 

 

 

 

 

③11月16日 考察

 前回の結果を受け、なぜそのような結果になったのか、班ごとに発表しました。授業者の予想に反し、在来種のほうが多いコドラート地区もありました。(これは新たな発見です!)

 その場にどのような植物が生えるのかは、被度(日当たり)、風通しのよさ、土の硬さ、原産国、種子の飛ばし方、寿命(1年草か多年草か)など、多くの要因が影響していることが推測されました。その中でも、優占種となった種には共通の特徴も見られました。

 

 

 

 

 

 

 

 

 急ぎ足での3時間とはなりましたが、今回の調査を通して、外来種へのイメージはどう変わったでしょうか。(あるいは、変わらなかった?)外来種=悪者というイメージを持つ人もいるかしれませんが、外来種は身近にあふれていることがわかったと思います。外来種とどのようにつきあっていくか、今後も考えていきたいと思います。

【探究】(1学年) 中間発表会を行いました!

11月10日(月)の7限「SS探究基礎」(普通科1学年)の授業でプチ探究の中間発表会を行いました。

 

現在1学年では、探究のプロセスをなぞらえながら学んでいく「プチ探究」を行っています。

4人1組に分かれ、自分たちの興味のある課題を設定し、解決に向けて取り組んでいます。前の時間までには,どのような情報が必要で、それらの情報をどうやって集めるかを考えました。

ここで、生徒が実際に設定した課題のいくつかをご紹介します。

  • TPOに合わせたメイクを調べ、違いを考える
  • ディズニープリンセスとプリンスの人物像はどう変わってきたのか?
  • 色と購買意欲はどのように関係するか
  • 同じ血液なのに生物によって色が違うのはなぜか

今回の発表会では、自分たちで設定した課題をクラスメイトに説明し、質疑応答やふせんに書いたコメントを通して意見交流を行いました。今回は「この課題を解決することで社会に与える影響」や「予想される答え(仮説)」なども発表することになっており、朝学習の時間も活用しながら一生懸命準備していました。

 

先生方からのアドバイスや生徒のコメントを受けて、これから実際の情報収集や分析活動を行っていきます。

探究の時間は自分の好きなこと・興味のあることを見つけ、向き合える時間です。これからも楽しみながら探究していってほしいです。

 

KEEN(Kumagaya English Expression Network) 英語による研究発表会

11/7(土)14:00~16:30にかけて、熊谷高校とリモートで「英語による研究発表会<KEEN>」を合同で行いました。指導助言者として両校のALTの先生・英語科の先生、さらに外部からは立正大学地球環境科学部 講師 鈴木パーカー・明日香先生、同非常勤講師 鈴木パーカー・ジョセフトリン先生に指導・講評をしていただきました。司会・進行は熊谷高校の英語愛好会・SBHS参加生徒の皆さん方が英語で行いました。

発表のタイトルは発表順に次の通りです。

1 Reserch Feat wig of the loopcoaster(熊谷高校)

2 Sound of tube(熊谷高校)

3 What we found from the change of wind velocity

       and direction of northern region of Saitama prefecture in the 41 years(熊谷高校)

4 Making glass with Calcium Dihydrogen Phsphate(熊谷西高校)

5 Why the sunset on Mars in blue?~Scattering Mars atmospheres~(熊谷西高校)

6 What is a way to drop an egg without breaking it ?(熊谷西高校)

7 How to Protect Eggs(熊谷西高校)

8 Fuwa Fuwa Parachute stratesy(熊谷西高校)

   <Power Point も英語化して練習>

   <英語の先生に指導していただく>

    <リモートでいよいよ始まり>

<熊谷高校の発表を講師の先生方と聞く>

 <熊西の発表は2年生ガラスづくりの発表から>

    <続いて火星の夕焼けの発表>

    <1年生のエッグドロップの発表>

      <熊西の発表会場の様子>

<講師の先生からの質問を英語で受け答えする>

<英語と日本語を取り混ぜての全体講評を聞く>

  <熊西でのALTリサ先生からの講評>

   <英語の加藤先生からの講評>

 

熊谷高校も、熊谷西高校も研究テーマなどは概ね好評でした。プレゼンテーションとは話し言葉で話すこと、メモやスライドなどに書いてあることを「読む」のではなく、自分の言葉として語り掛けることが大事というご指摘をいただきました。また科学のプレゼンテーションは「はじめに」「研究の背景」「研究の手法」「結果」「考察」のパターンで準備して話をすることなどの講評をいただきました。相手の目を見て語り掛けることの大切さが、改めて感じれれた発表会でした。

理数科1年生・ユニット型課題研究(化学分野)・「発光の化学」

 8月31日から10月2日にかけて、理数科1年生を対象にユニット型課題研究の化学分野を行いました。

 生徒には全力で実験を楽しんでほしい。しかし、大半の生徒は自ら実験を行ったことがありません。そこで生徒が主体的に実験に取り組めるよう、実験の目標に対して仮説を立てること、その仮説を具体的な実験条件に反映する力を身につけることを目的として、化学分野の実験をはじめました。

 化学分野では「発光の化学」と題して、様々な発光現象に触れつつ、硫化亜鉛に添加された金属イオンからの発光現象について取り組みました。

①8月31日 講義

 炎色反応や化学発光、フォトルミネッセンスについて取り上げ、発光についての基本的な講義を行いました。

②9月4日 基本実験

 実際に酸化還元反応を用いて硫化亜鉛を合成し、各班ごとに異なる金属イオンを取り込みました。合成した硫化亜鉛は白色の結晶ですが、紫外線を当てると発光します。取り込んだ金属によって色が変化します。

③9月7~18日 班ごとに実験条件の検討会

 発光現象を改善するために、発光の仕組みや反応のどこに問題があるのか仮説を立て、改善するための実験条件を考えます。みんな朝学習や休み時間、放課後を使って、熱心に議論を繰り返していました。

④9月25日 改善実験

 各班が自分たちの仮説に基づいて、実験条件を変更しました。生徒は一生懸命実験に向き合っています。

 仮説通りに光ったのかな? 班員みんなで確認します。

⑤10月2日 発表会

 仮説を立て、実験条件を変更し、どんな結果になるか想像しながら、改善実験に至る過程を重視して、発表会を行いました。各班4分の発表となります。

 発表のためのホワイトボード作りでは、互いの意見に耳を傾けながら、考えが少しづつ形となっていきました。発表についても、各班が工夫を凝らし、相手に伝えようとする意思が伝わってきました。

 「発光」は非常に難しい分野であり、高校生のレベルを大きく超える内容です。それにもかかわらず、理数科1年生は自主的に学習し、自分で必要と思われる知識を積極的に吸収していました。彼らの成長が感じられる活動となりました。

中央展および全国日本学生科学賞出場!

10月初旬に県内の科学系部活動などから日本学生科学賞(科学展)兼 総合文化祭(総文祭)の県1次審査(通常は地区展)が行われました。約120の出展作品の中から県2次審査(中央展)に進めるのは30作品だけです。

化学では「リン酸二水素カルシウムを用いたガラス作り」と 「硫化亜鉛の合成と発光」が、地学では「火星の夕焼けはなぜ青いのか」の合計3作品が中央展に選出され、優秀賞・最優秀賞を取りました。10/21に中央展の審査が行われ、30本中6本の作品が全国日本学生科学賞に出品されることが決まりました。そのうちの1本が「火星の夕焼けはなぜ青いのか」です。11月中旬に全国の予備審査が行われ、最終審査に残るかが決まります。総文祭出場作品は全国予備審査で残れなかった作品と中央展の作品の中から選ばれますが、地学の作品の中でも最有力候補の一つになっています。

10/26の校内課題研究発表会をはじめ、11/7実施予定のKEEN(熊谷高校との英語プレゼンテーション)や11/28の中学3年生および保護者向けの「生徒発表会」(さくらめいと)でも3本の作品は口頭発表やポスター発表などを行う予定です。

第2回課題研究発表会

10/26(月)5・6・7限、視聴覚室と1-8、3-8の教室をオンラインでつないで第2回課題研究発表会が行われました。

 

   <メイン会場(視聴覚室)の全体の様子>

 この週は保護者の授業見学週間にあたるため、保護者の皆様方も見学に来ていただきました。

 

 <保護者の皆様も発表を真剣に聞いていました>

 発表のテーマは次の通りです。

1    人工宝石の合成

2    光触媒を用いた人工光合成

3    ヒドロキシラジカル生成による殺菌効果

4    高吸水性ポリマーの作成と改良

5    リン酸二水素カルシウムを用いたガラス作り

6    アンモニアを使わない銀鏡反応

7    硫化亜鉛の合成と発光

8    ストームグラスの仕組み

9    セルロースナノファイバー作成の検討

10  Raspberry Piを利用した小型複葉機の飛行性能の研究

11  太陽光で飛ぶ飛行機を作る

12  パルスオキシメーターを用いた体調管理

13  身近にある放射線

14  火星の夕焼けはなぜ青いのか

15  プラナリアのpHによる再生速度の変化

16  チームアライグマの活動報告

17  Hemerocallis属における生息地の違いと種分化に関する系統解析

18  放線菌よる農薬作成

19  新しいホッカイロの作成

20  銅合金の酸化膜の色の変化

21  円周率の様々な求め方で正確性を追求する

1    英語による科学プレゼン Egg Drop(3)

2    英語による科学プレゼン Egg Drop(2)

3    英語による科学プレゼン Egg Drop(1)

5 リン酸二水素カルシウムを用いたガラス作り⇒中央展(優秀賞)作品

7 硫化亜鉛の合成と発光⇒中央展(優秀賞)作品

10 Raspberry Piを利用した小型複葉機の飛行性能の研究

12 パルスオキシメーターを用いた体調管理

        <質問の様子>

14 火星の夕焼けはなぜ青いのか⇒中央展(最優秀賞作品)・全国出場

17 Hemerocallis属における生息地の違いと種分化に関する系統解析

18 放線菌よる農薬作成

最後に校長先生からの講評と、午前中に開催されていた運営指導委員会から参加されている

県指導主事(SSH担当)の塩原先生からも好評をしていただきました。

   <塩原先生からも講評をいただく>

まだ、第2回の中間発表段階のため、実験数やサンプル数、実験方法などが、少なかったり未確定のテーマも多くありました。今後プレゼンテーションの力をつけていくとともに、より完成に近づけて最終発表会に向けて頑張っていってほしいと思います。

 

1年情報研修会

10/17(土)8:35~12:55にかけて、1年理数科(1-8)を対象に情報研修会を行いました。登校後、本日の流れなどの説明を教室で行ってからPC室に移動しました。

講師は埼玉工業大学・准教授の松田智裕先生です。他に名誉教授の井門俊治先生、TAの学生さんなどが手伝いに来てくれました。

<講義の開始>

前半はmicro bitによるプログラミングの実習です。小さな基盤にLED、ボタン、端子、光センサー、温度センサー、加速度センサー、コンパス、Bluetoothなどが組み込まれており、MakeCodeエディターというソフトによりプログラミングして制御します。ブロックと呼ばれる非常にわかりやすい制御言語から、JavaSpriptなどのプログラミング言語まで対応しており、プログラミングの教育的利用を念頭に置いて開発されたプログラムです。最初にマイコンとはどういうものか、プログラミングとは何かの説明をしていただきました。

<説明画面とレジュメを見ながら確認>

実際に基盤が配布され、micro bitをダウンロードして、プログラミングの実習が始まります。

最初に温度センサーを使った温度の測定プログラムを作りました。

<基盤とケーブルなど>

<MakeCodeエディターをダウンロード>

<マニュアルを見ながらプログラミング>

<温度のプログラム>

<手で温めて温度センサーの確認>

<音のプログラム>

<音の確認>

<サイコロのプログラム動作の確認>

<チャレンジ課題で譜面から音楽を入力>

<相談しながら様々なプログラムを考える>

後半はAIについての講義と、デモンストレーションが行われました。最小二乗法とAIについての関係から始まり、分類することとはどういうことなのかの講義を経て、画像認証や顔認証のデモンストレーションが行われました。

<じゃんけんのデモンストレーション>

<ドラえもんの絵を描く>

<ばいきんまんンの絵を描く>

画像認証では生徒全員でドラえもんとばいきんまんの絵を描いて、何枚かの絵でAIに学習させてから認識するかのテストをしました。顔認証ではあらかじめ撮影して学習させた犬と猫の画像から、生徒それぞれの顔がどちらかなのかを判別する実験を行いました。

<あなたは犬顔・猫顔どっち? 猫顔が圧倒的でした!>

半日かけた実習もあっという間に終わり、最後にアンケートなどを書いて終了しました。

今日作ったプログラムは後日授業で活用する予定です。

 

生物出張講義(外来種について)

10/5(月)6・7限(⑥2-8 ⑦1-8)に川の博物館・学芸員の藤田先生に、来校していただき「外来種について」の出張講義をしていただきました。

     <本日の講義タイトル>

       <本日の講義の説明>

外来種とは何かということから始まり、外来種の問題や広がり具合などをスライドを使って丁寧にわかりやすく解説していただきました。

      <配られた参考資料>

外来種の多くは北米産であり、島国の日本の生物に対して生命力や繁殖力などが強いことや、日本から逆に外来種として進出しているものなどの説明などがありました。また本校の課題研究のテーマの1つである、アライグマについての細かな説明もありました。

    <アライグマの標本を見る>

 <アライグマについていたノミの標本を見る>

 

2年生は課題研究や、3学期に授業で勉強する生態系についてと深く関係があり、1年生はこれから行われる生物のユニット研究や課題研究のテーマ決定に深くかかわりがあるので、生徒の皆さんもよく聞いていました。

<課題研究やその他関連することについての説明>

講義後の質疑応答や、講義後も先生に質問している姿が見受けられました。藤田先生も丁寧にわかりやすく答えていただいたり、アドバイスなどの対応をしていただきました。

   

   <外来種に対して質問する生徒>

    <終わってからも質問は続く>

2年生の探究活動、多彩です。

今、2年生の廊下には、生徒たちの探究活動の成果がA4判1枚のレポートとして掲示されています。研究テーマは下の写真のように「コロナ」です。ずっと続いていくと思われていた、当たり前の高校生活が一変してしまった体験があるだけに、どのレポートも力が入った読み応えのあるものばかりです。

 

 そして、驚いたのは、それぞれの個性が実によく発揮されていることです。題名だけ見ても、「感染症の歴史から学ぶこと」、「コロナ禍で普及するオンライン学習について」、「コロナ差別に対する行政の取り組み」、「リモートワークと企業」、「入学時期とグローバル化のつながり」、「自粛期間中のYou Tuberの収益はどうなの?」「転売は善?悪?」など。科学的視点からウイルスを考えたものや対策の有効性を論じたものはもちろん、歴史、教育、政治、経済、倫理、国際関係、民俗学などの分野からの多彩な視点と独自の切り口に、目がくらむような思いです。

 

 これらの活動は、高校では一般的に「総合的な探究の時間」とされている時間に行われるものですが、SSH指定を受けている本校では、さらに一歩踏み込んで「SS探究」という学校設定科目となっています。その踏み込みに見事応えてくれている生徒たち。嬉しい限りです。