第２期ＳＳＨの取組

２学期に入り、理数科１年生が取り組んでいる「ユニット型ミニ課題研究（化学分野）」は、いよいよ実験の段階に入りました。前回まで各グループでは、専門知識を学び、仮説を立て、実験計画を練り、実験方法を検討するなどの事前準備を行ってきました。そして１０月４日（金）、化学実験室にて「発光の化学」をテーマとした実験を行いました。

 

 

 

  

各班で金属を添加した発光物質を作り、さらに光る仮説を立て、具体的な実験条件を検討します。そして、新たな実験条件で実験を重ね、考察する・・・。
この「仮説→実験→考察」のルーチンを身につけることが、SSH理数科１年課題研究の目的です。
だんだん研究らしくなってきました。次回の活動は、実験のまとめです。

熊西理数科では、１年間かけてじっくり取り組む「本格的な課題研究」を２年生で実施しています。そこで１年生では、本格的な課題研究実施に備え、『ユニット型ミニ課題研究』に取り組みます。ユニット型ミニ課題研究は、１年間に物理・化学・生物・地学の各分野（４ユニット）で実施し、「仮説→実験→考察」の課題研究の基本的な進め方を身につけます。
２学期に入り、化学分野のユニットが始まりました。テーマは『発光の化学』です。

まず、基本事項の講義と実験・研究全体の流れについて確認しました。グループワークで内容を深めます。

 

グループごとに研究内容についての事前学習および実験計画の立案を行いました。課題設定力・計画力・コミュニケーション能力などの「探究力」が問われる場面です。

 

ユニット型ミニ課題研究を通して、Scienceの基本的な知識・技術をしっかり身につけ、将来に繋げてほしいと思います。
本格的な実験はこれからです。

9／28土･29日の２日間、埼玉県立川の博物館を会場に「埼玉県科学教育振興展覧会･地区展」が開催されました。熊谷西高校からはSSH課題研究に取り組む理数科および自然科学部の１４チームが出品しました。
そして審査の結果、熊西からは３チームが『優秀賞』を受賞し「埼玉県中央展」北部代表として推薦されました。
おめでとう！

水車で有名な「かわはく」。出品した理数科＆自然科学部のメンバーが打合せ。２日間頑張るぞ！

 

他校の作品を見ることも勉強、とても参考になります。自分の作品を来場者に説明することもプレゼンの良い練習になります。

 

１４チーム（14点）の作品です！

        

      

３チームが優秀賞に輝きました！チームの代表者が賞状を受け取ります。

 

優秀賞を受賞した３チーム（3点）は、10／25金～29火 まで、さいたま市青少年宇宙科学館で開催される「第71回埼玉県科学教育振興展覧会・中央展」に出品します。
ここで優秀と認められると、埼玉県代表として全国の土俵に上がることになります。さらに研究に磨きをかけ、高みを目指してほしいと思います。

９／２８（土）～２９（日）の２日間、埼玉県立川の博物館にて、『埼玉県科学教育振興展覧会北部地区展』が開催されます。下記ポスターをご覧下さい！
熊谷西高校もSSH課題研究の成果を出展発表する予定です。現在、準備が急ピッチで進められています。
展覧会で研究の成果をぜひご覧下さい！

２０１９科学展ポスター

パソコン室でまとめ作業中。各グループで最終調整が進みます。

 

作品をパネルに貼り付ける作業。チームワークがいいぞ！もう一息です。

 

小中学生の皆さんには自由研究でおなじみの 『カタツムリ』。その生殖について研究しているチームを紹介します。
外見や行動など、”不思議な魅力” を持つカタツムリなのですが、実は「同時性雌雄同体」・・・なんと１匹で雄雌両方なのです。
難しいことは後にして、飼育の様子をお伝えします。

小型の水槽で飼っています。大きいのもいます。ヒダリマキマイマイかな？

 

エサは葉っぱ（レタス？）、それと石？・・・コンクリート片でした。殻のために炭酸カルシウムが必要なのです。

 

水槽のふたに書いてある英語と数字は、殻の大きさを表しているものだそうです。水槽は普段、温度管理ができる飼育庫に入れてあります。

 

「カタツムリの生殖」をテーマに、現在は「個体の大きさ（殻の大きさ）と卵の数の関係性」について研究しています。
雌雄同体ですから、いろいろ研究対象がありそうです。今後に注目したいと思います。

熊西SSHの大きな柱である 『探究活動の全校実施』。１年普通科課題探究の取組は、月曜７限に組み込まれている、学校設定科目「SS探究基礎」において展開されます。
１学年では探究活動のスタートとして、「課題を見つける・問いを立てる」 実習を重ね、「課題設定力」 を育成してきました。そして 『自分はなぜ学ぶのか』 をテーマに、問いを立てることから学ぶ意味を探究する活動へとステップアップしました。
この日はKP法（紙芝居プレゼンテーション）を用いてグループ内発表を行いました。

プレゼンテーション前のグループワークの様子。活発なやりとりが展開されます。

 

KP法で使う用紙（紙芝居）も作成します。とてもわかりやすいですね。

 

KP法によるプレゼンテーションが始まりました。

  

 

今後は他のクラスとの混合グループでプレゼンテーションを行う予定です。

 

発表時間３分、評価の時間４分、意見等を文字化します。

 

振り返りを行い、学んだ事・課題等を今後の活動に活かします。

 

失敗を恐れずに発信→評価・アドバイス→振り返り→反省点のフィードバック･･･このルーチンが【らせん階段】のように重なりステップアップが図れるのです。
熊西SSHは、『発信は新たな学びにつながる』 をモットーに、あらゆる取組において「発信と学び」をセットに探究活動を推進していきたいと考えています。

ビー玉、スーパーボール、コマ、だるま落とし・・・・・
熊谷西高校の物理実験室には、下の写真のような【おもちゃ】がたくさんあります。おもちゃで遊んでいるわけではありません。実は、おもちゃには科学がいっぱい詰まっているのです。ですから、おもちゃの原理を理解することが科学に触れることであり、おもちゃそのものを研究対象にすることだってあるのです。

SSH課題研究（物理班）には『スーパーボールの跳ね方の研究』に取り組むチームがあります。
スーパーボールは、よく跳ねるのはもちろん、回転をかけたりするとユニークな動きをしますね。
実験に使うスーパーボールは手作りです。どのように作るのか･･･を紹介します！

主な材料はPVA（ポリビニルアルコール）洗濯のり、食塩（NaCl）です。食塩を計量します。

 

混ぜ合わせると半透明のどろどろになりますが、次第に白っぽいものが割り箸にくっつくので取り出して丸めます。

 

ぞうきんで水分を取りながら丸めます。乾燥させて完成です。

 

材料の混合比を変えて作り、跳ね方を様々な視点で測定します。
例えば、反発係数を計算し、最も高く跳ね上がる混合比を検討したり・・・などです。
本格的な実験はこれから。実は動きなどを測定することが結構難しいのです。

SSH課題研究では、レールは敷かれていません。考えて試行錯誤で研究を進めていくのです。
このような活動を通して「探究力」が養成されるのです！

9月15日（日）に行われた中学生対象の「普通科・理数科体験授業」。理科関係の授業では西高生もTA（Teaching Assistant）として活躍しました。

　当日の全体の様子は、次のリンクからどうぞ！
　普通科・理数科体験授業
　普通科・理数科体験授業 その２

SSH課題研究や様々な取組で「学んだ知識・身につけた技術を小中学生に還元」することも熊西SSHの大きな目的のひとつです。小中学生には新たな科学との出会いを提供でき、活躍する高校生の姿を見せることが良い刺激になります。またTAとして知識・技術をOutputすることにより、西高生が科学や実験に対する知識をさらに深め、コミュニケーション能力を向上させていきます。西高生が小中学生に一生懸命対応する事が互いの新たな学びに繋がるのです。

白衣姿が西高生です！

 

 

 

小中学生にSSHの活動を理解していただき、科学の学びの輪を広げること・・・「サイエンスラーニングネットワーク」を作ることが熊西SSHの目標です。
11月16日（土）に「理数科体験授業（中学生向け）」、12月14日（土）に「小中学生科学体験教室：楽しもうサイエンス！」を実施します。
熊西でサイエンスを楽しみませんか！

熊谷西高校「探究活動」の開拓・推進のトップを走る第2学年。毎週月曜日７限の「総合的な探究の時間」で展開される２年普通科課題探究の取組を紹介します。

昨年度（１年生のとき）＞グループごとにテーマ（課題）を立て→探究活動を行い→学年発表→全校発表＞の流れを全員が経験しました。

　熊西HP昨年度「学年発表会①」へ
　　　　 昨年度「学年発表会②」へ
 　　　　昨年度「全校発表会」へ

今年度は国連の開発目標である、SDGs（エスディージーズ：Sustainable Development Goals 持続可能な開発目標）をテーマに掲げ、１学期から「17のゴールに対する行動をどのように起こすか」をグループごとに議論してきました。

下の画像をクリック→外務省HPへ


２学期になり、さらにターゲットを絞り、探究活動の目標を決め、内容を深掘りする議論に入りました。
9/9月曜日の７限、各グループでまとめた内容の発表会を行いました。

発表前のグループワークの様子


発表用の資料を作成し、いざ発表！


集中して聞き、リアクションも豊かな聞き手

2019.9.2発行の №105 『くまがやキッズ』に、熊谷西高校SSHの取組が紹介されました。『くまがやキッズ』は、熊谷市子どもセンターが年６回発行し、小中学生や市内の公共施設にも配付しているこども向け広報誌です。表紙の目次にあるように、様々な体験活動が紹介されています。今回は４ページに『熊谷西高校スーパーサイエンスハイスクール』の取組が紹介されました。


では、４ページの記事を読んでみましょう。


夏休みに実施された「西高生と自由研究」の様子です。これまでも出前授業等で小中学校との交流事業は行われてきましたが、昨年度からは、中学生に熊谷西高校の実験室に来ていただき、高校生と交流しながら楽しく学ぶ実験教室を開催しています。好評につき今年度も実施の運びとなったわけです。

今年度熊西HPの掲載記事もご覧ください！
　「高校生と自由研究！」１日目へ
　「高校生と自由研究！」２日目へ

高校で学んだ科学の知識や技術を、地域の小中学生に普及させることも、熊西SSHの目的のひとつです。活動の輪を広げ、熊谷地域に「サイエンスラーニングネットワーク」を作ることが、熊谷西高校の夢です。
みなさん！熊西でサイエンスを楽しみませんか！

９月４日（水）文化祭の振替休日の日、自然科学部（化学班）のメンバーが、埼玉大学の藤原研究室を訪問しました。藤原隆司先生は埼玉大学科学分析支援センターの准教授でいらっしゃいます。今回の訪問は、SSH課題研究の実験結果の考察について、アドバイスをいただくことを目的としています。訪問内容についてご紹介いたします

藤原先生に自分達の研究内容を見ていただくために作ったパワーポイントの資料を配付し発表しているところです。その分野の権威でいらっしゃる先生の目が入ります。


２年生の２人が中心に先生と議論を交わしました。硫化亜鉛に取り込まれた金属イオンの状態について、自分たちの考察に対し、板書を用いながらわかりやすく的確なアドバイスをいただきました。大学の先生に直接、しかも個別にご指導いただけて感激です！


高校で作った実験試料を持ち込み、先生に見ていただきました。そして、埼玉大学にある実験装置を使って蛍光スペクトルを測定してもらいました。分析結果についてパソコン画面を見ながら真剣に説明を聞く熊西生。１年生の４人も必死です。


２学期はSSH課題研究の実験がピークを迎え、まとめの時期へと入ります。大学の最先端の実験装置や技術に触れ、更に研究者としての先生方の話を伺える機会を持てたことは、大変貴重な経験となりました。今後の研究活動に活かして参りたいと思います。今後ともご指導よろしくお願いいたします。

SSH課題研究（生物班） 『植物の成長するメカニズムの解明』 を研究テーマに活動するチームを紹介します。
現在は「カイワレ大根の光の屈性」を調べる実験をやっています。縦長のガラス張りのケースは「人工気象器」と呼ばれ、湿度や温度を一定に保つための装置です（今回は26℃設定）。段ボール箱に入れたカイワレを人工気象器内に置きます。段ボールは光を通しませんが、１つの面に穴を空け、そこからのみ照明灯の光が入るようにしてカイワレの伸びの様子を観察します。



カイワレは事前に発芽させ、同程度の長さのものを選び装置内に置きました。まっすぐ上に向かって伸びています（１つ目の写真）。
１日経過、光に向かって曲がっています。光源に近い方が大きく曲がっていることがわかります（２つ目の写真）。


研究チームはこのほかにも様々な実験を行う予定です。そして、重力による屈性と光による屈性を比較しながら、植物の成長を促す「オーキシン」と呼ばれるホルモンの働きについて研究していく予定です。「植物の成長するメカニズムの解明」がどのように進んでいくのか楽しみですね。

８／６火～８木に神戸国際展示場で開催された「令和元年度スーパーサイエンスハイスクール（SSH）生徒研究発表会」で、見事『ポスター発表賞』を受賞した熊谷西高校。始業式で全校生徒の前で表彰された本校理数科３年生の両名が、作品の前で記念撮影を行いました。
なお、ポスター発表賞は、全国のSSH指定校218校中22校に授与される栄誉ある賞です。


研究テーマは『銅ドープ型硫化亜鉛の合成と発光』

 熊西HP「SSH生徒研究発表会｜ポスター発表賞受賞！」へ
文部科学省HP「SSH生徒研究発表会表彰校の決定について」へ
 文部科学省HP「各賞受賞校及び発表テーマ一覧」へ

今年度からSSH第２期の指定を受けた熊谷西高校。１・２年生は先輩に続いて、伝統ある課題研究の取組を益々発展させてほしいと思います。

８月３１日（土）～９月１日（日） に行われた西高祭。文化祭では初めて＜熊西SSHの部屋＞を開設しました。
これは今年度新たに文部科学省から第２期SSH（スーパーサイエンスハイスクール）に指定されたことを受けて、熊西SSHのコンセプトや取組状況を広く知っていただくことを目的としたブースです。さらに、各種の実験コーナーを設営し、来場された皆さんに科学の面白さを楽しく体験していただきたいと考えました。実に地味な展示コーナーでしたが、予想を大きく上回る入場者の数に、係の生徒の手が追いつかない場面もありました。
では、さっそく部屋をのぞいてみましょう

会場の物理室前。外から見える位置に、最も目を引く展示を設営しました。準備完了直後、一般公開前の写真です。


入口に一番近い「プログラミングロボットカー」の実験ブース。センサーで白黒を識別し、黒い線上を自力で走り続けます。PCに接続し、「Scratch（スクラッチ）」のプログラムで動きを制御することもできます（実は音や光も）。西高の卒業生で小学校の先生になられた方が、来年度から小学校で始まるプログラミングの授業の参考になったと言っていました。本校理数科の生徒は埼玉工業大学と連携してScratchプログラミングを学んでいるので、その部分で小学校と連携できるのでは…と可能性を感じた場面でありました。


１学期に理数科１年がSSH課題研究で取り組んだ「エッグドロップ」の研究結果をプレゼン発表するときに使ったホワイトボード。コンパクトによくまとまっています。また、１学期から夏休みまでホームページ掲載した記事を展示しました。様々な取組を行っていることが伝わったと思います。


昨年度の２月に、さくらめいと太陽のホールで行った生徒研究発表会（全校発表会）のビデオを上映しました。普通科課題探究・理数科課題研究の口頭発表、ビブリオバトル学校代表者・英語スピーチコンテスト県大会優勝者の発表、英語による研究活動のプレゼン発表など、熊谷西高校で行われている取組の１年間の成果発表が行われました。さらにプレゼンで使用したパワーポイントのスライドも展示。工夫を凝らしたスライド内容に見入っていた方もいました。


実験コーナー「３Ｄホログラム」。小さい子供から大人まで、「見えるのにつかめない不思議」を体験していました。実験コーナーでは、生徒がガイド役になって実験のサポートや原理の説明などを行いました。


「ガウス加速器」「衝突球」の実験。これが一番人気でした。ガウス加速器は強力な磁石を使うのですが、子どもは磁石そのものが好きなので、最終的には「楽しい磁石遊び」になってしまいます。


通称「プラズマボール」蛍光灯を光らせることができ、びっくりします。磁石球が金属パイプ中ではゆっくり落下する実験では、誰もが不思議100%になり、原理を説明すると納得して笑顔になります。説明役の生徒はとてもやりがいを感じたでしょう。


第２期熊西SSHのコンセプトをお伝えするコーナー。パワーポイントのスライドに解説をつけた展示です。少し地味で難しかったかも知れません。しかし、ここには、熊西がSSHに取り組む目的・理由など、原点となる理念が記されているのでした。


今後とも熊西ＳＳＨの活動状況は学校ホームページに掲載していきたいと思います。ぜひご覧ください。また、１１／１０日は「高校生によるサイエンスフェア（大宮ソニック会場）」、１２／１４土は「楽しもうサイエンス！（熊谷西高校会場）」で小中学生を対象とした実験教室を開催します。科学実験に興味がある方はぜひ足をお運びください。後日ご案内を掲載します。よろしくお願いいたします！

８月３１日（土）～９月１日（日） に行われた文化祭で、理数科は展示ブースを設営し活動発表を行いました。
内容は、8/4(日)～6(火)の2泊3日で実施された臨海実習のレポート発表、SSH課題研究をまとめたポスター展示です。

　 今年度臨海実習の様子

理数科の展示会場となった地学室前の掲示物です。


臨海実習のレポート。各自でＡ４用紙１枚にまとめる形式です。個性的な着眼点・多様な表現力で作成されたレポート。現地で調査・観察した内容がよく伝わってきます。


SSH課題研究で取り組んだ内容をまとめたポスター。昨年の文化祭以降に賞をいただいた作品も展示しました。


今年度は、文部科学省から新たに第２期のSSHに指定された熊谷西高校。２学期は発表会・実験教室などのSSH理数科行事が盛りだくさんです。活動内容を更に充実させ、伝統ある熊西理数科を盛り上げたいと思います。

８月２７日（火） 東京工業大学大岡山キャンパスを見学しました。理数科２年を中心に、自然科学部および希望者をあわせ、総勢２２名の参加で実施しました。これは東京工業大学の御協力のもと研究室等を見学させていただき、専門性の高い最先端の研究に触れ、大学の先生方の講話や交流から大学を知るとともに、理系進学の将来像を思い描く一助とすることを目的としています。

見学スタート！記念撮影の後、理工系大学および大学院における生活について講義をいただきました。続いて東京工業大学理学院化学系の紹介がありました。


さらに、小松先生から、最先端の触媒研究について講義いただきました。大変興味深い内容で、生徒は積極的に質問していました。


薬品庫を見学しました。厳重な管理で独特な雰囲気を感じます。


各研究室を見学させていただきました。


高校にはないダイナミックで個性的な実験装置に見入ってしまいます。


研究室見学では、丁寧で熱のこもった解説に身も心も引き込まれます。生徒たちの真剣なまなざし。


図書館も見学することができました。


SSH課題研究で人工光合成をテーマとするチームは、専門の先生の話を聞くことができました。今後もアドバイスをお願いいたします。


「実際にその場所に行く」ことの重要性を感じました。「五感に刻み込まれる」感覚です。
今回の見学は、今後のSSH課題研究をはじめ、理系進学、大学受験、研究室での研究、将来の生き方等、自身のキャリアを考えるきっかけになりました。
東京工業大学の先生方、ありがとうございました。

Raspberry Pi（ラズベリーパイ）は、１枚の回路基板に、必要なものに絞って部品を搭載した、簡素なコンピュータ（シングルボードコンピュータ）です。大きさが想像できますか？【下の写真】
今回はSSH課題研究<物理班>の『Raspberry Piで水やりを自動化』をテーマに取り組むチームを紹介します。

土壌水分センサで土の湿り具合を観測し、給水ポンプを作動させて水やりを自動で行う・・・。
これらをすべてRaspberry Piで制御する仕組みを構築することが目標です。

下の写真は土壌水分センサと小型水中ポンプです。


Raspberry Piにキーボード・マウス･モニタ、それとセンサ等をつなぎます。


Raspberry Piはインターネットに繋がるので、最終的には各自のスマホで監視できるようにしたいと考えています。
まだスタートしたばかり、目標達成までの道のりは長そうです。


各種センサー等で環境情報を収集し、インターネット通してコンピュータで動力源を制御する技術をInternet of Things（IoT）といいます。
このチームの研究は、今後、熊谷西高校SSH課題研究の様々な場面で取り入れられていくでしょう。
そういう意味で彼等の研究に注目していきたいと思います。

SSH課題研究は、夏休み中も活動を継続しております。部活動で忙しいところですが、スケジュールを調整して、上手に時間を活用しています。このような計画力・時間活用力が「探究活動を支える基本的な力」なのですね。このような場面でも、熊谷西高校の「文武両道の精神」が活かされているのです。
　さて、２年理数科SSH課題研究物理班『モデルロケットの改良』をテーマとした研究チームが物理室で活動していました。
　研究内容を紹介します！

※全長約30㎝、直径約2.5㎝のモデルロケット


　ロケットのノーズコーン（先端）・フィン（翼）・ボディ（本体）の形状を変えて飛び方を観測します。「高く上がり・滞空時間が長くなる形状」を研究開発します。
ノーズコーン・フィン・ボディなどは手作りです。今後は３Ｄプリンタの活用も考えたいですね。
マーブルチョコレートの容器をボディに利用します。


　モデルロケットは、エンジン（火薬）の推進力で打ち上げます。専門的内容を伴いライセンス取得が必要です。彼等は１学期にライセンスを取得しています。下の写真は発射スイッチ部分を作っているところです。


　モデルロケットは日本および世界レベルの競技大会もあり、打ち上げ高度や滞空時間を競います。打ち上げ後、ロケットは内蔵のパラシュートで降りてきます。


　打ち上げ高度を算出すときに必要な仰角を測るための分度器。高度測定技術も確立させる必要があります。


※パーツづくりが続いています。


熊谷西高校では前例が無い実験なので、すべてが手探り・試行錯誤の連続です。
しかし、「進むべき道を自分達の力で探る」ことこそが探究活動の原点。
チームの力を活かして研究を進めてほしいですね！

８／３（土） 科学に興味を持つ高校生を対象に、埼玉大学工学部サイエンススクールが行われました。自然科学部化学班は、応用化学科が主催する「１日体験化学教室」に参加してきました。
自然科学部はSSH課題研究にも取り組んでおり、この体験が今後の研究活動に活かせたらと考えています。

当日は次のテーマで実験を体験することができました。
①蛍光センサーを使って環境・生体中のカルシウムイオンを測定しよう！
②ノーベル賞反応を利用して光る分子をつくろう！
③伸び続ける糸、光りだす液、変わる色彩…まるで手品？の「界面化学」を極めてみよう！
④香りの化学～香料の合成を体験してみよう～
⑤磁石につくセラミックスをつくろう！
⑥ジーンズの染料で知られるインディゴを合成して木綿布を染めてみよう！

学校に戻って体験した実験についてまとめを行い、レポートを作成しました。
そして、レポート内容をもとに資料をパワーポイントで作成し、プレゼン発表を行いました。

下の写真は発表の様子です。

積極的な質問で議論が白熱しました！


これらの経験をSSH課題研究の取組に活かしていきたいと思います。

8/4(日)～6(火)まで2泊3日で行われたSSH理数科２年臨海実習（銚子・勝浦方面）。夏休み中ではありますが、事後レポートの作成に力が入っています。現地で調査した海生生物について、グループで様々な意見を交わしながら、まとめていきます。さらに、レポート内容をもとにポスターを作成します。完成したポスターは、8/31(土)～9/1(日)の文化祭で展示発表します。ぜひご覧ください！

　◆今年度の臨海実習の様子
　◆昨年度の文化祭の様子

※パソコンでを囲んで意見交換↓


※ウニ・ヒトデについてまとめているようです↓


このような活動を通し、探究力を養成していくのが「熊西SSH」です！