第Ⅲ期ＳＳＨの取組

つくばScienceEdge2022に本校から以下の7点を出品し、全国134作品のうち上位8位に

『Hemerocallis属における生息地の違いと種分化に関する系統解析』が選ばれ、金賞を受賞しました。

本研究は、3月25-26日につくば国際会議場で行われるオーラルプレゼンテーション審査を受け、

さらなる受賞を目指します！

また、『硫化亜鉛ナノ粒子の発光特性』が銀賞を受賞しました！

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

・『放線菌を用いた農薬作成』

・『.月に咲く白い花火の謎～さまざまな光条の形成要因について～』

・『雪は天からの手紙～様々な条件によって生じる雪の結晶の違い～』

・『硫化亜鉛ナノ粒子の発光特性』銀賞

・『酸化チタン（Ⅳ）を用いた二酸化炭素還元装置の定量化』

・『位置エネルギーを利用して前進する歩行ロボットの制作』

先日、高信化学株式会社の今泉様とワケンビーテック株式会社の有田様に本校生物室へお越しいただき、

最新モデルの微量分光光度計をお借りして、DNA濃度の測定を行いました。

測定したのは、課題研究で系統解析を行っているHemerocallis属（ニッコウキスゲの仲間）です。

系統解析の過程でDNA濃度を測定する必要があるため、

その機械の最新モデルをお借りすることができました。

高校ではなかなか使用することのない高度な分析機器について、

仕組み等をとても丁寧に教えていただきました。

本当にありがとうございます。

本研究の研究メンバーは、全員理数科＆運動部所属です。

文字通りの文武両道で、研究活動に励んでいます！

多くの方の期待にも応えるべく、これからも研究活動に邁進します！！

2/21（月）６・７限の授業（SS理数探究、SS理数基礎探究）に2年生がポスターセッション形式で、自分たちの研究を紹介する1・2年生理数科交流会を行いました。

2年生は自分たちの研究を発表するだけでなく、継続研究をしてくれる1年生を探し、自分たちの研究を引き継いでもらう意味もあります。またこの1年間で身に着けた研究のスキルを後輩に託す場でもあります。1年生は2年生になって行う課題研究のテーマの参考、研究の進め方や留意すべき点を先輩から教わるという意味もあります。

　　　　　　　＜情報の課題研究＞　　　　　　　　　　　＜数学の課題研究＞

　　　　　　＜物理の課題研究＞　　　　　　　　　　　　＜化学の課題研究＞

　　　　　　＜生物の課題研究＞　　　　　　　　　　　　　＜地学の課題研究＞

2年生は3年生になって、このポスターや、埼玉大で発表予定だった要旨集などを元に、英語の要旨集を作っていきます。

1年生は2年生になったらすぐに、課題研究のテーマや予算・スケジュールなどを立てていくこととなります。

まだつくばサイエンスエッヂなどが残っていますが、2年生は基本的に校内で最後の発表会となります。

２月１４日の５～７限の時間に愛知教育大教授の飯島康之先生によるタブレット研修をオンラインで実施していただきました。

飯島先生から出された課題に対して生徒たちは４人の班になりタブレット上で先生の開発されたソフトを用いて図形を動かし、実験・観察を行い、各班で発見したことや気づいたことをまとめて発表しました。どの班も協力して図形の問題の本質が何なのかを考えていました。

後半はPCを利用することで無理数の計算をWolfram Alphaという計算検索エンジンを用いてより精度の高い値を求めることができることの説明をしてくださいました。また素数・完全数・友愛数など特殊な数についても紹介してくださいました。もっと時間があればと思った生徒も多かったようです。本日の講義はタブレットを活用して考える新鮮な内容で生徒たちは数学の奥深さを知ることができたのではないかと思います。

２／１２(土)　午後に標記研究発表会が行われました。

本来は埼玉大学で、午前中はポスター発表、午後に口頭発表を行い、埼玉県内の自然科学系部活動・SSH校の生徒が多く集まり、活況を呈する発表会です。

しかし、残念ながら昨年はコロナ禍のために中止、今年は口頭発表のみオンラインで実施となりました。

物理・化学・生物・地学の各分科会に分かれて発表されるため、生徒も指導教官の先生、講評する大学の先生も専門分野なので、非常に活発でためになる質疑応答が行われます。

　　　　　　　＜発表前に＞　　　　　　　　　　　　　　　　＜配信テスト＞

                              ＜発表をする様子＞

　　　　＜質疑応答・講評の様子＞

いつもなら、会場内で活発な議論が行われるのですが、今回はオンラインということもあってか、

質疑応答の数は少なかったように思います。

これからは、２／２１(月）に行われる、１・2年生の交流会（ポスターセッション）で1年生の

研究テーマを考える”きっかけ”を作ったり、継続研究をする生徒への”引継ぎをする”など後輩に対して

「バトンを渡す」作業が始まります。また、3/26-27に行われるつくばサイエンスエッヂの準備も

兼ねています。

2年生理数科は3年生になって、今まで研究してきた成果を「英語の論文要旨にまとめる」ということが

SS理数研究論文で行われます。今回の発表会の研究要旨や、これから作るポスターを元にまとめて

いくので、来年の準備という側面もあります。

2/9（水）午前中は、当初生徒全員によるKP法やGoogleスライドを使った発表を行う予定でしたが、コロナ禍の拡大により教室で各学年代表者が他の学年の教室を巡って発表しました。

午後は例年と同じように全体での口頭発表会でしたが、さくらめいとが消防施設点検の関係で使えないため、体育館で2年生と理数科1年生、普通科1年生は教室でオンラインという形で実施しました。

午前中の発表では、学年で選出されたチームが、他学年の各クラスを回って発表する形式で行いました。1・2年、普通科、理数科とも活発な質疑が行われ大いに盛り上がった発表会となりました。

　　　　　　　　＜1年生が2年生に向けて発表する様子＞

　　　　　　　　　＜1年の発表と、2年生が質問の後のコメントを書く様子＞

　　　　　　　　　　＜2年生が発表した1年生へ質問をする＞

　　　　　　　　　　＜２年生が１年生に向けて発表する様子＞

　　　　　　　　　　　＜2生の発表と、1年生が質問の後のコメントを書く様子＞

　　　　　　　　　　　＜１年生が発表し２年生へ質問をする＞

2年生が1年生に、1年生が2年生に発表するという異学年交流する形でした。1年生は2年生に堂々と発表し、2年生は内容の濃い発表をすることができていました。質疑応答は5分間と長めに設定しましたが、1年生は周囲と発表内容について検討し、怯まずに2年生に質問することができました。2年生もこれまでの探究活動で培ってきた多角的な視点で1年生の探究に対して鋭い質問をしていました。

1年間の探究活動の成果が、発表や質疑応答の様子から感じ取ることができる午前の部となりました。

午後の発表では前半に、ビブリオバトル学校代表、1年普通科の発表、2年普通科の発表、英語スピーチコンテスト学校代表の発表が行われました。

　　　　　　　　　　　　　＜ビブリオバトルと会場の様子＞

　　　　　　　　　　　　　　　＜1年普通科の発表と質問＞

　　　　　　　　　　　　　　　＜2年普通科の発表＞

＜　　　　　　　　　　　　　　　2年普通科へのの質問＞

　＜英語スピーチコンテスト発表＞

後半は1年理数科の発表、2年理数科の発表が行われました。

最初は1年理数科のユニット型研究の各分野代表者の発表でした。

　　　　　　　＜1年理数科の発表＞

続いて、2年生の課題研究で各分野ごとの生徒の発表がありました。今年度全国大会で入賞した研究や、来年度全国大会出場予定の研究の発表も行われました。

　　　　　　　　　　　　　　　　　＜2年理数科の発表＞

＜2年理数科への質問.＞

＜来年度全国総合文化祭出展研究の発表＞

＜今年度 日本学生科学賞・日本未来科学館賞受賞 作品の研究発表＞

教室でオンライン視聴していた1年生の皆さんは、Wifiの電波の不具合などで見づらく聞きづらかったところがありました。また体育館にいた生徒の皆さんは、冷たい床に座っての長い発表で大変だったと思います。今回初めて体育館で行ったため、いろいろと至らない点がありましたが発表や質問などは活発に行われいい発表会になったと思います。

　専門性の高い実習を通して、専門分野への興味・関心を高める。

　薬として使われている天然物（オウバク）に含まれる有効成分（ベルベリン）の抽出と核磁気共鳴スペクトル解析装置(NMR)による構造分析の体験実習を行う。

①天然物そのもの医薬品としての利用、薬学への招待、天然物と化学の融合

　天然素材から取り出した医薬品として、エヴァーメクチンを抽出し、イヴェルメクチンへ化学的に構造変化させ、現在もマラリアの薬としてアフリカで活用されている事例などを説明いただいた。

　さらに今回扱うオウバクの性質や薬用利用、分子構造など詳細に解説いただいた。

　また薬学部では数学、英語、物理、化学、生物をバランスよく学ぶ必要があること、様々な視点から薬の作用を検討しミクロとマクロを使い分けること、医薬品リードとしての天然物の重要性について学習した。

②ベルベリンの抽出、濃縮、結晶化、単離、定性確認

 　オウバクからジムロートを用いたメタノール加熱還流を行い、80℃に保ち2時間かけてベルベリン抽出した。そしてロータリエバポレーターを用いて濃縮し、黄色の粗結晶を析出させ、吸引ろ過で取り出した。

 ③ベルベリンの構造分析

　 化学における分子の構造決定について、昔の分析方法と比較しながら、現在用いられる質量分析法（MS）、核磁気共鳴分光法（NMR）を紹介いただき、生成した塩化ベルベリンを用いて構造決定の手順を体験した。

まとめ

　天然物から化学を用いて有機化合物を取り出し、その利用方法を理解し、実験技術を習得できた。自然現象から科学技術への応用について学ぶことが出来た。何より生徒が真剣に学ぶ姿が印象的でした。

　２学年では１年かけて、探究活動に取り組んできました。そのまとめとして、発表会を行いました。

１月１７日　分科会①

　２学年で探究活動班は１３０班ありますが、１６会場に分かれて発表（３分）＋質疑（１分）を行い、各会場の上位２班が分科会②へ進出しました。

１月２０日　分科会②

　３２班が７会場に分かれて発表（５分）＋質疑（２分）を行い、各会場１位が学年発表会へ進出しました。

１月２４日　学年発表会

　７班が体育館にて学年全体へ向けて発表（５分）＋質疑を行いました。

　上位４班が全校で行うSSH生徒研究発表会へ進出となります。

情報収集、整理・分析とよく考えられています。

よくまとめられていて、わかりやすいです。

生徒から質問が飛びます！

実際に作って、検証しています。

随所に工夫が見られました。

海外を参考に、日本の良さを活かすよう考えていました。

データを比較して、どうするべきかよく考えています。

丁寧で一生懸命さが伝わってきます。

生徒から質問が飛びます！

生徒の発表は緊張しながらも、真剣であり、どの発表も大変素晴らしいものでした。

学年主任からも生徒の頑張りに応えるように、熱い叱咤激励がとんでいました。

“人間がAIに勝つためには、どうしたらいいのだろうか”

“人前でバカをできる精神力、本当のインテリジェンスを身につけよう”

本当にみんなよく頑張りました。

みんなの努力が伝わってきて、感動しました！

何度も言いますが、本当に素晴らしい発表でした！！

1/17・20・24・31と地学のユニット型課題研究を行いました。

1/17の第1回は説明と再現実験、各班の方針決定を中心に行いました。

　　　　　　　＜実験の説明＞　　　　　　　　　　　　　＜再現実験の様子＞

1/20はその方針に従って実験を繰り返し、何が過冷却になりやすい・破綻しやすいのかの原因を探りました。

　　　　　　　　　　　　　　＜方針に沿って実験をしていく＞

 1/24は前回の実験の追実験と発表のためにホワイトボードにまとめることを行いました。

                                          ＜追実験で過冷却と破綻の原因を追究する＞

　　　　　　　　＜追実験をする班＞　　　　　　　　　＜同時進行でまとめもする班＞

　　　　　　　　　　　　　　　　　＜まとめをする班＞

　　　　　　　　　＜全体の様子とまとめの途中のホワイトボード＞

1/31は各班がホワイトボードを使って口頭で3分間の説明、続いて15分間ポスターセッションを行いました。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　＜発表の様子＞

　　　　　　　　　　　　　　　＜発表の全体の様子と質問＞

　　　　　　　　　　　＜ポスターセッションと質疑応答の様子＞

全体発表では質問がちらほらとでしたが、ポスターセッションでは活発な質疑応答が行われました。

今回は果汁などの濃度に着目する班、凍結しにくそうに思える牛乳に着目する班、衝撃などで破綻が

起こることから、炭酸の有無や濃度に着目する班などが多く見受けられました。

評価の集計の結果、一番良かった班が2/9のSSH生徒研究発表会で発表します。

12/19（日）地学オリンピック一次予選に普通科理系SS地学基礎受講者がチャレンジしました。

全国からいわゆる全国のトップ進学校の2000名ほどが参加し、一次予選で約２００名まで絞り込まれ、その後二次予選、本選、代表決定4名選出となります。今年はオンラインで一次予選が行われました。その結果が正式に届いたのが1/12でした。

（二次予選通過者についてはHPでその前に掲載）50問・50分、60点満点のテストですが、上位10％が一次予選通過となります。平均点は31点で、本校の生徒の平均点とほぼ同じでした。一次予選通過には至りませんでしたが、参加校の生徒のレベルなどを考えると、大健闘したと思います。受験した生徒たちも手ごたえを感じていたようです。

普通科理系のSS地学基礎の実験で、スペクトルに関することを2時間にわたって行いました。

1時間目はスペクトルを観察するための直視分光器の使い方と、太陽光のスペクトルの観察を行い、プリントのスペクトル写真から分散度および吸収線の波長を求めて元素の同定を行う実習を行いました。

2時間目は、太陽光のスペクトル、蛍光灯のスペクトル、ナトリウムランプのスペクトルを観察・スケッチし、それぞれの違いを見る実験をまず行いました。

　　　　　　　　　　　＜太陽光スペクトルの観察とスケッチ＞

　　　　　　　　　　　　　＜蛍光灯のスペクトル観察とスケッチ＞

次に吸収線ができる原因を知るため、ナトリウムランプの光の下でナトリウムの炎色反応を行い黒い炎になることを確認しました。

＜ナトリウムランプのスペクトル観察＞　　　　　＜ナトリウムランプの吸収（黒い炎）＞

最後に車のヘッドランプの電流を上げていき明るさと色の関係、スペクトルの違いを観察し恒星の色と温度、明るさの関係を知る実験を行いました。

　　　　　　　　　　　　　　　　　＜色と明るさの違い＞

内容盛りだくさんの実験ですが、スペクトルからわかること、遠い天体の成分がなぜわかるのか分光の一端を知る探究でした。

記事の更新が遅くなってしまいましたが、１学年が分科会（会場ごとでの発表）を経て、昨年１１月８日（月）に全体会を行いました。

夏休みも使い、試行錯誤しながら一生懸命考えてきた探究を、クラスごとに発表し、その中で評価の高かった代表８班の探究内容を１学年全員でシェアしました。発表を聞く生徒たちも、ただ聞くのではなく、真剣な様子で代表の班のそれぞれのよいところをメモしていました。

ちなみに代表に選ばれた班のタイトルは以下の通りです。

2. 眠たくなる教科の特徴

3. iPhoneはなぜ人気なのか

4. なぜ校則や制服があるのか

5. カップラーメン　３分間の理由

6. 言葉の流行はどのようにして生まれるのか

7. アンパンマンの顔は地球上で再現可能なのか

8. 話が上手い人の特徴

 その後、教員による厳正な審査の上、トップ３は以下のものとなりました。

第３位：なぜ校則や制服があるのか

第２位：アンパンマンの顔は地球上で再現可能なのか

第１位：話が上手い人の特徴

　どの班も良い点がありましたが、トップ３は真似したくなるところがたくさんありました。ぜひメモしたことを生かして、２巡目の探究をさらに面白いものにしていってください！期待しています。

8月4日～8月5日にかけて開催された全国SSH生徒研究発表会に参加しました。発表者は3年生の嶋田さんです。

全国から集まったSSHの探究活動についてディベートをする中で、様々な取組を知ることができました。

二学年普通科２８４名による計１３０班が、一年間探究してきた各自のテーマについて発表を行いました。

分科会１～１６会場に分かれて、各会場でグーグルスライド or パワーポイントによる発表３分（最大３分３０秒まで）＋質疑１分をしました。各会場の上位２班、３２班が２０日の発表会に進みます。

どの会場でも、一生懸命な発表が行われました。

みんなよく頑張りました！一生懸命発表する姿が、格好よかった！！

2年生文系地学基礎の授業（答案返却時）に標記の実験を行いました。今回の考査の範囲でもある大気圧について、どのくらいの空気の重さがかかってているかの簡単な実験です。

まずは吸盤やゴム板を持ち上げられるか確認します。地上の大気圧は１ｃｍ^２あたり、約１ｋｇの空気の重さがかかっているので、面積を求めればかかっている空気の重さを知ることができます。

　　　　　　＜全体の実験の様子＞　　　　　　　　　　　＜吸盤を持ち上げる＞

　　　　＜なかなか持ち上げられない吸盤＞　　　　＜ゴム板はもっと持ち上がらない＞

　　　 ＜ゴム板の面積を測定する＞　　　　＜吸盤やゴム板の面積、体表面積から重さを計算＞

吸盤の半径は３ｃｍ（接線を引き中心を求めます）なので、約２８ｋｇの空気がかかっています。

ゴム板は３０ｃｍ×３０ｃｍなので９００ｋｇ、日本人の平均体表面積は1.48ｍ^２なので

１４８００ｋｇの空気の重さがかかっています。（大型トラック１台分）

生徒たちは先日行った断熱変化の実験と合わせて、改めて空気の底にいる自分達とその空気の重さや気圧を実感したようでした。

テスト返却に引き続きの短い実験でしたが、少ない時間を利用したこのような「ちょっとした発見」の実験を行っています。

１１／２７（土）小中学生科学体験教室「楽しもうサイエンス！」を実施しました。

昨年はコロナ禍で実施できず2年ぶりの開催となりました。まだ影響が続いている中、

前半（９：３０～１０：５５）と後半（１１：０５～１２：３０）に分けて各40組

合計135名の参加となりました。参加してくださった、小中学生・保護者の皆様

ありがとうございました。アンケートでは楽しく充実したという意見が多く書かれて

いました。時間が少なく残念だったという意見もありましたが、昨今の状況ではこの様な

開催形態で対応せざるを得なくご了承願えればと思います。

理数科の１・２年生、自然科学部、美術部、サッカー部の生徒の皆さん、お疲れさまでした。

参加してくださった方からも、生徒や先生の対応がとてもよかったという感想が多く

寄せられていました。一生懸命説明し、丁寧に対応していた様子は「さすが熊西生」と

思わせるものでした。

実際に行った実験ブースの一覧は以下の通りです。

　　　　＜回すとどんな色＞（美術）

　　　　＜数学で遊ぼう＞（数学）

　　　＜プログラミング体験＞（情報）

　　　＜歩くロボットを作ろう＞（物理）

　　　　＜水中エレベーター＞（物理）

　　　＜ガラスに絵を描こう！＞（化学）

　　　＜スライムで遊ぼう！＞（化学）

　　　＜夜光バッジを作ろう！＞（化学）

　　　　＜葉脈標本を作ろう＞(生物）

　　＜バードセーバーを作ろう＞（生物）

＜化石レプリカのストラップを作ろう＞（地学）

＜エッキくんで液状化を再現しよう＞（地学）

時間の少ない中全部を周り切れなったり、前半に集中してしまったりなど

ありましたが、けがなどもなく無事に終了することができました。

来年もどうかよろしくお願いいたします。

今日も朝から理数科は全力で前向きです。

２学年では水曜日の朝学習（8:05～8:35）は、古典の小テストと決まっています。

いつからか、生徒による朝学習の時間を利用した古典授業が始まりました。

（この確認授業の後に小テストを実施しています。）

生徒が自分たちで考えて行動できることに驚き、応援しています！！

　　今日は何月何日でしょうか？

　　みんな一生懸命取り組んでいるようです。

　　みんなすごいぞ、素晴らしい！がんばれ！！　　　　　　　　　　

3年生普通科で実施している「地学基礎探究A」の授業では、問題演習を中心に、普段の授業を進めています。しかし「探究」という名がついている以上、単なる問題演習とその解説では名が廃ります。各種実験も行っていますが、2年間地学を勉強してきた集大成の卒業研究に相当する、テーマ研究を口頭発表する授業を取り入れています。

2学期の1カ月（11月の授業）は、生徒が地学の分野の中で興味を持ったことを調べ、クラスで発表する授業を行います。1学期に大まかな分野を決め、夏休み明けに概略のレポートを提出し、発表の始まる前の中間テスト明けに決められたフォーマットで作成した発表の要約に当たるレポートを作成します。

                   ＜レポートの一例＞

そのレポートをクラス全員に印刷・配布し、予め発表の予習をして発表に臨みます。これは大学のゼミや研究室の授業、卒業論文・卒業研究の発表、学会発表でよく行われれるやり方です。大学で行う研究方法を先取りし、大学生になって戸惑わないようにするのも目的の一つです。

計時・司会、発表の評価、質問は全て生徒で行い（評価は担当教員も行いますが）1人８分の発表、2分の質疑応答を行います。普通科ではSS探究基礎やSS探究で、理数科ではSS理数探究やSS理数探究で同じようなことを行っていますが、授業で行ってきたことをベースに各自テーマを決め発表し、生徒だけで進めていくところがポイントです。

                          ＜計時・司会＞

　　　　＜計時と評価の様子＞

　　　　＜恐竜はなぜ絶滅したか＞

　　　　＜気候変動の人類への影響＞

　　　　　＜深谷断層帯について＞

　　　＜地球以外に住める星はあるか＞

　　　　　＜天気予報について＞

　　　　　＜質疑応答の様子１＞

　　　　　＜質疑応答の様子２＞

　　　　　＜質疑応答の様子３＞

レポート作成や発表の準備など大変なところもありますが、実際に発表を行っている生徒には好評の授業です。

「自分の好きな、興味のある内容を深く知ることができた。」「いろいろな人の様々な発表を聞けて勉強になった」などの意見が多いです。

３年の生物の授業で、カイコの生殖行動に関する実験を行いました。

カイコガの成虫を初めて見た生徒も多く、非常によい経験となりました。

離した距離から、オスとメスの行動をじっくり観察

勇気をもって翅を切断！（触角も切断しました！）

行動の様子を動画で撮影しました。メスの側からあおぐと、行動も変化します。

動物の行動に関する分野は、自分の体を使って様々な実験を行うことができます。

味覚に関するミラクルフルーツやギムネマ茶の実験、

膝蓋腱反射、ハンガー反射、

ある歌を歌いながら別の歌の歌詞を書く・・・

授業でもミニ実験を多く取り入れています。

いきもののからだって、本当に不思議ですね！

２年生の物理基礎では、浮力の実験を行いました。

おもりを水に入れたときの浮力が、授業で学んだ公式と同じになることを実験によって確かめました。

手順書を見ながら、グループで協力して実験を進めました。

今回は活動の様子と、生徒の感想を紹介します。

「身近な現象と公式が結びついていることが分かって感動した。」

「おもりを水中に入れると、容器に触れていなくても全体の重さが大きくなることに驚いた。」

「班員と協力できたので楽しかった。次回は手順書をしっかり読んで、ミスなく実験が進められるようにしたい。」

時間が余った班は、身近なモノを水中に入れて浮力を調べました。

消しゴムや定規、なかには自分のスマホの浮力を測定しようとした班も…！

生徒たちは主体的に学習に臨んでいました。