ＳＳＨ＆サイエンス科情報発信ブログ

３月９日にサイエンス科１年生の土曜講座が行われました。

プログラミング教室のつづきです。

今回も探究活動に使えるデータロガー作りを行いました！

RaspberryPiを用いた自動観測カメラ作りです！

RaspberryPi専用のカメラモジュールは、小型ながら800万画素の性能を持ち

プログラミング次第で、画像サイズや露出時間、感度さえも自由自在です。

前回学んだセンサーと連携させれば、応用の幅がかなり広がります！

という訳で、今回もペアワークで学びます。

まずは、カメラモジュールに自分達の姿を映して楽しんでみました。

慣れてきたら、照度計がある値を越えたら撮影したり、動画を撮影したりと各自のペースで学んでいきました。

今回はもう一つ、機械学習も学びました。

 まず、今回撮影した動画を、前回構築したサーバーに送信し…

その動画をGoogleドライブに保存します。

さらに、オープンソースの機械学習ライブラリである「TensorFlow」を使って解析を行います！

・・・という訳で、できました！

生徒が撮影した動画の骨格検出を行いました。

意外に簡単にできたことに驚く生徒たち。

大量の学習モデルによって、的確に人間を見分けていますね。

自分達の姿に骨格検出されるのは面白いですね。

集まってみんなで様子を見ています。

以上で、今年度のプログラミング授業は終了です。

センサーやカメラの使い方をマスターしましたから、

きっと来年度の探究活動に活用してくれることでしょう！

1月20日はサイエンス科1年生のマニュファクチャリングを行いました。

マニュファクチャリングとは「ものづくり」という意味です。探究活動に必要な試行錯誤する力を鍛えます。

今回は、プログラミングによるものづくりの3回目。

前回までは「RaspberryPi」という小型コンピューターを使って様々なデータロガーを自作しました。

今回は、いよいよ自作したデータロガーをネットワークに繋ぎ、遠隔操作できるようにします！

こちらが、本日の目標。力学台車の上にRaspberryPiとモバイルバッテリーが載っています。

さぁ、まずはRaspberryPiをネットワークに繋ぎます。IPアドレスなどを入力してWi-Fiルーターに接続。

同じネットワーク上にあるサーバーに繋いでみましょう。ＳＳＨを使って他のコンピューターに侵入するのです。

次に、RaspberryPiを遠隔操作できるようにしましょう！今回は、アプリWebSSHを使用しました。タブレットとRaspberryPiが簡単に繋がる！

さぁ、いよいよ測定しよう！Pythonで加速度センサーのスクリプトを組みました。これをタブレットで遠隔操作して･･･

壁と衝突させて、加速度の変化を測定します。

トンネル、くぐらせたくなるよね（笑い）

さて、皆の測定データがどんどんサーバーに届いています。これをGoogleドライブに移動させます。

手元のパソコンで、データを分析できます。上手く衝突を捉えられたかな？

終了後のアンケートです。

今回は結構歯ごたえのあるプログラミングを行いました。なので、難しいと答える意見多いですが･･･その分できた時の充実感や試行錯誤が楽しかったとの意見も多数！

プログラミングって成功するととっても楽しいですよね！

良い学びとなりました。

１２月２３日（土）に「第２回わくわくサイエンス教室」が開催されました。今回も県内からたくさんの小中学生が参加してくれました。

こちらはマニュファクチャリングです。マニュファクチャリングとはチームの仲間と話し合いながら「ものづくり」を行うことです。

今回のマニュファクチャリングは「飛ばして届けろ！選手権」を行いました。内容は各チームで作った飛行物を飛ばし，落ちた場所に書かれている点数と滞空時間を掛けて合計点を出すというものです。点数の高いチームが優勝となります。ただし，試技をすると１回につき１０点減点となります。

各チームとも試行錯誤しながら議論し，一生懸命作っていました。

いよいよ競技がはじまります。生徒実行委員が会場を盛り上げます。

優勝したチームには，生徒実行委員より賞状が授与されました。

こちらは実験教室です。

各班に配置された生徒実行委員がスムーズに実験が進むようにアシストします。

まず酢酸ナトリウムをビーカーに入れ，蒸留水をビーカーに加え，ガスバーナーで温めて溶かしていきます。その後，シャーレに移して冷まし，酢酸ナトリウムをガラス棒に付けて落とします。すると，過冷却状態が崩れ，一気に結晶ができました！

さて，ここからが本番です！今回は「繰り返し使えるカイロ」を作っていきます。

先程の結晶づくりと同様，まずは酢酸ナトリウムと蒸留水をビーカーに入れ，ガスバーナーで温めて溶かします。その後，発泡スチロールの箱の中でゆっくり冷やしていきます。そして，ヘアピンと一緒に袋に入れて，袋をとめたら，完成です！使うときはヘアピンで衝撃を与えて過冷却状態を崩し，使用します！また，袋に好きな絵を描いたりする自分だけのオリジナルカイロになります。自宅に持って帰って，湯煎で温めたら，繰り返し使えます！

パワーポイントスライドを使い小中学生に分かりやすく説明を行っている姿が印象的でした。

参加者の各講座に対する満足度も非常に高く，「また参加したい」というコメントを残してくださった参加者も多数でした。本校サイエンス科主催の「わくわくサイエンス教室」は全国的に大変注目されている催しになっています。次回は来年の６月に開催します。多くの参加者をお待ちしています。

12月23日～24日にかけて熊本県の崇城大学にて

令和5年度 九州高等学校生徒理科研究発表大会が行われました。

九州各県から、理科に関する探究活動や科学部の研究が

100件（生徒約400人）集まりました！

宮崎北高校からは、化学部門、地学部門、ポスター部門に合計5作品を出展しました。

化学部門は１件です。

「ヒドロキシプロピルセルロース液晶の圧力応答性の数式化（2年生）」

圧力によって虹色に変化する液晶の研究を行っています。

地学部門には２件出ました。

「もっとたくさん流星を見たい！（1年生）」

ペルセウス座流星群の観測結果から、流星をたくさん見る方法を考察しました。

「太陽フレアとヨーロッパコマドリの関係性（2年生）」

「太陽黒点が多い時に、渡り鳥が迷う」のは本当かを大量のデータから分析しました。

ポスターにも２件です。

「段差でこけない自転車（2年生）」

段差に乗り上げたときに自転車がコケない条件をモデル実験とプログラミングで研究しました。

「消しかすからPVCを効率的に取り出す（2年生）」

学校で大量に出る消しカスから、消しゴムを再生できないか研究しています。

そして今回…

見事、地学部門の「太陽フレアとヨーロッパコマドリの関係性」が優秀賞を受賞しました！

おめでとう！

この受賞作品の要旨はこちら。

さて、生徒達の研究は今後も続いていきます。

今回は、九州各県の代表作品を観覧できたうえ、活発な質疑応答も経験しました。

学び多く、次に繋がる大会となりました。

九州は理科の探究活動のレベルが高く、学生科学賞の上位受賞校の約１／３が九州の高校生であるほど

激戦区です。

今後も九州の高校生たちが切磋琢磨してほしいですね。

11月3日に宮崎市にて行われた

令和5年度宮崎県高文連自然科学プレゼンテーション大会にて

本校の科学部が物理、化学、地学部門で最優秀賞に輝きました！

４分野のうち、３分野で最優秀賞を頂くのは初めてです。

これにより、来年8月に岐阜県で行われる

全国高等学校総合文化祭自然科学部門への出場が決まりました！

選ばれたのは以下の３作品です。

物理分野「段差でこけない自転車」

化学分野「ヒドロキシプロピルセルロースの圧力応答性の数式化」

地学分野「太陽フレアがヨーロッパコマドリに与える影響」

今後とも応援よろしくお願いいたします！