2020年6月の記事一覧

６月１６日（火）

２年サイエンス科のＡＣＴ-ＳＩ２（科学探究）です。

毎週火曜日の６，７限で研究を行っています。
しかし、授業以外にも放課後の「オープンラボ」を利用して研究を行う班もあり
毎週研究はどんどん進んでいます。


こちらは、クモを研究している班です。
先輩が使用している暗室を借りて、実験を行っています。


マイクロプラスチック班は、採取したプラスチックの撮影を行っていました。


スライム班は、新たに配分を変えてスライムを作っています。
研究ノートにもデータが溜まってきたかな？


太陽電池研究班です。
ソーラークッカーとフレネルレンズで何かのデータを取っています。


５分毎の記録…忙しいですね。

それぞれの班が、毎週課題を見つけ、その解決に奮闘しています。
このスモールステップが大切です。

すでに、以前ブログで紹介した様子とは大きく異なり進化をしています。


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学校設定科目Data Science（ＤＳ）の進捗を報告します。

１年サイエンス科では、ＤＳを週２時間学んでいます。
ＰＢＬ課題を配布され、自力で学び解いていくスタイルの授業。

課題が解けても、先生は一人ひとりに質問をぶつけてくるので
本当に理解していなければクリアできません。

現在は統計学を学んでいます。


本校教諭の作成したオリジナル教材。
しっかり読めばわかるように作られています。

しかし、自力で統計学が理解できるようになるのでしょうか。

・・・なっています。



データのばらつきに関してのＰＢＬ課題。
問題を解くだけならすぐに出来る生徒も多いです。

「先生、課題ができました！！」

「よくできたね～！確かに、数値は合っているよ。
　では、不偏標準偏差って何だろう。説明してみて。」

「・・・。ええと、勉強してきます。」

このようなやり取りを、２回、３回・・・それ以上に繰り返して
本当に説明できるまでに成長します。


ＤＳでは、科学探究で実験を行った際に、適切にデータ処理ができるよう
様々なＰＢＬ課題が配布されています。
彼女は、与えられたデータをもとに誤差グラフを作成しています。


完成したグラフをチェックしてもらっています。
しかし・・・う～ん残念！あと一歩！
どこが違うのか考えながら、再び勉強をします。

指導する先生は２名です。

それぞれの学習ペースに差があるため、きちんと課題チェックは回っています。

しかも、全員が着実にＰＢＬ課題を進めています。

早い生徒は、もうすぐ相関分析そしてＴ検定に入っていきます。
１年生の１学期には、データ分析の手法を一通り学び終えます。

彼らの行う科学探究が楽しみですね！！


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６月１３日（土）に行った
海洋実習の事前学習（１年サイエンス科）の最終回です。

さて、今回の海洋観測の目玉のひとつが水深２００ｍ海域の採水です。
海水温や、pH測定、塩分測定などを行い、表層の海水との違いを調べます。


これがバンドーン採水器です。
ワイヤーロープにセットしたこの採水器を海中に沈め、採水を行うのですが・・・
水深２００ｍとなると、沈めて引き上げるまでに時間がかかります。

やりなおしはできませんから、各班ともミスが無いようにしっかりと使い方を学びました。


で、このゴム蓋が難しい。
セットの仕方を間違えると、採水器が開きっぱなしのまま上がってきます。
コツがあるのです。


このように、筒の両サイドのゴム蓋を引っ張り、金具に固定します。
沈めた後に、「メッセンジャー」と呼ばれるおもりをワイヤーに沿って落とすと…
（写真右にメッセンジャーを持った手がありますね。）


バンッ!
金具が外れ、海中でゴム蓋が閉まるのです。
よくできていますね～！

これで水深２００ｍの海水を採取します。

いかがでしたか。

これ以外にも、生徒たちは様々な課題を与えられ、実習までにしっかりと考えています。
海洋実習などのフィールドワークは、研究者の卵として得るものが非常に多いです。

これらの経験が、やがて始まる科学探究ＡＣＴ－ＳＩに活かされるのですね。


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６月１３日（土）に行った
海洋実習の事前学習（１年サイエンス科）の続きです。


砂浜の砂をふるいにかけると、マイクロプラスチックがたくさん見つかりました。

さて、観察で必要な技術がスケッチです。

見つけたものの特徴をしっかり捉え、記録を残すために
実際に取り出したマイクロプラスチックのスケッチをしてみます。


綺麗に書けていますね。特徴もしっかり書き込んでいます。


スケッチには、線で描く、色を塗らない…などの基本があります。
先生が書いたスケッチの見本を見せてもらいながら、基本を学びます。

さて、海洋実習では採集したプランクトンを、後日顕微鏡観察してスケッチを行います。
そのプランクトンはどうやって捕まえるのでしょう？


これがプランクトンネットです。
海水面近くや、池などの微生物を採集する道具です。
１班に１つ配布され、実習船でプランクトンの採取を行います。


先端には採水器がついており、ここに濾しとられたプランクトンが集まります。
コックの形状を確認し、現場でミスをしないように備えます。

このネットを海水面で引きながらプランクトンを集めるのですが、
引く速さや引き上げる向きにもコツがあります。

その後、採取したプランクトンは現場でアルコールに保存し、持ち帰ります。

プランクトンといえども、命を持っています。
その重さに応えるべく、きちんとスケッチの練習を行いました。


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６月１３日（土）の報告です。

この日は、午前中の４時間を使って１年サイエンス科が
海洋実習の事前学習を行いました！

その様子を数回に分けて報告します。

海洋実習の本番は、７月１０日（金）です。

宮崎県立宮崎海洋高校の実習船「進洋丸」と連携し
海洋観測や、プランクトンの採集、マイクロプラスチックの採集などの
海洋実習を通して、海洋研究の重要性を学びます。


実習船に乗せていただくので、しっかりとした事前研修が必要です。
実習のしおりをもとに、事前学習を進めていきます。

実はこのしおり、様々な課題が詰まっています。

まずは、マイクロプラスチックについて学びます。


ここに、宮崎市のある海岸の砂が２リットルあります。
この砂を各班に配布します。
パッと見た感じ、どのくらいのプラスチックが入っていると思いますか？
５ｍｍ以上の大きさは？
３～５ｍｍの大きさは？


「１０個くらい？」「７個くらい？」いろいろな意見が出ます。
実際に、ふるいを使って調べてみましょう！


まずは５ｍｍのふるいにかけてみましょう。
ザーッとふるいにかけてみると…


あれれ！？思った以上に大きなプラスチックが多いですね！！
流木や石などを取り除いても、結構な数のプラスチックが入っていました。


では、５ｍｍのふるいにかけた砂を、３ｍｍのふるいにかけてみましょう。


結構な量の小さなプラスチックが入っています!!
各班協力して、プラスチックの数を数えました…。


結果がこちら。
２リットルの砂に含まれるプラスチックは…
５ｍｍ以上が平均して２８個！
３ｍｍ～５ｍｍが平均３２個！

思った以上に入っていました。

それより小さいプラスチックとなると…まだまだありそうです。
これらが海洋を漂っているのですね。

今回の海洋実習では、全長約３ｍのニューストンネットを用いて
海洋のマイクロプラスチックを採集する予定です。

大きなプラスチックでさえこの量です。
さらに小さなマイクロプラスチックは一体どれほど取れるのでしょう…。

プラスチックによる海洋汚染は深刻な状況です。


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本校生徒の研究がマリンチャレンジプログラムに採択されました！

マリンチャレンジプログラムとは、日本財団と株式会社リバネス主催の研究助成プログラムです。

海・水産分野・水環境などの分野を研究する中高生を対象に、
最大５万円の研究資金助成や、研究アドバイザーによるオンライン面談での研究コーチが行われます。

今回採択されたのは、本校科学部の生物班です。

研究テーマは
「ハクセンシオマネキのウェービング～画像解析と信号処理による分類～」
です。
ハクセンシオマネキが発しているシグナルを解析し、縄張りの構造を明らかにしようとしています。


先日、初めてのオンライン面談が行われました。

株式会社リバネスの担当者の方と
アドバイザーとなる京都大学の先生に
研究の説明を行いました。

慣れないWeb会議システムに四苦八苦していましたが
何とか自分たちの研究を伝えました。

アドバイザーの先生からは、いろいろな質問がありました。

今後もオンライン面談を重ね、研究を深めてください！

これまで、２年生の様々な研究班を紹介してきました。

今回は科学探究の指導をしている先生たちを紹介。

現在、サイエンス科２年生の科学探究は科学部顧問の先生たちで指導しています。

毎回、授業前には各班の進捗状況をまとめ、それぞれに質問するポイントを議論しています。

科学探究は２時間連続の授業です。
その時間、生徒は自由に研究活動を行っていますが、
先生たちは各班を見回りながら、その日の研究計画などを聞き取りしています。

先生たちは思います。

. 。○（こうしたら、うまくいきそうだよなぁ･･･）
. 。○（これよりも、あれを使えばいいのに･･･）
. 。○（この方法よりも、あの方法が適しているなぁ･･･）

でも、それを絶対に言いません。
生徒の成長を願いながら、質問をしています。

非常にもどかしい想いをすることもあります（笑）

でも、質問しなくとも、より良い方法に気づく班や、
我々では思いつかないユニークな実験を行う班も多いです。

やはり考えて動くということは大切なんだと、指導しながら実感します。


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今回は物理工学研究領域から、太陽光発電の研究を行っている班を紹介します。

この班にも、他の班同様に大きな目標があります。
しかし、まずはスモールステップでいろいろな実験を行っています。


最初の実験を経て、研究計画を練り直しています。
ホワイトボードを使って議論していますね。

ん？
太陽光発電なのに、この器具は何でしょうか。


おや？
器具に液体を入れたものを、ホットバスで温めています。

この班は、主体的に議論を重ねて、先生たちも思いつかない
ユニークな実験を考え出しました。

さて！うまくいくかな？
楽しみに見守っていきます。


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今回は物理工学研究領域から、歯車の研究をしている班を紹介します。

この班は、最終的に「ある便利な道具」を作ろうとしています。

設計図を書き、必要な材料を購入しましたが、想定外の事態が続出？


購入した金属が、想定よりも大きかったのかな？
いきなり金属で加工をするのは難しいと判断したようです。


そこで彼らは、学校にあるレゴブロックに目をつけました！
なるほど！
金属の歯車で作る前に、より軽い材料で試行錯誤することにしたようです。


同時進行で必要な材料を整理しています。
頑丈なバネ。ちょっと長かったようです。
切断するために、ヤスリでゴリゴリ･･･気が遠くなりそうです。
写真では普通のバネに見えますが、ものすごく堅くて丈夫なバネです。



頑張りました！なんとかヤスリで切断成功！
とにかく試行錯誤で一つずつ解決していく。
そんな姿を見せてくれました。


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今回は物質機能研究領域からスライムの研究をしている班を紹介します。

彼らがスライムを何に使うのか･･･それはまだ内緒です。
現在はスライム作りをしています。

この班は薬品を使用するため、白衣・ゴーグル・手袋の着用が義務づけられています。
慣れない白衣はちょっと暑いかもしれませんが、これも事故を防ぐための決まりです。


スライム作りの材料です。

ホウ砂は取り扱いに注意が必要です。


ソーシャルディスタンスを保って研究を行うのも大変なようです。
それにしても、白衣を着るとグッと研究者の卵に見えますね。


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以前、刺激応答研究領域からアサリ班の紹介をしました。

その彼らが、アサリがより快適に過ごせるように
水槽の改良を始めたようです！


足りない装置があり、カタログを見ながら
残り予算も考えて購入申請書を記入しています。

きちんと購入理由が記載できないと、購入許可も下りません！
厳しいですが、研究者として必要な経験です。

購入申請から届くまでは約一ヶ月かかります。
研究計画をしっかり立てて、やりたい実験を考えておかないと
このタイムラグで時間を無駄にしてしまうことも･･･。


さらに、新たに大きな水槽を２つ借りることができたようです！
丁寧に洗って、引っ越しの準備をしています。

毎日のお世話も大変ですが、環境を整える作業も一苦労！
頑張ってくださいね（＾＾）

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今回は物理工学領域から、星食観測班の紹介です。

彼らは、科学部地学班の２年生です。
「星食」と呼ばれる天文現象を扱っています。

昨年からコツコツと研究を行っていましたが、新型コロナウイルス感染症予防のために
参加予定の学会や大会が軒並み中止となってしまいました･･･。

※３月に参加予定だった日本天文学会ジュニアセッションホームページにて、研究予稿集が公開されております。宮崎北高校は講演番号２３Ｔ「月に隠れていたのはふたご？」です。

現在は、今後の大会に向けて観測データの解析を行っています。


もちろん望遠鏡も使いますが、梅雨時期の最近はパソコンを使うことが多いようです。


観測データの解析方法を議論しています。
なかなか計算が複雑なようです。

自分たちで議論をしながら研究を進めており、
臨時休業中にも、画像解析や観測機材の制作を行っていたようです。


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今回は２年生の刺激応答研究領域からクモの研究班を紹介します。

彼らはクモの動きを制御したいようです。
いろいろと応用できそうですね。


捕まえてきたクモたち。
クモは動く餌しか食べないので、定期的に餌を捕まえて与えているようです。


このクモの名前はなんでしょうか？
自分たちで作った飼育ケースで飼っています。


どうやら、画像解析で研究を進めるようです。
カメラの準備が着々と。


なるほど！
水槽の中にクモを放って、その動きを観察するのですね。

･･･やってみたところ、まだまだ足りない装置や、必要な条件が見つかってきたようです。

どのように実験をしていくのか楽しみです。


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今回は、物理工学研究領域から
暖かい空気を届けたい！という研究をしている班の紹介です。

冬場の寒い体育館などで、焼け石に水状態の灯油ストーブをよく見かけます。
あの暖かい空気を効率よく届けられたら、寒くない！
ぜひ実現していただきたい。


しかし、その道のりは甘くはありません。

暖かい空気を届けるためには･･･？
実験方法の検討や、必要になってきた知識の勉強が中心となります。



科学探究では、班のメンバーとの議論も重要です。
建設的に意見を出し合い、目標達成のために必要な実験方法を考えています。

何事もスモールステップです。焦らずに頑張りましょう

今回は、物理工学研究班から「ある機械」を作ろうとしている班を紹介します。


詳細は研究の根幹に触れるので書けませんが、
彼らはマイコンでモーターを制御して、ある機械を作ろうとしています。
プログラミングの知識も必要で、日々頑張って勉強しています。

また、装置全体のイメージをつかむために、レゴを使って模型を作っているようです。

プログラミングは１年生の時にマニュファクチャリングで経験しましたし、Data Scienceの授業でも扱います。
今こそ、勉強した知識を発揮するときですね！

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今回は、地球環境学研究領域からマイクロプラスチックの研究をしている班の紹介です。

マイクロプラスチックは、環境への深刻な悪影響が懸念されていますね。


マイクロプラスチックを採取・調査するために、まずは採取方法の検討をしているようです。


自分でマイクロプラスチックを作り･･･


実際に砂の中に紛れ込ませ、編み目の異なるふるいにかけて、
採取できるか試していますね。

さらに細かいプラスチックを取り出す工夫も考えているようです。

マイクロプラスチックの研究に関しては助成金が採択されており、
今後も研究がどんどん深まっていくことでしょう！！

※２０２１年３月２４日追記
この記事から９カ月…。
現在彼女達は、海洋実習で採取した宮崎県沖の海水や
自分たちが住む地域の砂浜、宮崎市内の砂浜などから
マイクロプラスチックを多数収集。
プログラミングと画像処理を駆使して、数や大きさを分類しています。
その成果を携えて、各種研究発表や学会に参加しています。

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１年生のDS(Data Science)の授業が順調です。

エクセルの基本的な使い方は終了し、
現在は統計学の内容がスタートしました。
教材は、本校教諭が作成したオリジナルのデジタル教科書です。


彼女は「代表値」の勉強に入っているようです。

２学期から始まる科学探究において、実験データをどのように扱うかは非常に重要になってきます。
何気なく見ていたアンケート結果も、様々な種類のデータに分かれているのですね。


彼は、グラフを作っています。
データの性質によって、使用すべきグラフは異なります。
与えられたデータをどのようにグラフにするべきか･･･悩んでいますね。


この授業は、ＰＢＬ課題をクリアするごとに
あたらしい単元のデジタル教科書を受け取ることができます。

生徒は主体的に取り組み、どんどん進んでいきます。
そして、ＰＢＬ課題のチェックのときに、先生にいろいろな質問を受けます。
これに答えられないとやりなおし･･･（汗）ファイトだ！


基本的にはパソコン画面で教科書を読み、提出課題のみペーパーで配布されています。

さて、早い人は８時間で不偏標準偏差を理解できました！

データのばらつきを考える･･･なんて初めての勉強ですね。

これからも頑張ってほしいです！！


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今回は、1年生のＳＴ（Scientific Thinking）を紹介します。

ＳＴでは、英語の科学論文を読解していきます。

内容学習と言語学習を同時に行うCLIL（Content and Language Integrated Learning）形式の授業となっています。

また、優れた科学論文を読むことによって、
研究チームのデザイン思考に触れることで、
自分たちが将来行う探求活動のゴールイメージも見えてきます。


さて、現在読んでいる科学論文のタイトルは

Migration of very long period seismicity at Aso volcano, Japan, associated with the 2016 Kumamoto earthquake

です。
2016年の熊本地震に関わる論文ですね。

15ページ程度の論文で、図表も豊富にあり、内容も非常に身近なものです。初めて科学論文を学ぶ１年生にうってつけです。


授業では、ＡＬＴの先生から

まずは「科学論文の構成」を学びました。


※ALTの先生はフェイスガードを着けています。
概要、序論、方法、本論、結論、まとめと展望･･･
この構成がわかることで、論文がずっと読みやすくなります。


続いては、いよいよ内容を読み込んでいきます。
今回は、Abstract(概要)の理解から。


ここでは「ジグソー法」を使って読解していきます。

まずは、Abstractの内容を３つに分割します。

生徒は３人１組の班に分かれ、それぞれの班にAbstractの３分の１の翻訳を割り振ります。
辞書を片手に一生懸命翻訳しています。


その後、班は分解。
それぞれの別の翻訳をした３人が集まり、Abstract全体の理解を行いました。
バラバラだった文章がつながるのですね。

この方法なら全員が責任者になるので、翻訳も人任せにできません（笑）

今回はAbstractでしたが、今後はどんどん論文を読み進めていきます。
科学論文を読むのは大変ですが、科学的な英語読解力が付くように頑張りましょう！

２年生の科学探究ACT-SI2の報告です。

本格的に研究活動が始まって、しばらく経ちました。
現在の状況はどうなっているのでしょうか。

不定期で、各チームごとの進捗を見ていきます。


こちらは、物質機能研究領域の班です。

彼らは、インクの改良をしたいと考えているようです。


そのために、まずはクロマトグラフィーで色々なインクの成分を
分離しようとしています。この段ボールは風よけかな？


科学探究では、先生たちはあえて答えを教えません。
安全管理や環境作りはしてくれますが、次の実験の指示はしません。
実験計画は生徒が作っていきます。

しかし、先生方は質問をします。

「この実験は何が目的なの？」
「この結果について予想したかな？」

だから、自分たちで研究計画を考えるしかないのです！

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今年度１８名の新入生を迎えた科学部。
（６月３日現在、まだまだ増えています。）

オリエンテーションも終わり、いよいよ分野ごとに分かれて
自分たちの研究テーマを考えています。

さすが科学部に集まる生徒たち！
やりたいことが、しっかりとあるようです。


ホワイトボードを使って研究アイデアを議論しています。


じっくり考えていますね。

研究テーマの決定は非常に大切なプロセスです。
ここには、かなり時間をかけても惜しくありません。


一方で、こちらの４人は地学班。天文現象を扱うチームです。

天体画像の解析方法を先輩から習っています。


先輩が撮影した天体写真から、指定された星の等級を算出する作業。
天体の知識や、画像処理の知識が必要です。
基礎を習った後に、自分たちの研究対象を決めていくのですね。

科学部１年生、コロナ禍で活動が少なかったですが
滑り出しは順調です♪


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５月２１日（木）の報告です。

この日は、ＳＳＨ指定校の延岡高校から先生が来校し
ＭＳＥＣ指導者ワークショップが行われました。

今回のテーマは「マンダラート」。

これは、本校の生徒が探究活動のテーマを考えるときに使っている
フレームワークです。

マンダラートは、日本人が考案したフレームワークで、アイデアをひねり出したいとき等に役立ちます。


写真のように、中心に核となるワード（コアワード）を書き、
その周囲８つのマスに、連想されるワード（サブワード）を全て埋めます。

それが埋まれば、さらにそのサブワードを展開させて、
そこから連想される８つのワードを埋めていきます。
ここでは、合計６４個ものワードが必要です。

いずれも、連想しやすいように、具体的な名称などは避けます。

あとは、出てきたワードを組み合わせて、研究の計画のアイデアを作っていきます。


本校教員によるマンダラート完成例。

ざっくりと書きましたが、６４ものワードを埋めるのは至難の技！
使いこなすのも、様々な注意点が必要です。

本校の教育開発部でマンダラートをしたことが無い先生も集まり、
皆でマンダラートを体験しました。

一度体験すれば、その大変さや、連想法としての威力も知ることができます。ぜひ、役立ててください！

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