平成29年中高理科教員研修(12月2日(土)柏原キャンパス、12月10日(日)天王寺キャンパス)

平成29年度中高理科教員研修

「授業に活用しよう―テーマを選んで体験できる研究現場の科学実験」

   本年は以下の要領で開催します。多数お申込みをお待ちいたしております。                

※テーマ2、21のタイトルと内容を訂正しております。

テーマ2

変更前 2 ミクロンからナノへ(光学顕微鏡を越えた超微細構造をみる) (復活テーマ)

変更後 「顕微鏡による表面観察-光、赤外線、電子線、針で「見える」もの-」 (リニューアルテーマ)

テーマ21

 変更前 地震発生のシュミレーションモデルと教材化

 変更後 わくわく地震波解析 -気象庁59型地震計波形記録から何がわかるか?-(復活テーマ) 

受講ご希望の方はたいへん申し訳ございませんが、以下説明文のご確認をお願いいたします。なお担当講師と取り扱い分野には変更はありません。(10月16日)  

 
開催日時 平成28年12月2日(土),12月10日(日)
場 所 
  12月3日(土) 10:00~15:30
           大阪教育大学柏原キャンパス教員養成課程棟C2-202講義室、他
           学内研究室及び実験室
  12月10日(日)  10:00~15:30
           大阪教育大学天王寺キャンパス西館3階実験室、他
実験内容 実験題目とその簡単な内容説明は下をご覧下さい。
募集対象 大阪府下、兵庫県下、他地域の中学校、高等学校、支援学校の理科教員
参加費 無料 (ただし掛け捨て保険料を一人当たり30円程度、当日に徴収します)
募集人員
 12月3日(土) 45名、 12月10日(土)25名 
               (目安、先着順)
 時程

【12月2日(土) (柏原キャンパス)】

     集合場所 大阪教育大学柏原キャンパス教員養成課程棟C2-202講義室

    9時30分  受付開始

  10時00分  開会 挨拶

  10時15分  1回目研修開始 

  12時15分  1回目研修終了(テーマにより終了時刻が若干前後します)

  13時00分  集合 

  13時15分  2回目研修開始

  15時15分  2回目研修終了(テーマにより終了時刻が若干前後します)

  15時30分  アンケート記入後 解散 

  15時30分  集合室にて希望者による交流会(参加費200円(茶菓子代))

  17時30分  交流会終了

【12月10日(日) (天王寺キャンパス)】 

 集合場所 大阪教育大学天王寺キャンパス西館3階実験室 

    9時30分  受付開始

  10時00分  開会 挨拶

  10時15分  1回目研修開始 

  12時15分  1回目研修終了(テーマにより終了時刻が若干前後します)

  13時00分  集合 

  13時15分  2回目研修開始

  15時15分  2回目研修終了(テーマにより終了時刻が若干前後します)

  15時30分  アンケート記入後 解散 

  

 

申込方法 

  • 申込先: [Email] cse@cc.osaka-kyoiku.ac.jp
         [FAX] 072-978-3554
         [電話]072-978-3402

お申込フォーム(10月10日(火)より)はこちらです
 
  • 12月2日(土)、10日(日)両日、どちらか一日、午前・午後のみの申し込み、いずれも可です
  • 申込期限:12月3日(土)実施分は11月22日(水)、12月10日(日)実施分は11月29日(水)。
         ※締め切り前でも定員を越え次第募集を打ち切らせて頂きます。
 
   申込時にはご希望テーマを、2日開講分は第4希望まで、10日午前開講分は第3希望までお知らせ下さい。
選択テーマ番号は、このページの番号でお申し込み下さい。先着順にこちらで調整し、受講決定テーマを
   折り返しご連絡します。※講習会に使用する各テーマのテキスト、およびテーマごとの申し込み状況を、
   順次このページに掲載いたしますのでご活用下さい。 
   
  • お申込にはセンターより受付の返信をいたします。
  二、三日中に返信が届かない場合はお手数ですが再送信いただくか、
  072-978-3402までお電話頂きますよう様お願いいたします。

       

※ご質問、お問い合わせは

大阪教育大学科学教育センター・安積まで

 E-mail  asaka@cc.osaka-kyoiku.ad.jp

   TEL    072-978-3402

  URL     http://cse.osaka-kyoiku.ac.jp

 

   

 

 

 

テーマ一覧と簡単な説明
申込状況(随時更新)
◎:余裕あり、〇:空きあり、△:お急ぎください、×:定員に達しました(申込不可)

 

12月2日(土) 柏原キャンパス
1 液体窒素を用いた様々な演示実験 神鳥和彦

2 「顕微鏡による表面観察-光、赤外線、電子線、針で「見える」もの-」 (リニューアルテーマ)

辻岡 強
3 音を見る   垣本 徹
4 半導体の発光   中田博保
5 サイクリック・ボルタンメトリーによる金属錯体の酸化還元特性  横井邦彦
6 比色定量法による河川中のリン酸イオン濃度測定  久保埜公二
7 色調と化学
種田将嗣
8 光学異性体と旋光度 ~香料から液晶テレビまで~ 堀 一繁
9 フェノールフタレインとラインマーカに使用されている蛍光色素の簡便な合成 谷 敬太
10 簡易比色装置の作製と氷みつ中の色素の定量 (新テーマ)    井奥加奈
11 草木染めの実際と教材化      任田康夫
12 光合成色素から光合成生物の系統を探る-TLCを活用して(午前のみ開講)            畦 浩二
13 コムギの進化教材の作製  向井康比己
14 アミラーゼにもいろいろ (新テーマ) 川村三志夫
15  PCRによるDNAの増幅
鵜澤武俊

16 酵素免疫測定法入門 ~抗体・抗原反応の応用~

片桐昌直

17 シークエンサーによるDNA塩基配列の決定

鈴木 剛

18 ダイヤモンドダストと雲を作る実験  (復活テーマ)

小西啓之
12月10日(日) 天王寺キャンパス
19 走査型電子顕微鏡を用いた生物試料の観察   出野卓也
20 魚介類の寄生虫-サバ体内に寄生するアニサキスの検出-
秋吉博之

21 わくわく地震波解析 -気象庁59型地震計波形記録から何がわかるか?-(復活テーマ)

岡本義雄
22 光学式酸素センサーを使った基礎代謝(動物の呼吸量)測定 (新テーマ) 仲矢史雄
23 燃料電池を題材とした実験 (ゲスト講師によるテーマ) 林義哉(東京学芸大学大学院)

 

研修テーマの内容説明

12月2日(土) 柏原キャンパス

 

1 液体窒素を用いた様々な演示実験                                  神鳥和彦

  マイナス196度の液体窒素を用いて、様々な物質の状態変化に関する演示実験や、さらに気体や液体といった物質の状態変化に関する演示実験について実習します。この実験を通じて、生徒に対しよりインパクトのある授業の創成を図る事を目的とします。水が氷に変化するのは発熱反応であること、気体は温度によって大きく体積を変化させること、気体はさらに冷やすと液体状態になること、空気を冷やすと液体空気となり酸素も液体になること、ニクロム線を液体窒素で冷やすと電気伝導度が上がることを学び、これらの知識を授業に反映させることができます。

 

2 「顕微鏡による表面観察-光、赤外線、電子線、針で「見える」もの-」 (リニューアルテーマ)              辻岡 強

  顕微鏡と言えば光学顕微鏡を思い浮かべる人が多いと思いますが、現在では電子顕微鏡、赤外顕微鏡、鋭く尖った針を使う原子間力顕微鏡など、多種多様なものが科学の現場で使われており、それぞれ「見える」ものが異なり限界と特徴があります。光学顕微鏡、電子顕微鏡ではともに表面の微細な構造を観察することができますが、解像度では電子顕微鏡の方が勝っています。一方光学顕微鏡では、表面形状だけでなく、偏光や吸収といった光学的な特性を大気中で観察することが出来ます。赤外顕微鏡では表面の分子結合状態、原子間力顕微鏡では表面の分子・原子レベルの凸凹を感度よく観察することが出来ます。本テーマでは、それぞれの顕微鏡の構造や動作を学び実際に操作して、原理・特徴を理解できるようにします。


 

3 音を見る                                    垣本 徹

  デジタルオシロスコープやフリーソフトを用いて以下の実験をおこないます。
①身近な音をオシロスコープやスペクトラムアナライザで観察します。②2台のオシレータを用いてオシロスコープにリサージュ波形を描きます。③ストロボスコープを用いてスピーカーのコーン紙や音叉の振動を観察します。④空気中の音速を測定します。

 

4 半導体の発光                                              中田博保

  発光ダイオード(LED)として用いられる半導体の発光現象を調べます。市販の発光ダイオードのスペクトルを測定するとともに、多孔質シリコンや窒化ガリウムに紫外線レーザを照射して発光を観測します。観測を通して、物質と光の相互作用の一例について学び、広く用いられている発光ダイオードの原理についても学習します。光が示す多くの性質の内で重要な現象である発光についての理解を深め、また基本的な光学部品である鏡やレンズの使用の練習にもなります。

 

5 サイクリック・ボルタンメトリーによる金属錯体の酸化還元特性                     横井邦彦

  鉄(II)イオン錯体の酸化還元反応の進みやすさが、配位子の種類に応じて変化することを実験によって確かめます。鉄(II)イオンがo-フェナントロリンと錯体を生成した場合とシアン化物イオンと錯体を生成した場合で、炭素電極上での酸化還元反応がどの様に進行するのかを実験で確かめます。標準酸化還元電位が配位子の種類に応じて変化することを実験的に認識します。鉄(II)イオンが同じでも、結合する配位子が変われば酸化還元特性が変わることが見られる良い実験例です。高等学校の教科書ではイオン傾向として定性的に記されている内容ですが、酸化還元電位としてとらえれば定量的な意味があらわれることを知ることのできる内容です。イオン化傾向で「鉄」と言えば酸化還元反応の進みやすさが変化しないように思いがちですが、共存する配位子に応じて酸化還元反応の進みやすさが理解できる好例です。 

 

6 比色定量法による河川中のリン酸イオン濃度測定                            久保埜公二

  大学周辺の河川水中のリン酸イオンの濃度を比色法、並びに光度法により測定し、国が定める環境基準値と比較することで、人間の活動と地球環境とのかかわりについて考察します。比色法は簡便な方法であり、目で見て対象となる成分の量を判断することができることから、演示実験として複数の河川水のリン酸イオン量を簡単に比較することができます。これによって生徒の環境保全に関する興味や知識を広げることができます。また、濃度測定に関する実験は滴定法が一般的ですが、比色定量法は滴定法以外の方法として教材開発に応用可能です。なお、学校やご自宅近隣の河川水(100 mL程度)をペットボトル等に入れてお持ちいただければ、その中のリン酸イオンの濃度を測定することができます。

 

7 色調と化学                                    種田将嗣

化学実験で印象深いものの一つに、色調変化を伴う実験が挙げられます。無色の溶液が赤に変化したりする様子は、子供の記憶に残りやすいものです。ところで、そもそも溶液が無色であったり赤色であったりするのは、どういう現象なのでしょうか?実際の実験手法を確認しつつ、色というものを化学の観点から考えてみましょう。

 

8 光学異性体と旋光度 ~香料から液晶テレビまで~                                     堀 一繁

高校化学の学習内容である「光学異性体」の基本的性質を、旋光計・パソコン・分子模型・融点測定器を用いて視覚的に理解できるように実習し、「光学異性体」が医薬品・香料・食品添加物などの身近な物質だけではなく、現代社会を支えるハイテク素材にも応用されていることを理解します。本テーマは、高校化学の学習内容である「光学異性体」の性質について、学校現場で比較的容易に手に入る、砂糖・メントール・リモネン・偏光板・液晶シート・ノートパソコンなどの液晶モニターを用いて実習を行うテーマです。これにより、授業内容を視覚的に理解させることができると同時に、授業内容と現代社会での応用との繋がりに関しても講義できます。このことは、近年問題となっている学生の理科離れ対策の一助となることも期待できます。

 

9 フェノールフタレインとラインマーカに使用されている蛍光色素の簡便な合成           谷 敬太

  無水フタル酸とフェノール類から、酸塩基指示薬で有名なフェノールフタレインやラインマーカに使用されている黄緑色の蛍光色素を合成します。表題化合物の合成を通じて、基本的な実験器具の取扱いと実験操作についても説明します。本実験で行う溶液の色の変化を通して化学に対する理解を深めるとともに科学的な考え方を養います。合成に使用する器具は試験管、試験管はさみ、ガラス棒、目安ピペット、ロート、ろ紙、メスシリンダーとアルコールランプだけなので、理科室で十分に生徒が実験することができます。この実験は劇的な色の変化に大学生でも興味を示すほどなので、中学生や高校生にとってはより一層強く印象に残る実験と言えます。

                           

10 簡易比色装置の作製と氷みつ中の色素の定量             (新テーマ)    井奥加奈

学校現場で生徒が組み立て可能な簡易比色装置をLEDランプと硫化カドミウム素子(CdSセル)で作製し、それを用いて氷みつに含まれる青色色素の含有量を調べます。プラスチックセルに水を入れて測定した時の抵抗と試料溶液を入れて測定した時の抵抗の比を活用して測定するので微量の色素でも定量することができます。

 

11 草木染めの実際と教材化                                      任田康夫

タマネギ、および蘇芳を用いて、布(大型ハンカチ)、紙(障子紙、濾紙)に草木染めを行います。また、タンニン酸と塩化第一鉄によりブルーブラックインクを作り、インクとして使用できることを確かめます。草木染めの媒染剤の役割とブルーブラックインクの塩化第一鉄の役割が類似したものであることを実験的に認識します。本格的な布への草木染は時間がかかりますが、使用した紅茶ティーパックの包み紙は、薄い塩化鉄(Ⅲ)溶液で明瞭に発色します。また、あらかじめタマネギやログウッドに浸しておいた障子紙は、薄い媒染液に浸すだけで簡単に発色し染色模様を作れます。これらは草木染めにおける媒染剤の効果を現場の教室で簡単に演示できる一つの方法です。

 

12 光合成色素から光合成生物の系統を探る-TLCを活用して(午前のみ開講)              畦 浩二

光合成生物の細胞内に含まれる光合成色素の種類は、これらの生物の系統を知るうえで重要な手がかりとなります。そこで、光合成生物5種類:緑色植物・緑藻類・褐藻類・紅藻類・藍藻類について、その光合成色素をTLCで定性分析することを通して、これらの生物の系統関係を考察していきます。中学校や高等学校での探究活動にも活用できる内容です。

 

13 コムギの進化教材の作製                                        向井康比己

「生物の進化」を実験的に検証することは困難であり、教材としても適切なものが少ないようです。写真等の教材はあるものの、生徒が直に見たり、さわったりできる標本の入手は難しいです。コムギは各種系統が揃っており、ゲノム、倍数性、進化を理解するのに格好な教材です。本研修では、コムギの進化の道筋がわかる植物の穂の乾燥標本をもちいて、教材用のパネルを作ります。2、4、6倍体を比較することで倍数化の重要性を、野生種と栽培種を比較することで栽培化の意味を知ることができます。また、パンやうどんをつくるパンコムギはパスタ用のコムギとタルホコムギから進化してできたことを実験で証明できることを解説します。

 

14 アミラーゼにもいろいろ (新テーマ)                               川村三志夫

    デンプン分解酵素アミラーゼは、消化酵素として教科書にもよく取り上げられます。しかしアミラーゼには、デンプンの鎖の内部をランダムに分解するα-アミラーゼ、非還元末端からマルトース単位に分解するβ-アミラーゼ、非還元末端からグルコース単位に分解するグルコアミラーゼなど、作用の異なるものがあります。本テーマでは、各種アミラーゼの分解様式の違いをTLCやHPLCを用いて調べます。

 

15 PCRによるDNAの増幅                                                 鵜沢武俊

PCR(ポリメラーゼ連鎖反応)法とは、DNAポリメラーゼと言う酵素を用いて連鎖反応的にDNAを増幅させる方法であり、その開発は生命科学の幅広い分野に大きな影響を与えました。本研修では、最近本学に導入されたDNA観察システムを用いて、その実際を体験します。

 

16  酵素免疫測定法入門 ~抗体・抗原反応の応用~                   片桐昌直

  酵素免疫測定法(EIA)とは、抗原抗体反応の特異性や親和性の高さを利用して、病原体を含むタンパク質の微量定量を行う方法で、臨床検査で実際に使われている測定方法です。さらに近年では農薬や金属などの低分子の検出が出来る様になり、環境測定分野でも使われています。この測定法方は、上述の様に抗原抗体反応を利用しているため、逆に抗体というタンパク質や抗原抗体反応の理解にも役立つ方法となっています。そこで今回の実験講習は、バイオラッド社のEIAキット(生徒用に開発されたもの)を用いて、この測定法の原理および抗原抗体反応の理解を深めて頂く予定です。

 

17 シークエンサーによるDNA塩基配列の決定                                鈴木 剛
   DNAの塩基配列(アデニン, A; グアニン, G; シトシン, C; チミン, T)の並びをシークエンサーを使用して決定します。材料には植物のDNAをベクターに組み込んで大腸菌にクローニングしたものを利用します。当日は、サンガー法(ジデオキシ法)により反応させながら蛍光を取り込ませたサンプルを、シークエンサーという機械にかけます。シークエンサーではサンプルを電気泳動しながら1塩基ずつの並びを蛍光検出により明らかにできます。受講者は先端のテクノロジーに触れつつ「DNA配列はどのようにして決定するのか」を体験でき、ゲノム時代の塩基配列決定がサンガー法と蛍光自動シークエンサーにより行われてきた背景を理解し、授業に役立てることができます。

 

18  ダイヤモンドダストと雲を作る実験  (復活テーマ)                            小西啓之

雲粒やダイヤモンドダスト(氷晶)の発生および成長など降水形成過程を理解するために、簡単な実験装置を用いた水の蒸発、水の凝結・凍結、水蒸気の昇華凝結など水の相変化を示す実験を行います。これらの水の相変化の過程は、見た目の状態の変化だけでなく同時に熱のやりとりもあることを実験から学び、降水過程が地球の熱循環にも大きな影響を与えていることを学びます。実験はこれまで出前授業や出張授業でも行い、児童や生徒が興味を持つ内容です。使用する実験器具は、既に学校にある器具やホームセンターなどで安価で購入できる物品からできていますので、各学校で容易に使うことが出来ます。

 

12月10日(日) 天王寺キャンパス 

19 走査型電子顕微鏡を用いた生物試料の観察                                  出野卓也

走査型電子顕微(SEM)で撮影された写真は教科書や資料集でしばしば取り上げられていますが、光学顕微鏡と違ってSEMは中高の教育現場にほとんど普及していません。そこで、こちらで用意した生物試料、あるいは受講生が観察を希望する試料をこちらで作製し、当日(SEM)を用いて実際に各自に観察してもらい、受講生の知見を広げてもらいます。生徒に電子顕微鏡での観察を実際に体験してもらうのは一般に難しいですが、今回は昨年暮れに導入された可搬型SEMを用いますので、将来的には教室への出前SEMも可能になると考えております。なお、観察対象は生物試料以外でも可能です。

                                  

20 魚介類の寄生虫-サバ体内に寄生するアニサキスの検出-          秋吉博之

  魚介類には多様な生物が寄生していることが知られています。私たちが食用としているサバにもアニサキスなどの寄生虫が見られます。これらの寄生虫の検出を通して、その学習教材としての検討を行います。

 

21  わくわく地震波解析 -気象庁59型地震計波形記録から何がわかるか?-(復活テーマ)  岡本義雄

  地震や地球内部構造の話は教材も少なく、授業ではお話で終わることが多いです。これを、生徒の興味を惹く形で再構成する教材を数多く紹介したいと思います。この研修では、実際には見ることの少ない気象庁の地震波波形記録を用いて、地震の震源、マグニチュード、地震のメカニズムを推定する実習、および教材を解説します。さらに、地震計の原理と構造、地震波が唯一の解析手段である地球内部構造解析、最近の地震の話題なども、時間があれば取り上げたいと思います。

22 光学式酸素センサーを使った基礎代謝(動物の呼吸量)測定 (新テーマ)       仲矢史雄

動物は体の大きさが大きくなると、一定の法則に従って心臓の打つ速さが遅くなり、体重当たりのエネルギー消費も減って行きます。これをスケーリングといいます。この法則は、ほ乳類だけでなく、変温動物でも成り立つことが知られています。本テーマでは実際に生き物のエネルギー消費=酸素消費を計測して、それぞれの生き物の特徴と生理現象の関係を明らかにします

 

 

23 燃料電池を題材とした実験 (ゲスト講師によるテーマ)      林義哉(東京学芸大学大学院)

  燃料が燃えるときに出るエネルギーを電気として取り出すことができる仕組みを燃料電池と呼びます。本テーマでは、安全な水素の燃焼や水の電気分解を行い、発生させた水素と酸素を用いて中学校理科の教科書に記されている実験の妥当性を考えます。また、固体高分子型燃料電池の組み立てやその電池を用いた発電など、燃料電池に関わる実験を行うことを通し、現象や原理について理解を深めます。

 


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