「ウルトラレッスン」

 2016年 本年も昨年に引き続き、理科3講座6回を計画し、他校にも案内を出しました。

  物理 

日時:第1回(基礎編) 9月10日(土)10:30〜12:00
   :第2回(応用編) 9月10日(土)13:00〜14:30
講師:大阪大学 レーザーエネルギー学研究センター 中井光男 教授
場所:本校 物理講義室
内容:波動について(高校物理から専門分野まで)

 9月10日(土)本校の物理講義室において、大阪大学レーザーエネルギー学研究センターの中井光男教授に来ていただき「波動」についての講義をしていただきました。午前90分、午後90分のハードな講義でしたがみんなよく頑張っていました。参加生徒は30名で、他校からの参加も3名ありました。難しい数学が多く出てきて理解に四苦八苦していましたが物理をする上での数学の重要性を認識できたと思います。
 高い学力と意欲を育てることを目的としたウルトラレッスンにふさわしい内容となりました。参加者の今後の活躍に期待したいと思います。

  化学  

日時:第1回 10月12日(水) 15:50〜17:20
   :第2回 10月18日(火) 15:50〜17:20
講師:理化学研究所 計算科学研究機構 川島雪生 研究員
内容:電子軌道について(PCでできる高校化学で登場する分子のシミュレーション)

 10月12日(水)、18日(水)本校の地学教室において、理化学研究所 計算科学研究機構の川島雪生先生に来ていただいて、「化学の中の電子:シミュレーション」の講義とコンピュータソフトWinmostarを用いた実習をしていただきました。参加生徒は約30名で、他校からの参加も2名ありました。
 第1回:光のスペクトル、簡易分光器を使ってスペクトル観察、シュレディンガー方程式、電子軌道、電気陰性度と結合、水素分子の分子軌道
 第2回:Winmostarを用いた分子軌道の計算と表示、エチレンの分子構造と分子振動、Diels-Alder反応の遷移状態、活性化障壁、反応熱
 1s,2s,2pなどの電子軌道や電気陰性度と結合の関係やDiels-Alder反応における分子軌道を表した反応の進行の推定など高校で習う化学と比べるとかなり難しい内容であったが、コンピュータソフトを利用して分子軌道を表示させたりして視覚的にとらえることができたので、楽しみながら学習することができたように思います。参加者の化学・分子に対する興味・関心を大きく増大させたと思います。

 分子計算支援ソフトウェア「Winmostar」はこちらでダウンロードできます。>>>

【生徒の感想】
 講義の内容はとても難しく、私の至らなさで理解できない部分もたくさんありましたが、化学の中の電子というものはとても面白いんだなあということを実感しました。生活のなかでは、あらゆるものが原子からできているとは実感する機会に乏しいので、実際にシミュレーションしてみて分子モデルを見たときは本当に感動しました。多方面から分子を見たり、拡大・縮小してみたりするのはとても楽しかったです。反応熱の計算は残念ながら失敗してしまいましたが、シミュレーションから化学反応をにおけるつながりを見ることができ、非常に嬉しかったです。電気陰性度やイオン化エネルギーの話も講義の中で出てきて、日々の授業の中で学んだこともつながっているんだなあと感じました。
 本当に面白かったです。とてもよい機会になりました。ありがとうございました。

     
  スペクトルを見る   
     
     
     
   質問に答える川島先生  
     
 ブタジエンのLUMO 分子軌道を表示させる   
 
  生物  


日時:2016年8月12日(金)14:00〜16:00
講師:京都大学大学院 生命科学研究科 増田誠司 准教授
場所:本校 生物講義室
参加生徒:本校生徒8名(1年生6名・2年生2名)
内容:講義「遺伝子発現の調節を利用したものつくり」

 細胞生物学の基礎、分子生物学の基礎を中心にペアワークを交えながら、講義をして頂きました。少人数だったこともあり、生徒も意欲的に講義に参加していました。進路についての質問などにも答えて頂き、意欲の向上に繋がりました。

 日程の関係で1回だけとなりました。


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 2015年
 「ウルトラレッスン」として、理科3講座7回シリーズを計画し、他校にも案内を出し、7〜8月に実施しました。
 本校生徒のべ50名,他校教員2名,他校生徒計11名が参加しました。

  物理  「量子力学」 「素粒子」

 7月25日(土)、午前2時間・午後2時間の研修を実施しました。講師は本校54期の卒業生で東大卒業の中田芳史さんです。他校生も6人混じり班に分けて討論を交えて量子力学についての内容を教えてもらいました。日常の生活感覚では理解できない量子力学独特の世界観にみんな戸惑いながらも楽しく学習しました。


  化学  「課題研究を進めるための能力開発」

 京都教育大学 村上忠幸教授をお招きして、「課題研究を進めるための能力開発」として、3回様々な課題に挑戦しました。
 生徒は、あ−やこ−やと議論しながら実験を進めていき、最終的な結論を導いていく過程を楽しみました。

  第1回 8月4日(火)13時〜15時 「紙コップの不思議」 
   紙コップにお湯を入れると、机の上に、円形に水滴がつく。アンケートで生徒を班分け後、その理由をいろいろ考え、実験で検証しました。
  第2回 8月22日(土)13時〜15時 「梅干しから塩を取りだそう」
   梅干しには塩分が含まれる。その白い塩を取りだす方法を考え、実験しました。
  第3回 8月29日(土)13時〜15時 「火おこし」
   「木の棒、ひも、木の板、湯飲み、おがくずなどを使って火をおこし、ろうそくに火をつける。」ミッションに挑戦しました。
   最終的には、縄文人が火をつけた過程を2時間ほどで達成することができました。

8月4日 議論しながら実験 紙コップの不思議 検証実験
8月22日 悩む生徒 梅干しから取り出した塩
8月29日 火をおこす道具 先生たちも参加
体力勝負? 火がついた!!

  生物  「ウズラの胚の発生の観察」実習

7月23日(木)・24日(金)に実施しました。

 『胚発生とは,単純な受精卵が細胞どうしのネットワークを作りながら変化するようすであり,いのちができていく過程そのものです。継続した観察からしか得ることができない感動こそが,多くの科学者を発生メカニズムの解明へと駆り立ててきました。』      (当日の資料より)

 今年度の「天高ウルトラレッスン(生物)」では,2日間に渡るウズラ胚の変化を追いながら「胚発生のダイナミクス」を多くの生徒に実感してもらうことを目的として企画しました。本校生徒を中心に,みなさん充実した実験・観察が行うことができました。

     ウズラ胚をろ紙リングにとるところ。     とった胚を寒天に移す。
    この状態で観察します。
    ウズラ2日胚。
    徐々に複雑化していく胚のようす。
    ブロック状のところは体節構造です。
    ウズラ3日胚。
    拍動する心臓が見えます。
  アドレナリンやアセチルコリンを胚に与えて
  心拍数の変化を測定しました。
   実体顕微鏡下で8日胚を解剖する。
   卵を38度で温めて6日ほどでほとんどの
   臓器が完成します。