令和５年度活動内容

８月１７日１８日に鳥取県で開催された中国・四国・九州地区理数科高等学校課題研究発表大会に

「ウズムシの摂食行動」研究グループと「脈動変光星みずがめ座CY星の測光観測」研究グループが参加しました。

７０もの研究が参加しており、本校生徒も発表し、またそれ以外の時間で他校の発表を聞くことで交流し考えを深めました。

結果は、「ウズムシの摂食行動」研究グループがポスター発表で最優秀賞、ステージ発表で優良賞を獲得しました。

令和５年８月９日（水）・１０日（木）に神戸国際展示場で令和５年度SSH生徒研究発表会が開催されました。本校からは「糸電話でできた楽器　ストリングラフィの波の特性」についての研究発表を行いました。

　１日目となる８月９日には，SSH指定校及び過去に指定経験のある学校のうち参加を希望する学校(220校)の生徒が，ポスター発表を実施し，審査委員による審査を経て，代表校が選出されました。９時３０分からの開会行事の後，９時４５分よりポスター発表をしました。発表を行っていない時間には他の研究班の発表を見学し，様々な分野の研究に触れることができました。また，研究内容や研究の進め方について交流が行われました。大学などの研究機関の方からも質疑をいただき，新たな発見につながるような指摘を受けました。今後の研究のヒントとなる見識もいただきました。１６時１５分からの全体会では，８月１０日に行われる全体発表校６校が選出され，各分野の講評をいただきました。

２日目となる８月１０日には，午前中に６校による全体発表，午後からはポスター発表と全大会が行われました。全大会では表彰と全体公表が行われました。SSH最高峰の発表会であり，参加生徒にとっては大変貴重で成長につながる経験ができました。また，運営のスタッフや審査の方々など多くの人々に支えられた大会であることを強く感じ，発表会は終了しました。

8月3日（木）に応用数理科1・2年生が、J-LINKツアーin神戸ポートアイランドとして、理化学研究所 生命機能科学研究センター（BDR）と甲南大学を訪問しました。午前中は理化学研究所 生命機能科学研究センター（BDR）を訪問しました。まずは施設で行われている研究の説明が行われ、ヒトのライフサイエンス研究として、iPS細胞やES細胞による再生医療についての研究や細胞を見るために透明化する技術や蛍光させるための研究などの紹介が行われました。その後、実際に緑色蛍光タンパク質を発現させたマウスの胎児やiPS細胞、ロボットで細胞培養をしている所など、先ほどの説明にあったiPS細胞などを実際に見ることができ、理解が深まったと感じました。

午後からは甲南大学フロンティアサイエンス学部へ行き、まず｢化学反応を利用した樹脂の導電化処理｣の実験を行いました。柔らかいプラスチックの基板に化学反応で金属被膜を析出させ、導電化を行うものです。化学を十分に学習していない1年生には少し難しかったかと思いましたが、分かりやすい説明と大学院生のサポートにより、どの生徒も十分理解できているようでした。特に、イオン化するために、KOH溶液に浸した時間によって、導電率が変わることは、分かりやすい比較実験で、生徒達はスムーズに理解できたと感じました。

その後は、キャンパスツアーを行いました。多くの実験器具や研究室を見せていただき、大学での研究のイメージが湧いたのではないでしょうか。アンケートにも｢大学生になると様々な実験装置を使って実験すると思うとワクワクしました。｣という意見があり、実際の大学での学びを見ることで、進学へのモチベーションになると感じました。高大連携事業を通じて、高大の学びをスムーズにし、学習意欲の向上に繫げていきたいです。

【理化学研究所】

　理化学研究所での研究の説明　　　　　透明化+GFP遺伝子導入したマウス　　　iPS細胞やニワトリの発生などの見学

【甲南大学　実験】

水酸化ナトリウム水溶液を加熱しています　　プラスチックの表面に金属を析出　　　　　導電率を測っています

【甲南大学　キャンパスツアー】

 世界第二位の大きさのDNA分子模型　　　　　　　　電子顕微鏡　　　　　　　　　　　　　研究室の見学

7月29日（土）～31日（月）鹿児島大学郡元キャンパスと谷山サザンホール行われました第47回全国総合文化祭2023かごしま総文自然科学部門に応用数理科3年生3名が参加しました。7月29日（土）には、口頭発表が行われ、｢跗節による分類と跗節裏の毛の生態的意義｣の発表を行いました。堂々とした発表で、審査員の方から観点が非常に細部であるとの評価でした。7月30日（日）も引き続き、口頭発表が行われ、見学しました。2日目は秋篠宮様並びに悠仁様が見学においでになり、目の前の席でしたので、緊張すると共に、すごい場所で発表しているのだと改めて思いました。2日間にわたり行われた発表は、さすが全国発表、どの発表も的を得た検証実験と鋭い考察が行われていました。午後からは巡検研修が実施され、私たちは桜島に渡ってのフィールドワークを行いました。桜島の自然や噴火の歴史を体感することができました。総文祭自然科学部門に参加して、鹿児島の方々、特に錦江湾高校の方々のおもてなしに感動しました。そして、全国の方々と一緒になって課題研究を頑張っていこうと思いました。

　　　　　　　　　　　　　　　研究発表は2日間にわたって行われました

2日目の午後からはフェリーで桜島に渡り、巡検研修を行いました。大正の噴火により火山灰で鳥居が埋まっています。

７月２５日と２６日の２日間、徳島大学蔵本キャンパス先端酵素学研究所で、高校生向けの遺伝子組換え実験講習会に普通科２年生　１名が参加しました。

まず、参加生徒同士この講習会に参加した動機を発表しました。その後、徳島大学の先生から、遺伝子組換え安全講習会並びに２日間で行う実験の説明をしていただきました。

２日間で行う実験は、｢①大腸菌の形質転換実験｣｢②DNAからお酒に強い遺伝子を持つか調べよう｣です。

｢①大腸菌の形質転換実験｣はよく生物の試験にも出る実験で、抗生物質耐性遺伝子とGFPタンパク質を持つプラスミドを大腸菌に入れ、大腸菌を形質転換させる実験です。

｢②DNAからお酒に強い遺伝子を持つか調べよう｣では、髪の毛から自分のDNAを取得し、PCRで増幅、その後制限酵素で処理すると、お酒に強い遺伝子を持つ場合は切断され、そうでない遺伝子の場合は切断されないことを利用し、その後電気泳動すると、自分がどちらの遺伝子を持つか分かるというものです。

どちらも少し難しい内容ですが、実際に実験を行うことで、理解が深まったと思います。今後も、高大連携等も利用しながら、体験的な学びを積極的に行っていき、科学技術人材の育成のために努めていきたいです。

7月12日(水)の午後に応用数理科1年生によって園瀬川総合科学調査を実施しました。園瀬川総合科学調査はSSHに指定された平成15年度より実施されており、「上流」「中流」「下流」に分かれて調査が継続されています。主な調査内容は「流速」「透明度調査」「パックテスト」「水生昆虫の採集」です。前日の7月11日（火）に事前学習を行い、パックテストの手法や水生生物の採取方法、園瀬川に生息する水生生物の説明等をおこないました。事前研修をしている生徒達の顔を見ていると、川の調査に対して楽しみにしているようでした。当日、園瀬川総合調査に出発しましたがゲリラ豪雨により、中流と上流は調査が十分にできませんでしたが、下流は豪雨で動けずに橋の下で待機していると、天候が回復してきて、生物調査まで十分に行うことができました。事前研修の効果もあり、生物採集を上手に行うことができました。採集した生物について、指標生物と園瀬川に多く生息するクロトンボのヤゴなどの生物の確認を行い、指標生物による調査と化学的調査を合わせ、総合的に水質を調べることができました。やはり実際の環境で生物などを観察することは大切だと感じました。「聞いたことは、忘れる。見たことは、覚える。やったことは、わかる。」これからも、生徒達の身になる経験を与えられるように取り組んでいきたいです。

前日の事前研修では生息する生物など　　調査域に入っていきます【下流】　　　パックテストを実施しています　

も合わせて学習しました

　　　　　　　　　　　色見本と合わせています

上手に水生生物を採集しています　　　　　採集した生物を集めて　　　　　指標生物等の確認を行い、記録しました

　７月２２日（土）の午後から、中学生を対象とした理科実験教室を開きました。開会式の後、１時間目は物理分野と生物分野からの選択科目です。これは申し込みの際に出されていた希望に添って行いました。

　物理では、ストロー笛を用いて楽器と音階の関係に関する実験をしました。本校生が自ら体験したことを基にして、その内容を中学生に説明していました。参加者は、ストロー笛が鳴ったときに喜んだり、音階を計算で求められることに驚いていました。生物では、ワカメやアサクサノリなどの藻類と陸上植物から光合成色素を分離し、植物ごとの色素を比較しました。クロロフィルaを調べることで、緑藻類と陸上植物が近縁であることを理解できました。

 　２時間目は化学分野と地学分野からの選択科目です。化学では、いくつかの酸化還元反応を行いました。特に金属ナトリウムやカリウムと水の反応に驚いていました。お土産は銀樹でした。地学では、火成岩の観察と分類をしたり、偏光顕微鏡を用いた岩石薄片の観察や、鉱物を手に取っての観察などをしました。偏光板を使った簡単な実験も行い、使った偏光板等はお持ち帰りいただきました。参加者は興味津々と行った様子で熱心に見ていました。

　再び元の会場に集まって交流会をしました。念には念を入れて飲食は伴わずマスクを着用して行いました。それでも３０分くらいの間で様々な話ができました。こうしてとても有意義な時間を過ごせました。

　さて、オマケの激写です。皆さんもぜひチーム城南に入りましょう。

　７月２０日（木）は終業式でした。長かった１学期が終わり、これから４０日の夏休みに入ります。ようやく休めると思ったのもつかの間で、イベントはどんどんと続きます。楽しいことは今しかできませんから。

　夕方から児童生徒と保護者が集まってきました。今日の天体観測会に申し込まれた方々です。あいにくと空は雲に覆われていて月も金星も見えません。雲が晴れるのを待って、室内で天文講座と工作をしました。スライドを用いた図解で夜空や星の解説をしたり、星座早見盤を作成しました。本校生徒やコラボしている城北生も加わって、作り方の説明や手助けをしました。

　一時間ほど経ちました。天候はまったく回復していません。せめて望遠鏡の使い方だけでもと思い、城南・城北合わせて６台をセットしました。狙うのは眉山山頂に立つ鉄塔の頂部です。余り知られていませんが、望遠鏡で見た画像は上下左右が肉眼と逆になります。だから、鉄塔が逆さになって見えるのです。思ったより参加者が楽しそうに和気あいあいとしているのを見て、こちらもうれしく楽しくなりました。結局最後まで星が見えませんでしたが、参加者の次への期待が大きかったので急遽２回目をすることにしました。また登録フォームから申し込んでください。

　お土産として早見盤と「星のかけら」を皆さんにお配りしました。今回はかなりうすいアメジストです。次回はまた別の星のかけらを用意しています。お楽しみに！

【基礎実験（物理・地学）】６月９日（金）７月７日（金）

【物理分野】ストロー笛で音階を作ろう

物理分野では、物理基礎の授業で学習した管内の気柱の振動を利用し、自作したストロー笛の音の高さ(固有振動数)を求める実験をしました。

 冒頭で物理基礎の授業で学習した管内の気柱の振動について復習をし、管楽器の音の高さが管の長さと室温によって計算できることを確認しました。

次に、ストロー笛の製作を行いました。ストロー笛が完成しても、音を鳴らすのが難しく、苦労してしましたが、全員が音の鳴るストロー笛を作ることができました。

 最後に、自作したストロー笛の長さと室温から音の高さを計算した結果と、「FFTWave」というアプリを使い音の高さを測定した結果を比較し、今回の実験について考察しました。

 その後、追加実験として、ストローの片側が閉じた笛(閉管)とストローの両端が開いている笛(開管)を製作し、音の鳴り方の違いを確認したり、自分の鳴らしたい音階のストロー笛や笛の長さを変えられるストロンボーンを製作したりしました。

 生徒は、ストロー笛の製作を真剣に行い、自分で計算した音の高さとアプリで測定した音の高さが違うときは、その原因を周りの生徒と話し合いながら考察していました。授業で学んだ内容を活用し、実験する手法を学習することができました。

6月9日、7月7日の基礎実験は化学と生物に変わって物理と地学で行いました。

地学分野では、「金属や岩石の密度を求めながら地球の層構造について考える」をテーマに様々な岩石や金属の密度を測定し、地球内部の物質と比較して、地球の層構造や地球全体の平均密度などを考えることを目標に行いました。

初めは、岩石や金属の表面を目で見て、触って簡単に観察しながら、電子天秤を使って質量を量りました。そのあとは水の入ったビーカーに糸でつるした岩石等をゆっくりビーカーに沈め質量を量りました。得られたデータを使って体積を求め、考察をしました。

岩石には色々と種類があり、中には身近なものに使われている岩石もあって今まで見たことがあるけど名前を知らなかった生徒もいたので、このような機会で地学にも興味を持ってもらえると嬉しいです。