SCIENCE EDUCATION

サイエンス教育

論理的思考を習慣づけ 世界を見通す視点を養う

実験や調べ学習を通して、身近な問題から世界規模で問題となっている事象・現象への理解を深め、問題解決の糸口を考察する力を育みます。新しい科学技術をただ使いこなせるようになるだけではなく、その技術の基本原理に目を向け、もっと知りたいという気持ちが自然と湧いてくるように導くことも大切にしています。

論理的思考のプロセス

理科では、週に1〜2回実験授業を行います。「疑問→仮説→実験→考察」という展開を軸にした授業で、科学の基礎を身につけ、論理的思考能力を養います。

疑問
スタートは「?」から。事象・現象に目を向け、「なぜだろう?」と考えることから授業は始まります。そして、次の疑問を自ら発見できる思考力を養います。
仮説
湧き上がった疑問に対し、目的を持ち、既習の知識から仮説を立てます。グループで互いの仮説を共有することで考えを深め、さらにその実証方法も議論します。
実験
グループ内で役割を分担し、実験を行います。生徒は白衣を着用し、実験器具の正しい使い方や安全に取り組むためのルールも学んでいきます。
考察
実験の観察記録をもとに考察を議論し、プレゼンを行います。こうしたプロセスを積み重ねて、原理・原則に目を向け、問題解決の糸口を考察する力を身につけます。

「なぜ?」を一から考える実験授業

テーマ:「弾む」「弾まない」の違いは何か

疑問
カプセルは、中に入れるものによって弾み方が変わるだろうか。
仮説
弾むものを入れたカプセルの方が、ぶつかったときにエネルギーをあまり失わないので、高く弾む。
実験
  • ①弾むボールを入れたカプセルと弾まないボールを入れたカプセルを、同じ高さから落とす。
  • ②その結果、弾まないボールを入れたカプセルの方が高く弾んだ。
考察
弾まないボールは衝突の瞬間にカプセルの中で動かないため、力がまっすぐ下に伝わり、その反動でカプセルは高く弾んだのではないか。一方、弾むボールは動き回って摩擦が生じ、カプセルはあまり弾まなかったのではないか。
(中3生徒の考察より)
[解説]
「弾むものを入れるとあまり弾まず、弾まないものを入れるとよく弾む」というカプセルの不思議な現象は、ものが落ちるときに生じる運動エネルギーの理解だけでは解明できません。運動エネルギーは、他の物体に触れると「摩擦」によって失われることがあるからです。上記の考察は、カプセルが落ちて衝突する瞬間を注意深く観察して摩擦の存在に気がつき、仮説を検証しながら論理的な道筋で思考することができています。

「理科好き」を育てるサイエンスラボ

本校には2つのサイエンスラボがあり、大学の研究室レベルの設備を整え、「理科好き」の飽くなき好奇心に応える準備をしています。電子黒板をはじめとするICT機器も導入。タブレット端末と連動してデータ分析をするなど、実験の観察・記録にICTを活用し、考察やプレゼンテーションに役立てます。

カルチャーラボ

微生物の培養などの無菌操作を行うために整備された施設で、遺伝子組み換えなどの高度な実験も可能です。実験授業のほか、基礎ゼミナールや高校の研究活動でも使用します。

[実験機器の例]

使用に際しては、専門技術を持つ教員が基礎から指導します。

安全キャビネット
安全キャビネット
微生物を取り扱う際、他の雑菌の混入を防ぎ、無菌状態で作業するための装置。実験者の安全を守るため、作業台の排気もフィルター滅菌されます。
蛍光顕微鏡
蛍光顕微鏡
観察したい細胞小器官やタンパク質などを蛍光染色し、それらが組織や細胞の中でどのような局在性を示すのかを観察するときに使用します。
冷却遠心分離機
冷却遠心分離機
遠心力を利用して、混合溶液から密度の異なる液体や固体を分離する装置。主に培養後の微生物の回収や、化合物の抽出作業に使用します。
人工気象器
中の温度を一定に保ち、人工の光により昼夜を再現する装置。本校では、植物やミドリムシの培養に使用しています。

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