ナノって何なの? -先端科学に触れてみよう- : サイエンス・パートナーシップ・プロジェクト2011(プランA)報告書

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(1)Title. ナノって何なの? -先端科学に触れてみよう- : サイエンス・パートナーシップ・プロジェクト2011(プランA)報告書. Author(s). 松浦, 俊彦. Citation Issue Date. 2011-09. URL. http://s-ir.sap.hokkyodai.ac.jp/dspace/handle/123456789/2438. Rights. Hokkaido University of Education.

(2) サイエンス・パートナーシップ・プロジェクト2011 （プランA）. ナ′って何なの？ ∼先端科学に触れてみよう∼ 報告書. 平成23年9月. 北海道教育大学教育館校. 学部函.

(3) 目次. はじめに. 講座の概要………………………………. 1. 3. 概要説明資料……………………………. 11. 受講者による実験の結果………………. 27. 受講者アンケートの集計結果…………. 35. 新聞報道…………………………………. 41. おわりに…………………………………. 43.

(4) はじめに. 科学は面白い。特に、未来を拓く先端科学技術の話は、大人も子どもも胸が躍る人が多い。例. えば、我が国のナノサイエンス・ナノテクノロジーの発展は目覚しく、中学校理科の教科需にも題材のひとつとして取り上げられている。具体的には、「科学技術と人間」という単元が設けられており、理科学習の有用性を実感できるような指導方法の充実が求められている。しかし、先端. 技術ゆえに、教師の多くは学生時代に学んでいない最新情報等が必要になるため、現場では敬遠されがちであることは否めない。また、「入試に出ない」＝「必要ない知識」という風潮が学校教. 育に蔓延していると言っても過言ではない。理科離れが社会問題化する中、科学的リテラシーの向上のためには生徒たちがナノサイエンス等の最新の先端科学技術を基礎から学び・体験することが必要である。. 本報告書は、平成23年度に独立行政法人科学技術振興機構（JST）のサイエンス・パートナーシップ・プロジェクト（プランA）として実施した「ナノって何なの？∼先端科学に触れよう∼」の成果をまとめたものである。本講座は、大学の知的資源と施設を活用して、先端科学のひとつであるナノサイエンスを生徒たちが基礎から学び・体験することを目的に行われた。本企画の主な特徴として、（D先端機器の操作など大学でしか味わえないような内容にした点、②生物学と物理学を融合した実験および活動を中心にして、座学を極力避けた点、③少人数制を導入し、より. 受講者の主体性を高めた点、④学習の定着を促進するために、生徒間のディスカッションの時間を十分組み込んだ点、などがあげられる。本学の所在地である函館市を含む南北海道地域には科学館等がないため、身近に子どもたちが先端科学について体験的に学ぶ機会がほとんどない。こうした地域性も考慮した企画であった。. 本実験講座を実施するに当たり、連携機関としてご協力いただいた市立函館高等学校、特に日向稔校長をはじめ、同校教諭の辻田信行氏、渡辺儀輝氏、五十嵐直樹氏に厚く御礼申し上げる。. また、北海道教育大学函館校の伊勢和敏氏、星祐貴氏、伊藤竜太氏、加藤貴峰氏、加納貴宏氏、藤川弘晃氏、佐伯貴也氏、佐々木琢也氏、竹野勇輝氏にmとしてご協力いただいた。ここに記して感謝の意を表す。. 国立大学法人北海道教育大学准教1受（函館校）松浦俊彦. −1−.

(5) 講座名. ナノって何なの？（ADllOO56）. 実施体制実施機関. 北海道教育大学教育学部函館校. 実施責任者. 雁澤好博（北海道教育大学副学長（函館校担当））. 実施主担当者. 松浦俊彦（北海道教育大学・准教授（函館校））. 連携機関. 市立函館高等学校. 申請経費総額 500千円. 新聞報道・最先端科学に熱視線道教大で実験講座市函高3年生が参加，函館新聞（2011．9．2）. −2−.

(6) 講座の概要.

(7) ＜講座の概要＞. 新学習指導要領のもと、生徒たちは科学技術の進歩について学ぶ。教科苔等に取り上げられている先端科学技術は生徒たちが学ぶ基礎的な科学の法則等を利用して発展してきたものが多い。. この事実を生徒たちが理解・実感できれば、学習内容と日常生活との関連性を認識し、科学への興味・関心がさらに高まることが期待できる。例えば、我が国のナノサイエンス・ナノテクノロジーの発展は目覚しく、中学校理科の教科書にも題材のひとつとして取り上げられている。具体的には、「科学技術と人間」という単元が設けられており、理科学習の有用性を実感できるような指導方法の充実が求められている。しかし、先端技術ゆえに、教師の多くは学生時代に学んでい. ない最新情報等が必要になるため、現場では敬遠されがちであることは否めない。また、「入試に出ない」＝「必要ない知識」という風潮が学校教育に蔓延していると言っても過言ではない。理. 科離れが社会問題化する中、科学的リテラシーの向上のためには生徒たちがナノサイエンス等の最新の先端科学技術を基礎から学び・体験することが必要である。本学および受講する学校の所在地である函館市を含む南北海道地域には科学館等がないため、身近に子どもたちが先端科学について体験的に学ぶ機会がほとんどない。こうした地域性も考慮した企画であった。. 本講座では、大学の知的資源と施設を活用して、先端科学のひとつであるナノサイエンスを生徒たちが基礎から学び・体験することを目的とした。具体的には、ナノの世界を観察できる走査型プローブ顕微鏡【中学校（単元：化学変化と原子・分子）】を題材にして、その動作原理の基礎. 実験を行った。これにより、この顕微鏡の技術的な工夫が自然法則や原理に基づいていることについて基礎から学んだ。また、CD、DVD、ブルーレイディスク等のメディア表面のナノスケール観察やDNA【高校（単元：遺伝情報とその発現）】等の生体分子を一分子レベルで観察する先端ナノイメージングを体験的に学んだ。さらに、学習内容や実験結果などについて、本講座で学習したサイエンスの用語を活用しながら、活発な言語活動を展開した。. 北海道教育大学函館校は平成19年度（教大1013）、平成20年度（教大81004）、平成21年度（KDO91004）の理数系教員指導力向上研修を実施した実績がある。また、平成22年度にはサイエンス・パートナーシップ・プロジェクト（ADlOlO94）として中学・高校生向けに実験講座を開催した。今回はこれまでの参加者アンケートの結果に基づき、内容を厳選・改善し、高校生を対象とする企画を提案した。具体的には、（D先端機器の操作など大学でしか味わえないような内容. にした点、②生物学と物理学を融合した実験および活動を中心にして、座学を極力避けた点、（∋ 少人数制を導入し、より受講者の主体性を高める点、④学習の定着を促進するために、生徒間のディスカッションの時間を十分組み込んだ点、などが本企画のポイントとなっていた。さらに、本学の所在地である函館市を含む南北海道地域には科学館等がないため、身近に子どもたちが先. 端科学について体験的に学ぶ機会がはとんどない。こうした地域性も考慮した。. −4−.

(8) 本実験講座「ナノって何なの？∼先端科学に触れてみよう∼」は、連携機関である市立函館高等学校の生徒を対象に、北海道教育大学函館校にて夏期2日間の日程（バイオテクノロジー・コ. ース：平成23年8月9日（火）／ナノテクノロジー・コース：平成23年8月10日（水））で実施した。実験内容は、①バイオテクノロジー・コース：細菌のDNA抽出実験、②ナノテクノロジー・コース：走査型ブロープ顕微鏡実験、などを行った。実験講座の実施体制は1名の主講師と. 4名程度の学生TAを基本とした。各コースの参加者は連携先である市立函館高等学校の生徒13 名を推薦していただいた。そのうち、実際に受講した生徒は11名（男性10名、女性1名）で、すべて高校3年生であった。. ＜実験講座の主なスケジュール＞. ■【バイオテクノロジー・コース】平成23年8月9日（火）10時00分∼17時00分主講師北海道教育大学・准教授（函館校）松浦俊彦本講座の趣旨説明をした上で、プラスミドDNAを細胞などから抽出する実験を行い、バイオテクノロジーの基本的な技術を学んだ。具体的には、使用溶液の調整やスピンカラムを用いたDNA. の抽出体験、電気泳動によるDNA分子の確. 認などを行った。また、走査型プローブ顕微鏡はナノ. の世界を観察するため、通常の生物実験では行わない特殊なDNA分子の精製方法等の高度な専門的方法も体験した。. 受講者高校3年生6名. ■【ナノテクノロジーーコース】平成23年8月10日（水）10時00分∼17時00分主講師北海道教育大学・准教授（函館校）松浦俊彦 DNA一分子観察を可能とする走査型プローブ顕微鏡を実際に使用して、身近なものを観察することで、先端バイオイメージング技術の基礎を学んだ。具体的には、ナノスケール観察ためのサンプルおよび基板の準備方法、カンチレバーと呼ばれる微′J、プローブへのレーザーあわせなどを. 体験した。そして、CDやDVD、ブルーレイディスクなどの表面を観察して、走査型プローブ顕微鏡の．基本的な操作方法を習得した。また、模型などを使って走査型プロープ顕微鏡の動作原理を学ぶことを通して、物理法則などが動作原理にどのように応用されているかということも体験的に学んだ。後半には、細菌から抽出したDNAの一分子観察を体験した。走査型プローブ顕微鏡を使用して、実物のDNAがどのような形であるか、どれくらいの大きさであるか、などを実験データから分析・解析し、DNAの基本物性を学んだ。このとき、ワークショップ型の研修を行うこ. とで、説明能力やコミュニケーション能力など、参加者の言語力の向上を図った。受講者高校3年生5名. 一5−.

(9) ＜タイムテー・ブル＞. 第1日目. 第2日目. バイオテクノロジー・コース. ナノテクノロジー・コース目. M l. 鮒. 」巳T. l. −6−.

(10) ＜実験講座の様子バイオテクノロジー・コース①＞. マイクロピペットの操作説明. マイクロピペットの操作. DNAの抽出実験. DNAの抽出実験. −7−.

(11) ＜実験講座の様子バイオテクノロジー・コース②＞. ’−￣■l. ∵阻U. F. DNAの抽出実検. アガロースゲルの作製. DNAの電気泳動実験. 修了証羊の授与. ー8−.

(12) ＜実験講座の様子ナノテクノロジー・コース①＞. 走査型プロ←プ顕微鏡の原理説明. 観察試料の作製. 戸−コr「＝. カンチレバーへのレーザー光あわせ. 走査型プロープ顕微鏡によるナノ観察. ー9−.

(13) ＜実験講座の様子ナノテクノロジー・コース②＞. 走査型プローブ顕微鏡によるナノ観察. 観察データの画像処理. ディスカッション. 修了岳止斧の授ノブ■. −10−.

(14) 概要説明資料国立大学法人北海道教育大学・准教授（函館校）松浦俊彦.

(15) 5コ人士涜人. 加宅. presented＠HUE，Hakodate，Japan On August9−10，2011. 北海道教育大聖 l い′、l．、ノl巨l、■7’こ！で1′1」「［、し忙．1Tに汁．. 打耳. 函脚交 H，K。。A，E. サイエンス・パートナーシす7・つロジェサトZOII. ナ′って何なの？ ∼先端科学に触れてみよう∼. Hig十orY hue. ℡ロス翳笥人北海道教育大学．1. 「lllLムー・汀J rl■l. 923（大正ほ）年，. ＝＝ヨ㌧才；謹 19ヰ9（昭和Zヰ）年. ご▲三幸菰柑一郎明治9）年. 北海道学芸大学. → 北海道教育大学. I949（昭利Z4）年. I90山崎和4I）年ー12−.

(16) Hig十orY 助諾琵琶乱立I35周年. I…（脚）年堰月小学教科伝習所. 18帥（明治13）年1。月官立函館師範学校 1882（明治15）和月県立函館師範学校. ．銅呵明治1，）年1月庁立函館師範学校．8叫明治1晒姻北海道師範学校函館分傾. 北方教育資料室（旧函館師範学校）【登録有形文化財】. H‖4（大正3）年4月. 創立97周年. 1，。3（昭和18）年。月北海道某二師範学校 1，。9（昭和。）年5月北海道学芸大学函館分校. 創立ふ2用年. ．粥呵昭和。1）年。月. 北海道教育大学函館分校. 創立45附. ．，，3（平成5）年。月北海道教育大学教育学部函館校 2。。。（平成1碑。月国立大学臥北海道教育大学教育学部函館校 Tr∂d汁ion. l 関学精神土地撃闘人民蕃植新しい分野を開拓し、人々の繁栄を目指すフロンティア精神. 教育方針. 郷土と労作地域と件察を重んじた軟膏. 卒業生. 2万人以上道内外の教育界をlさじ助、文化・耽治・経溝等の各界で活躍. −13−.

(17) 瑠立入筆法人. 鵬竜. 北海道教育大学. 北海道教育大学 IJl（− 1 1. r■・〇「亡じり亡∧rし廿J. 教育学部. 札幌校Sapporo（250名）旭川校Asahikawa（270名）. 命. 令命. 令. 釧路校Kushiro（180名）. C∂mpugTour. ー14−. 学部・大学院生5，767名附属学校生 3．503名 781名全教職員.

(18) 梅浦とlさ… 生年月日. ・学位. 博士（エ学）. ・専門分野. 生物工学. ・所属学会. 日本分子生物学会、日本生物物理学会日本表面科学会、日本科学教育学会など. ・主な資格. 小学校教諭専修免許状. 吋. ＜授業風景「資源とエネルギー」＞. 1975（昭和50）年4月7日札幌. 中学校教諭専修免許状（理科）. 高等学校教諭専修免許状（理科）. ■ ●． ■− ・一. 学歴平成10年3月北海道教育大学教育学部函館校卒業平成12年3月北海道教育大学大学院教育学研究科修士課程修了平成15年3月北海道大学大学院工学研究科博士後期課程修了職歴平成12年∼15年日本学術振興会特別研究員（DCl）平成15年∼15年大幡大学産業科学研究所博士研究平成15年∼18年株式会社島津習作所社員. ＜匡‖常会議での研究成果発表＞. 平成一時∼20年北海道教育大学講師. 平成20年∼現在北海道教育大学准教授. ナ′って何ぢの？∼先端科学に触れてみよう∼. −15−. l●. 自己紹介タイム.

(19) 生物工学研究室とlさ… 生物を学ぶ生命のしくみを分子レベルで解き明かす例）タン／くク質ができるしくみ／遺伝子情報の解読のしくみ. ．k（分子生物学・ナノバイオロジー／物質・エネルギー環境科学分野） J. ごだ甲！ヤ・. ．＿ざさこモ宣−. 生物から学ぶ生命のしくみを役立てる例）廃棄物のイカ墨からインクをつくる／ペプチド新薬を簡単につくる. （生物工学・環境工学／環境科学専攻）. 【大学】. 未来を膏お. 生徒の発表. 匿］. 麟. l鶉士の講義. 回答. 教育環境を創造する例）北海道の教育環境をつくる／自閉症児のための共通言語をつくる（教育工学・人間工学／教育学部）. 【学校】. サイエンス・パートナーシーyつ・フロジェウト（講座型学習活動）と惇. 「サイエンス・パートナーシップ・プロジェクト（SPP）」は、学校等と大学・科学館等の連携により、生徒の科学技術、理科・数学に関する興味・関心と知的探究心を育成することを目的とした、研究者等を講師とする、観察・実験・実習等の体験的・問題解決的な活動を中心とした学習活動（講座型学習活動）に対して独立行. 政法人科学技術振興機構（JST）が支援するものです。参加対象：（小学校の児童）・中学校・高等学校の生徒提案可能な機関. 採択数. 教育委員会等、学校、大学・科学館、生涯学習機関等. 630. 北海道内 29プログラムを実施＜北海道内で採択された機関＞. 教育委員会1件、科学館1件、中学校2件、高等学校17件、大学8件. ◎大学主催で臥南北海道で唯一の実施拠点ー16−. 741.

(20) ナ′って何なの？∼先端科学に触れてみよう∼. 本講座では、大学の知的資源と施設を活用して、先端科学のひとつであるナ′サイエンスを生徒たちが基礎から学び・体験することを目的としている。バイオテクノロジー・コース（8月9日）ナノテクノロジー・コース（8月10日）類似の取り組み実績ティーチヤース・サイエンスキャン7. 対象：学校の先生 4年間33名受講＜実績＞. 2010 学校種：小学校3名、中学校1名、高校2名（普通1名、エ業1名）勤務地：渡島1名、槍山1名、上川1名、留萌1名、日高1名、十勝1名. 2009 学校種：小学校1名、中学校5名、高校4名（普通3名、工業1名）、特別支援学校l名勤務地：石狩3名、渡島3名、空知2名、胆振1名、釧路1名、根室1名. 2008 学校種：中学校2名、高校7名（普通3名、工業2名、商業1名、定時1名）、特別支援学校1名勤務地：胆振3名、空知2名、石狩2名、渡島1名、上川1名、釧路1名. 2007 学校種：中学校2名、高校4名（普通2名、工業1名、農業1名）勤務地：渡島3名、槽山1名、石狩1名、日高1名. ナ′？. ナ′とは？ Inm（ナ′メートル）＝TO￣9m（IO債分のIメートル） 1nm＝頭髪の太さ（約80岬1）の8万分の1. 見えますか？原子間力顕職嶺. A十omieForce捕erogeopY ∼篇弱な相互作用力を画像化∼.

(21) ナ′メートル（I00万分のImm）の世界を観る. ＿. 中学校理科用・文部科学省検定済教科書「新編新しい科学tl分野下」（東京書籍）“科学技術と人間”より転載. ￣. 中学校理科用・文部科学省検定済教科書「未来へひろがるサイエンス・1分野下」（啓林館）“科学技術と人間”より転載. CDの表面を観る. −18一.

(22) ナ′メートル（I00万分のTmm）の世界 ∼DNA∼ 2nm（ナノメートル）. DNA. l l. DNÅ（deoxyri如nucleiモaCid）基本的な性t■構造・二重らせん構遥・多良水素縮合・直径約20Å. ・一巻き柑墳墓対. ノ ●J ● ■−● J ●rJ アデニン㈱. qミン丁二. J●一J ！●．．▼ ■●∴ す・■ ● J ）艶★原子. ・ホ捕手・. 仲．. ●縫よ原子. 喧｛）. ○義彙原子. J. 手に付いてしlるもの捏軽く. 頭髪の太さ：Ave．80LLm＝80，000nm. F．H．C．Crick，J．D．Ⅵねtson. 肺魚：分子量6．9×1013（69兆）長さ：34．7m 人工合成＝ 3・0×106. 1953イギリス. 長さ＝0・027mrn http：′′www．s＿gra，h．cs．c。．jp／n。。。e．eCtT。。ics／index．h．m. ナ′っこ何なの？∼先端科学に触れてみよう∼ ＜実験内容＞. バイオテク′ロジー・コース. 細菌のDNA抽出実験ナ′テウ′ロジー・コース. 走査型ブロープ顕微鏡実験. −19−.

(23) ナ′って何等の？∼先端科学に触れてみよう∼. PIasmid DNA. Ribosome. Genome DNA. 自分で. 大腸菌からDNAを抽出して計さう！ナ′って何なの？∼先端科学に触れてみよう∼. 座学よりも実験■体験. l●. 実験スタート. 中学校理科用・文部科学省検定済教科書「未来へひろがるサイエンス・1分野下」（啓林館）“科学技術と人間”より転載 −20−.

(24) サイエンスリく−トナーシップ・プロジェクト2011. ナ′って何なの？ ∼先端科学に触れてみよう∼ 平成23年8月9日（火）∼10日（水）10：00∼17：00（2日間）. 会場松浦研究室（2号館2階2−215室）同時開催授業成果公開『環境分析科学実験Il』. Le∂rningPYr∂mid ー21−.

(25) サイエンス・パートナーシップ・プロジェクト 2011 ナノって何なの？【ナノテクノロジー・コース】氏名. 1．原子間力顕微鏡（AFM）の概略図（Dカンチレバー. ②試料 ③試料台 ④ レーザー. ⑤反射鏡 ⑥検出器. 2．AFMの測定原理. 3．AFMでさまざまなサンプルを測定してみよう！サンプル名. 測定スピード. 範囲. −22−. オペレーティングポイント.

(26) 試料表面の様子サンプル名. 様子. 4．測定結果を解析してみよう！サンプル名. サンプルの高さ. サンプルの幅. 5．フォースカーブ測定をしてみよう！. サンプル名. 相互作用力. 6．実験からわかったこと、疑問に思ったこと. ー23−. 破断限界距離.

(27) サイエンス・パー. トナーシップ・プロジェクト 2011 ナノって何なの？. 【バイオテクノロジー・コース】氏名. 1．大腸菌の模式図. ①細胞膜. ②ゲノムDNA ③プラスミドDNA. ゲノムDNA プラスミドDNA. 2，プラスミドDNAの抽出遠心分離前. 手順4）のときの. マイクロチューブの様子. 重さ. 手順11）のときの. マイクロチューブの様子. 重さ. −24−. 遠心分離後.

(28) 3．DNAの構造（》ヌクレオチド. ②塩基 ③ホスホジエステル結合 ④水素結合. DNAの特徴. DNAの表面電荷 DNAの塩基対数 4．電気泳動の原理. マーカーについて. 5．実験からわかったこと、疑問に思ったこと. −25一.

(29) ー26−.

(30) 受講者による実験の結果.

(31) イカ墨粒子（AFM像）. 5．00x5．00l」m. 2．00リm. 0．00. 2011〔冶11イカスミ. 坦27. −28−. 「.

(32) CD−R（AFM像）. ⊥慮門、デ芋. 10．00xlO．00日m. 5．00日m 2011〔培11CD−R. 壁11 】. −29−. 0．00.

(33) DVD−R（AFM像）. 5．00lJm. 10．00xlO．00トIm 20110811DVD−R. 建. 106 35. −30−. D．00.

(34) 8D−R（AFM像）. ・. ノ一ト ‖りわりTh. ■− 一．■. − ●. 蝋椚撒≠W招肪ヤ．︰椚畑在骨膏＝．. 付. コ一︼裾情立. ′・．V. †l. ■ ■●. −31−. 【nm】. 野抽墨汁昭佑〓溝〃牲 ∴ − 一rリ∫′／トー1′■＝、. 20110811【ヨ）−−R≧. 0．00. 10．00xl0．00日m. 5．00日m. 50．6；〉. 旧.

(35) 九−DNA（AFM像）. ー32−.

(36) 入−DNA（A馴Ⅵ像）. ′ ご、. こごし‡. …言享ミミ∴こミミニ隼中津轟鮮. ∴・■＼、．’こ、ヽl∴ご∴. ト∴￣∴1，・、、、・ ■−、．−−−い∴■＼＼、†、ヽ−−し、￣. ・∴ニヰーミ予∴. ．. 予㌫㌻．さ∴ヾ、：、、、 L黙−、−：ユ、、・∴y㍉宣 ■ 、. ∴、l・ヽ■. ・蜃暫準＿よミ ■‥、■. ヽ’ユ￣●ヽ’ヽワ￣ヽ¶． ■’．ヽ、【・ヽ L・．・・1、−リ・・−ヽ・ヽt− しヽ tヾ. ヽ. 、ゝヽ＼こき1＼ ■ ヽ、J. ＼、. 、ヽ. さミ小、、1. ・；▼こし. ヽ■▲. t. ′. ￣p・▼ヽマ. ゝ．＼＼ト＜．＼、、】・t′′∨＿イ′√．. ㌧．、ヽ ′′√ン′／′ノ ‥ 、. ■. −−−H−：−‥r− てこ㌧：、‥1．8ア. 、ヾ、′∵∵∵￣ ∵ ノー．. ▼、ヽ. 、＼、、I、い. ■′. ヽヽ. ′㌔＝ぺ1 −. ′ −. ．. ：、・√ ↑. ■. ヽヽ訂r．■■．■ト．ヽL. ■1■−ノ︰ヽ−. ﹂㍉J J．. 、て：一. −′■’，／. ′、，／√ ■．. 、▲ ， ■I. ノ，■ ′／せ’ 一・′、′．・■ 一 ′′1. し−、・、、二、、‥㌧、−．∴．ヾ戸−. −′ご √．′一り ′一 ′ ′. ＼ヽいこふ￣∴→、∴√‥、さヾ1∴∴、、∴＼、．、−：、ヽ、り．∴. 0 ∩︺. O. m ‖﹁. −33−. 0 0. 2ロ11〔811Å−DNA∃. 1. 1．00x. 500．00nm. J■ H．．t．ノ、1一†−、．一. 一・、. 、ヽ ▼. 一. √，ノ● ・ノー■． ∫′∫＿、. 1．㌧、．√. ︰. と一. ㌧†く. ． 1 ■. 、ヽヾ. ‘. ヽ. ・′・一二三・■1′ ′. く・■ ｝．ざ. ：ノ. ，. ’. 1 ・、. t. ￣’ ニ． ∵。′てど暮：∴ ・t. ＼、ヽ、ヽ、. ビ. ．−ヾ. l︰．′ 一、■ ‘一 ∵㌢. ■. ． ▼. ・1′リ￣′. ′。ブ∴∴・−−. ．、…、ヽ・−ヽ−、．. −J ▼、 ′ ﹁ノ. 二：. ノ ′′′‥て■Jl：. ．′ ′. トー ′1′、‥ ちノ丁三・. ノ. こ：ミ■∴こニ■＼、、」ごモ芯ミ：さ・ニニ宝こごミ．ミこ′こ：意志昔ご・二‡丁二．．÷二▼∴、、：ミミ ∴ノ．・J＿′＝｝′ノ′：‥．√ 1∴．・．二i‥ぺ一ト・∴J、∴さ、∴. ヽ、、＼．. ‥. ＼︰. †■′こ’r′ で、＼■、ヾヽ■∵予∴∵ ＼ヽ、＼ヽ、＼、・. ヽ．ヽ−. Lヽヽ＝、tヽ、こ、‥ヽ、ヽl、.

(37) −34−.

(38) 受講者アンケートの集計結果.

(39) SI）P中学生・高校生用アンケート. ql．あなたの学年を教えてください ① 中学1年. ② 中学2年（∋ 中学3年 ④ 高校1年 ⑤ 高校2年. ⑥ 高校3年. バイオ. ①. ②. ③. ④. ⑤. ⑥. 0. 0. 0. 0. 0. 6. ナノ. 0. 0. 0. 0. 0. 5. 合計. 0. 0. 0. 0. 0. q2．あなたの性別を教えてください ① 男. ② 女 ①. バイオ. 5. ナノ. 5. 合計. 10. 0. q3．今回のSPPの講座のような大学・研究機関などの研究者による授業を受けるのは、今回で何回目ですか。（D l回目（∋ 2∼3回目. ③ 4回以上 ②. ③. 4. 2. 0. ナノ. 3. 2. 0. 合計. 7. 4. 0. バイオ. −36−.

(40) 各項目に当てはまるものを一つ選びなさい。（》そう思う. ② どちらかといえばそう思う ③ どちらかといえばそう思わない ④ そう思わない. q4．今回の講座はおもしろかったですか。心. バイオナノ. ④. 6. 0. 0. 0. 5. 0. 0. 0. 0. 0. 0. ④. 合計. q5．講座の「内容」はわかりましたか。（理解できましたか。） ②. ③. 6. 0. 0. 0. ナノ. 3. 2. 0. 0. 合計. 9. 2. 0. 0. バイオ. q6．今回の講座を受けて、「知りたいこと」を自分で調べてみようと思うようになりましたか。 ①. ②. ③. ④. 3. 3. 0. 0. ナノ. 3. 2. 0. 0. 合計. 6. 5. 0. 0. バイオ. q7．今回の講座を受けて、「科学技術」や「理科・数学」に興味・関心をもちましたか。. （D バイオ. ②. 5. ナノ. 5. 合計. 10. 0. ③. ④. 0. 0. 0. 0. 0. 0. ③. ④. q8．講座の中で、「課題を発見する」ことができましたか。 ①. バイオナノ合計. ② 4 4. 2. 8. ー37−. 0 0. 0 0.

(41) q9．講座の中で、課題を解決するために「情報を集める」ことができましたか。中. バイオ. ②. ③. 5. 0. ナノ. 2. 0. 2. 合計. 3. 5. 2. 国 0. q仙講座の中で、集めた情報を利用して「考える」ことができましたか。 ②. バイオ. ③. ④. 3. 2. 0. ナノ. 2. 2. 0. 合計. 5. 4. 2. 0. ④. Qll．講座の中で、他の人と積極的に「話し合う」ことができましたか。バイオ. ①. ②. ③. 2. 4. 0. 0. 4. 0. 0. 8. 0. 0. ナノ合計. 3. Q12．講座の中で、グループの人と「協力」して実験を進めることができましたか。バイオナノ. ①. ②. 6. 0. 0. 0. 5. 0. 0. 0. 0. 0. 合計. q13．講座の中で、実験・観察の結果を使って、「レポート作成」や「発表」ができましたか。小. バイオ. ②. ③. 5. 0. ナノ. 2. 2. 0. 合計. 3. 7. 0. 国 0. q14．今回のような講座があったら、「参加したい」と思いますか。申. バイオナノ合計. ③. ④. 6. 0. 0. 0. 5. 0. 0. 0. 0. 0. 0. ー38−.

(42) 各項目に当てはまるものを一つ選びなさい。（∋受ける前も思っており、受けた後はもっと思うようになった ②受ける前も思っていたが、受けた後もあまりかわらない ③受ける前は思っていなかったが、受けた後は思うようになった. ④受ける前は思っておらず、受けた後もあまりかわらない（9受ける前より思わなくなった. Q15．今回の講座を受けて、「理科・数学」を勉強することは、将来の自分にとって必要となりそうなので、重要だと思えるようになりましたか。バイオナノ. ①. ②. ③. ④. ⑤. 6. 0. 0. 0. 0. 5. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 合計. q16．今回の講座を受けて、「科学技術」に関連する仕事につきたいと思うようになりましたか。 ③. ④. ⑤. 5. 0. 0. 0. ナノ. 3. 0. 0. 合計. 8. 0. 0. ①. バイオ. ②. 2. q17．今回の講座を受けて、科学は自分の身の回りのことを理解するのに役立つと思いましたか。 ①. バイオ. ③. ②. 4. ナノ. 3. 2. 合計. 7. 3. 0. 一39−. ④ 0. 0. 0. 0. 0. 0.

(43) −40一.

(44) 新聞報道.

(45) てプラスミドDNÅの粕川丁. ある。大学での学門か括攣、. は﹁生物や汽船わ野に卵昧が指弾一嘩心分離機など舟健つ. 桐瞑か成功させた。﹁少人数きたので、進路の如む増え. で楽しく授業がでモたっ苗校た﹂、愕梨庸余さん︵ほ︶は. のが野、。椚怖た作墨が号＼. 生には桝めて妃る緋〓も多い﹁DNA抽出に恥昧があり窄ので、使い方な菱粥にア抑した︺臨床檎充柁帥になるドバイス雷らい工夫しん㌔. 参加した槻木将大智︵17︶悪心庄徒を対象とした異軌誹厘. ね﹂と某所で話し㌔ど、爪立繭無痛寝言年生の有. ﹁ナノって何なの？∼先端科. 2011年（平成23年）9月 2 日（金曜日〉. ︵堀内巧J. 生物工学の研究を拙け、粗く大変なことを卸りたが、将米追放門大雨鮨校でこのは粗くは勲椚に立ちたいですに向けてやる㍍か出た﹂と気持ちモ新たにしていたっ. 市函高3年生が参加. 科学院熟視線道教大で実験謙虚. ■■−− 1∼■ −・二▼てム．. 側袖−・ −−1−−−∴1. ／．. 学に触れてみよう∼﹂が行わ. −42−. れた石生建たちは‖セ如かせなが・㍑八学のu㌔崩科学に触. れた。. ププ・プロジェクトの採択担. 科ヴ技術損則横研か十ノ房† るサイエンス・パートナ⋮シ. 4年の伊藤竜人さん︵23︶が. 験を通じ、バイオテクノロジ Ⅰの基本権純朴学んだ。同大. HAを大脳聞か、り抽出すり鳥黒. 朔日は和紙のブラスミドD. た。. たちに料肇の蘭∩さモ発hし. をコーディネートし、市校隼. がっ︼‖mにわたるプログラム. とする関大の松浦便た泄梨授. 胃て男鹿性的⊥学考⋮げ門. 帯剣な表情で実験を行う生徒たち. 間轟年. せを. 晶. ■ヽー.

(46) おわりに. 実験講座「ナノって何なの？∼先端科学に触れてみよう∼」を高校生向けに開催した。参加者は細菌からのプラスミドDNAの抽出や、走査型プローブ顕微鏡によるナノ観察など、大学でしか. 味わえない最先端の科学を体験した。同様のプログラムはこれまで、教員の実践的指導力を高める観点から、理数系教員を対象に行ってきた。現職教員の大人たちが実験プログラムをこなすのに苦心していた様子が思い出される。もちろん、今回が高校生向けだからといって、本講座の内. 容を変更したということは一切なかった。最先端の科学を味わうのに、年齢や経験は関係ないと我々は考えたためである。実際、実験スキルや洞察力など、大人顔負けの高校生も多くいたこと. に、私も深い感銘を受けた。これは大人よりも子供たちのほうが科学への興味がより高いからかもしれない。さて、受講者アンケートの結果をまとめてみよう。まず、今回の講座についての感想を尋ねると、「おもしろかった」や「また参加したい」など、受講者全員が本講座に対して高く評価していることがわかる。また、受講者の興味・関心が高かったため、講座の内容の理解度も高く、グル. ープの人と協力して実験を進めることができ、とてもよい雰囲気の講座となった。これは受講者が同一学校の同学年で構成されていたので、すでに人間関係が構築されていたことも要因の一つであると推測できる。講座の中で課題発見、情報収集、話し合い、レポート作成・発表などの活. 動もおおむね良好な結果となった。こうした受講者の感想を詳しく分析すると、バイオテクノロジー・コースとナノテクノロジー・コースの受講者とでは、若干の違いが見られた。例えば、「課題解決のための情報収集ができたか」との問いに対しては、ナノテクノロジー・コースの受講者の半数が否定的な回答であった。これは、原理や法則等の説明が不足していた可能性がある。実際、「講座の内容がわかったか」との問いに対しては、「どちらかといえばそう思う」という回答. が半数あり、バイオテクノロジー・コースの受講者よりも理解度が劣ってしまった。こうした結果は、本講座の今後の改善に活かされるであろう。理科学習の重要性についての問いでは、本講. 座を受けて、受講者全員が理科学習の重要性を改めて強く認識したようで、とても喜ばしい成果であると言える。. 次に、受講者からの評価が極めて高かったmを務めた学生たちのことに視点を移そう。大学院生および学部4年生は昨年もmを務めたということもあって、彼らの指導力の向上が参加者全員に良い結果をもたらしたと考えられる。では、学生の指導力はどのような方法で向上できたのかを考察してみよう。本講座の内容は本学で開講されている「物質環境科学実験ⅠⅠI」および「環境分析科学実験1I」という学生実験の授業内容の一部を再構成したものである。TAを務めた大学. −43−.

(47) 院生および学部4年生はこれら授業をすでに受講済みであった。学部3年生は今年度前期に「物質環境科学実験 ⅠⅠI」を受講し終わったばかりであった。すなわち、3年生はDNAの抽出実験等を学習したばかりであったので、それを参加者に教えなければならなかった。これは無茶. なようにも思えるが、その意図は何だったのか。ここで、近年の学習理論を紹介しよう。学習法・教授法の違いによる教育効率を示した学習ピラミッドによると、「講義を受ける」ことによる記憶への定着率は5％にすぎない。. Fig，Leam］ngPyramid. 「文献を読む」が10％、「視聴覚教材で学ぶ」が20％、「デモンストレーションを見る」が30％、「グループディスカッションを行う」が50％、「実際に行う」が75％である。最高の平均学習定着率を得るのは「学んだことを他の人に教える」で90％. とされている。したがって、本講座のmを務めるという科学コミュニケーションの訓練は学生にとって記憶への定着度が最も高い学習となる。つまり、本講座の実施は、言い換えれば、学生が主体的・能動的な学習活動をする機会を提供したことになる。この学習活動を昨年度に経験し. た4年生らは本講座の内容を十分に理解した上で指導していたので、質問などにも的確に答えられたのだと考えられる。3年生も今後の成長が楽しみである。. 本講座の様子が、地元の新聞に掲載していただいた。我々の活動が地域の多くの方々にも伝わったと思われる。本校の所在地である函館市およびその近郊には科学館等がないため、身近なところに子供たちが科学について体験的に学ぶ機会がほとんどない。また、全国的には大学進学率が50％を超える時代を迎えているが、函館市およびその近郊（渡島）では未だに30％台と低迷し. ている。我々の取り組みが少しでも地域に貢献できたとすれば幸いである。今後も同様の実験講座を継続していくことを目指したい。. 国立大学法人北海道教育大学准教授（函館校）松浦俊彦. −44−.

(48) サイエンス・パートナーシップ・プロジェクト2011 （プランA）. ナノって何なの？∼先端科学に触れてみよう∼ 報告書. 平成23年9月発行. 国立大学法人北海道教育大学教育学部函館校〒040−8567 函館市八幡町1番2号 TEL／FAX O138，44，4293（松浦研究室） http：／／www．hak．hokkyodai．ac．jp／.

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