生物学教育における ICT を活用した顕微鏡観察
茂 原
も は ら伸 也
し ん や＊ １ はじめに 肢体不自由のある子どもの多くが，身体の動 きの不自由さから，姿勢の保持や手指を使った 操作に大きな困難さを抱える。そのため，前傾 姿勢や複雑な操作，スケッチなどを必要とする 顕微鏡観察を苦手にする児童生徒は少なくな い。そこで，顕微鏡観察を容易に行うための手 立てとして，スマートフォンやタブレットを実 習用顕微鏡に接続することを考えた。 スマートフォンやタブレットを顕微鏡に接続 するには，アダプターが必要となる。今回考案 したアダプターは，容易に自作が可能で汎用性 が高く，ＩＣＴと組み合わせやすい。そして何 よりも，数百円で作製することができる。特別 支援学校に限らず，小学生から大学生までの幅 広い年代の学習者に対し，生物学教育における 様々な顕微鏡観察の場面で，教育環境やレベル に応じて広く利用できるものと期待している。 ２ アダプターの作製 （１）準備するもの スマートフォン用アダプターの作製には以下 の材料を用いる。 ・透明アクリル板（約 15cm×10cm，厚さ２mm） ・大きな洗濯バサミ（もしくは竿止めピンチ） ・滑り止めシート(カーペット固定シール) ・接着剤（ポリプロピレン対応のもの） （２）作製方法 ①洗濯バサミ側面の上下どちらかにだけ接着 剤を塗り，アクリル板と接着する。 ②アクリル板の中央付近にカーペットテープ を貼り付ける（写真１左）。 ＊千葉県立桜が丘特別支援学校 教諭 （３）観察方法 ①顕微鏡にプレパラートを載せ，ある程度ピ ントを合わせておく。 ②接眼レンズ部分にアダプターを装着する。 ③アダプターにスマートフォンを載せ，画面 中央に顕微鏡の視野が映るようにする。 ④アダプターのはさむ位置を調節し，顕微鏡 の視野が大きく映るようにする。 ⑤画面に触れてピントを調節したり画面を拡 大したりして観察する（写真１右）。 写真１ スマートフォン用アダプター （４）タブレット用アダプター 洗濯バサミの代わりにプラスチック製のシリ ンジを使えば，タブレットが接続できるアダプ ターを作製することができる（写真２）。 写真２ タブレット用アダプター ［経歴］県内特別支援学校教員 ［趣味］サーフィン３ ＩＣＴの活用 （１）静止画や動画の撮影 ほとんどのスマートフォンやタブレットは， 画面に触れるだけで静止画や動画を撮影でき る。よって，スケッチが困難な児童生徒でも，容 易に観察記録を残すことができる。 また，最近は「タイムラプス撮影」や「高速度 撮影」の機能をもつ機種が増えつつある。長時 間にわたって観察を続ける必要がある場合や， 観察対象が一瞬で変化してしまう場合でも撮影 することができる。 （２）ミラーリングによる画面共有 スマートフォンやタブレットの画面を大型モ ニターなどに映し出す「ミラーリング」を行え ば，顕微鏡画面を複数で共有することができる。 一斉指導における教師の説明を効果的にした り，顕微鏡画面の比較やそれを基にした議論と いった「児童生徒の学び合い」の活性化につな げたりすることができる（写真３）。 写真３ 顕微鏡画面を表示した大型モニター （３）アプリを使用した観察記録の作成 Evernote や OneNote などのデジタルノートア プリを使えば，容易にレポート（デジタルポー トフォリオ）を作成することができる。観察時 に撮影した写真などを挿入し，簡単な説明文を 入力するだけで完成する。さらに，作成したレ ポートはタブレットやパソコンで簡単に確認す ることができるため，児童生徒の学習内容に対 する理解や定着を促すことができる。 また，観察で撮影した動画に対しては，iMovie などの動画編集アプリを使い，児童生徒による 音声解説を録音していく活動を行うことも，学 習の振り返りに有効である。 （４）オンラインストレージの利用 Dropbox や OneDrive などのオンラインストレ ージに観察で撮影した静止画や動画などのデー タをアップロードすれば，クラス全員で観察結 果を共有することができる。アカウントとパス ワードさえあれば，どこからでもオンラインス トレージにアクセスすることができるため，児 童生徒の自宅学習の際に役立たせたり，交流の ある学校にデータを教材として活用してもらっ たりすることが可能になる。 （５）インターネットによる配信 Skype などのインターネット電話を利用すれ ば，顕微鏡の映像を校外に送信することができ る。映像だけでなく音声も送信できるので，欠 席した児童生徒とのやりとりや他校との交流学 習などを容易に行うことができる。 YouTube や Ustream などの動画共有サービス を利用すれば，インターネット上で顕微鏡画面 のライブ配信を行うことができる。複数の児童 生徒が同時に，自宅などから顕微鏡画面を観察 することができるため，数日にわたる継続的な 観察が必要な場合などに極めて有効である（写 真４）。また，本アダプターは天体望遠鏡や双眼 鏡などの光学機器にも装着することができる。 移動が必要な野外観察や時間的に実施が難しい 天体観測などの様子を配信するといった活用が 考えられる。 写真４ 顕微鏡画像のライブ配信 ４ おわりに ＩＣＴの活用によって，従来，「個」で行って いた顕微鏡観察を，「集団」で学び合うことので きる学習活動へと変容させることができた。今 後，ＩＣＴはますます発展し，その活用の幅は さらに広がっていくであろう。そうしたＩＣＴ を「ツール」として活用し，よりよい学習環境を 構築していくことが重要だと考える。
「組織培養技術で環境保全活動」
甦れ白里海岸のハマボウフウ
千葉県立大網高等学校 組織培養専攻の取り組み
渡 邉
わたなべ龍 司
りゅうじ＊ １ はじめに 本校生物工学科は１９９７年に設置された県 内唯一の学科である。 学科の目標は，「生物工学に関する知識・技 術を習得させるとともに，生命尊重及び環境保 全の意識を向上させ，生物生産，関連産業にお いて主体的に貢献できる産業人として必要な能 力と態度を育む」ことを掲げている。 生物工学科の特徴は，２年次より組織培養， 植物工場，実験動物，愛玩動物の４つの専攻に 分かれ，より専門的な学習を取り入れた教育課 程が組まれていることである。 組織培養専攻では「植物の組織を培養する技 術の学習」，植物工場専攻では「環境コントロ ール型の野菜などの栽培の学習」，実験動物専 攻では「実験動物(マウス，ラット)の飼育管理 や体の仕組みの学習」，愛玩動物専攻では「犬 などの飼育や健康管理についての学習」などで あり各専攻が特色ある取り組みを実践してい る。 資格取得の面では，「初級バイオ技術者」「実 験動物２級技術者」「愛玩動物飼養管理士」な どの受検が可能であり，合格者も年々増加して いる。 組織培養実験の様子 ＊千葉県立大網高等学校 生物工学科 教諭 ２ 地域と連携した組織培養専攻の取り組み 本校のある大網白里市は，九十九里平野のほ ぼ中央にあり，西は緑豊かな丘陵部，中央は広 大な田園部，東は白砂青松の海岸部という特色 ある豊かな自然を持つ風土を有している。海岸 部の白里海岸は，太平洋を望む九十九里浜のほ ぼ中央に位置する約３．５ｋｍを有する海岸で ある。海岸には海浜植物の群生地域も広がって おり，５月中旬頃からはハマヒルガオをはじめ 多くの海浜植物を見ることができたが，近年海 岸の浸食や外来植物の繁殖，乱獲によって減少 しつつある。中でも「ハマボウフウ」は千葉県 の絶滅危惧種Ⅱ類に分類されている。 ２０１４年，大網白里市のまちづくりサポー トセンターが，町資源再興プロジェクトとして， ハマボウフウの保護，再生に取り組んでいるこ とを知った。 そこで，組織培養専攻は，まちサポートセン ターと連携して組織培養専攻が取り組んでいる 組織培養技術を活用してハマボウフウの繁殖方 法を確立し,白里海岸の保護と再生に取り組ん でいる。 白里海岸でのハマボウフウ開花の調査 ［趣味］地元の神輿を担ぐこと，有名な祭りの 見学２０１４年～２０１６年までの研究結果及び 実践は次のとおりである。 (１) 無菌播種(＊1)よって無菌苗を効率よく得 ることができた。 (２) 無菌苗からの胚軸培養，葉片培養でカルス (＊2)を形成させることができた。 (３) カルスから植物体を再生させて順化(＊3) を経て鉢上げから鉢替え・屋外栽培までの道 筋ができた。 (４) 白里海岸の海浜植物写真展の開催や異世 代交流子どもフェスタに参加してハマボウ フウの保全の大切さを伝えることができた。 【専門用語解説】 (＊1)無菌播種：無菌の状態（クリーンルーム 内でクリーンベンチを使用) で培地に種子をまくこと。 (＊2)カルス ：未分化の細胞の塊 (＊3)順 化 ：再生した植物体を培養ビンか ら外に出して外の環境に徐々 に馴らしていくこと。 カルス形成 カルスから再分化 中でも，定期的に行っている白里海岸沿い及 び県有林の清掃活動と海浜植物の保全活動やハ マボウフウに関する市内での普及活動（ハマボ ウフウの種まき会，異世代交流子どもフェスタ， 市産業祭で展示・組織培養の体験）など生徒が 主体的に取り組むことができた。 白里海岸沿い清掃活動 異世代交流子どもフェスタ ３ 世界らん展日本大賞の成果展示に出展 生物工学科設置以来，生物工学棟の培養室及 び本校中正農場にある生物工学温室でラン類 （主にファレノプシス）の培養・栽培・管理を 行っている。開花したファレノプシスは本校の 文化祭「みやざく祭」でも販売し，地域の方に 喜ばれている。 ２０１５年に世界らん展日本大賞成果展示に 応募し審査の結果，出品が認められ，世界らん 展日本大賞２０１６成果展示（２０１６年２月 １３日（土）～２月１９日（金)・東京ドームで 開催）に出展することができた。実際に自分た ちが栽培・管理したランを展示できたことで生 徒の興味・関心及び学習意欲を高めるきっかけ となっている。本年も応募した結果出品が認め られており２０１７年２月１１日（土）～２月 １７日（金）に出展する。 ランの管理の様子 世界らん展に出展 ４ おわりに 組織培養専攻を希望してくる生徒は，はじめ は慣れない実験器具や機器を扱うためにためら いながら実験や培養を行っているが，自分達が 培養したものが地域の環境の保全に役立つこと や大きな展示会に出展することができること で，大きな自信につながり，主体的に行動し， 意欲的に学習や活動に取り組む動機付けとなっ ている。 加えて，千葉県学校農業クラブ連盟研究発表 大会２年連続最優秀賞を獲得し関東大会へ出場 したことが励みとなり，日々地道に実験や実習 に取り組んでいる。 今後も更に生徒が意欲的に，そして主体的に 取り組める指導方法の工夫や魅力ある学習方法 を模索して，地域の学習の拠点となるよう邁進 したい。
先進的な技術を取り入れ，
ダイナミックな教育の展開
～学校教育の場に全国初の植物工場～
金 子
か ね こ広 二
こ う じ＊ １ はじめに 浦安市では，平成 28 年１月に先進的な技術で ある植物工場を，農地のない浦安の学校教育に 導入した。植物工場とは，ＬＥＤ照明や空調， 養液供給などにより，植物が育つ環境を人工的 に制御し，施設内で季節や天候にかかわらず植 物を育てることができる設備である。 現在は，全国にたくさんの植物工場があり， 一般的には「生産」を目的として企業等が導入 している。また，レストランや病院に「癒し」 の効果を目的として導入されているケースもあ る。規模や大きさについても大小様々あり，広 い敷地での大きな工場から，教室内に収まる大 きさのもの，家庭でも使用できる小型のものま で幅広い種類のものがある。浦安市では，「学 び」を目的として学校教育へ導入した。 ２ なぜ，浦安で植物工場なのか 国や県の方針の下，浦安市では「理科教育の 充実」や「環境教育の推進」を今年度の重点的 な取組に位置付けている。浦安市には農地がな いため，植物工場を活用することによって，植 物の生育過程を学ぶことができる。また，児童 生徒の生活と結び付けることで，理科の学習が 生活に役立つものであり，楽しいものであると 実感させることをねらいとしている。同時に， 農地のない本市で土に触れさせることも大切で ある。そのため，小学校では一人一鉢栽培や， 学年花壇で土に触れさせ，土で育てる経験もさ せている。大切な活動であるため，今後も土に 触れる活動は継続していく。また，先進的な技 術に触れさせることで，新しい見方や考え方を 育てたいと考えている。 ＊浦安市教育委員会教育総務部指導課 副主査 ３ 運用について 小中連携教育の理科教育推進校に指定されて いる浦安市立入船中学校の余裕教室を活用し， 「小型植物工場」１台と「ワゴン型植物工場」 ６台の計２種類の植物工場を導入した。 図１ 小型植物工場の前面 「小型植物工場」は小型とはいっても，教室 の1/3 程度の大きさがあり，工場内に入って栽 培を行う。季節に関わらず育てることができる ので植物の連続栽培が可能であり，野菜だけで はなく，花を育てることもできる。 衛生面については十分に配慮し，入り口には 防虫ネット，手を洗った後のハンドドライヤー があり，キャップ・マスク・手袋・作業服・作 業靴を着用し，最後にエアシャワーを通ってか ら工場内で作業を行う。 図２ 小型植物工場の入り口 エアシャワー キャップ マスク 手袋 作業服 作業靴 ハンド ドライヤー 防虫ネット図３ 小型植物工場装置イメージ図 「ワゴン型植物工場」は家庭用小型冷蔵庫程 度の大きさであり，移動が可能であるため，他 校へ貸し出すことができる。ネットワークにつ なぎ，１台ずつ環境を調節することができるの で，比較実験が可能である。また，カメラが付 いているので，植物の生育過程の映像やデータ についてもインターネットを通じて見ることが できる。 図４ ワゴン型 植物工場 図５ カメラによる生育状況の映像（左）と ネットワークによる環境調節の画面（右） ４ 活用について 今まで実際に生育した植物はロメインレタス やリーフレタスなどの葉物植物になる。また， ミニトマトなどの実のなる野菜や果物，花の苗 や野菜の苗を生育することも可能である。リー フレタスの場合，種まきから収穫まで約 35 日で 栽培可能であり，１日当たり 12～18 株程度の収 穫になる。生育と児童生徒の食生活との関係を 見えるようにし，そこに関わる人や技術の素晴 らしさを学ぶ機会にできる。学校教育において は，植物の生育を含んだ学習活動，植物工場で 生育した植物を活用した学習活動，植物工場の システム自体が活用できる学習活動等，理科を はじめとし，各教科等で様々な活用方法がある。 また，委員会活動やクラブ活動，特別支援学級 での生活単元学習や作業学習で活用していくこ とが，導入する学校の特色化につながり，ダイ ナミックな教育を実現していくことになると考 える。入船中学校と千葉大学で協力して，植物 工場壁面デザインを考えたり，衛生面の流れを 図示したピクトグラム（一般に「絵文字」「絵単 語」などと呼ばれ，何らかの情報や注意を示すた めに表示される視覚記号＝サインの一つである。） を作成したりした。千葉大学とともに，デザイン だけではなく，ワゴン型植物工場を活用した教材 開発も行っている。以上の活動については，市 内で行われる科学的行事の際に展示し，浦安市 民に広く周知をした。 ５ おわりに 今後は，市立全小・中学校にワゴン型植物工場 を貸し出し，主に理科単元での活用を推進してい く。試行錯誤を繰り返していくことで，植物工場 を最大限に活かし，児童生徒が主体的に学ぶこと ができる教材を開発していきたい。 循環タンク ポンプ 照明 水槽 配管 養液の流れ
「第６回科学の甲子園千葉県大会」を終えて
三 浦
み う ら和 雅
かずまさ＊ １ はじめに 本大会は，高等 学校の生徒等を対 象とした科学技術 ・理科・数学等に おける複数分野の 競技を実施するこ とにより，県内の 科学好きな生徒等 が集い，競い合い， 活躍できる場を構 築し，提供してい る。これにより， 科学好きの裾野を広げるとともに，科学分野 における人材育成の強化を図ることを目指し ている。また，科学の甲子園全国大会への選 考会を兼ねており，優勝チームは全国大会へ の出場権を得る。第６回となる今年度の大会 は，平成 28 年 11 月 26 日（土）に県総合教育 センターで開催された。 ２ 競技の概要 （１）競技の形式 筆記競技と，実技競技を行う。各参加チー ムが競技ごとに定められた人数からなる競技 チームをそれぞれ構成し，当該競技チームが 問題等を分担，相談するなど協働して成果を 創出し，その成果を競い合う。 （２）競技の内容 ア 筆記競技 理科，数学，情報の中から，知識を問う 問題及び知識の活用について問う問題で競 ＊千葉県教育庁教育振興部指導課 指導主事 う。教科・科目の枠を超えた融合的な問題 の出題もある。今年度は，１チーム６人， 120 分で実施した。 イ 実技競技 理科，数学，情報に関わる実験，実習， 考察等及び科学技術を総合的に活用して， ものづくり能力，コミュニケーション能力 等により課題を解決する力を競う。今年度 は，実技競技Ａ（総合競技）と実技競技Ｂ （生物分野）の２つの競技を，それぞれ１ チーム３人，60 分で実施した。 写真２ 開会式 （３）競技の様子 筆記競技では，まだ学習していない分野か らの出題もあったが，チーム内で得意分野を 分担して取り組んだり，お互いに意見交換し ながら解答を模索したりと，どのチームも制 限時間一杯まで真剣に取り組んだ。 実技競技Ａは，事前に競技内容が公開され ており，製作物を持参し，大会会場で調整し ［経歴］国立研究開発法人科学技術振興機構 （ＪＳＴ） 調査員 写真１ ポスターて競うものであった。各チーム，様々な工夫 を凝らした製作物によって競技が行われた。 実技競技Ｂは，当日，競技の内容が知らさ れた。問題を見たときには戸惑いを感じた参 加者も多かったようだが，チームで相談し， 協力しながら取り組み，その結果，多くのチ ームが高得点をあげた。 写真３ 筆記競技の様子 （４）参加チーム 昨年度までは，１校当たりの参加チーム数 に制限を設けていなかったが，年々参加校が 増えてきたため，今年度は１校２チームまで と制限した。参加は 16 校 27 チームで，参加 校数はこれまでで最も多くなった。 県立千葉高校(2) 県立千葉東高校(2) 県立津田沼高校 県立薬園台高校 県立東葛飾高校(2) 県立柏高校(2) 県立佐倉高校(2) 県立匝瑳高校 県立成東高校(2) 県立長生高校(2) 県立安房高校(2) 県立木更津高校 市立千葉高校(2) 市川高校(2) 渋谷教育学園幕張高校(2) 千葉学芸高校 ※２チーム参加した学校は(2)と記載 （５）結果 筆記競技（配点 360 点），実技競技Ａ（配 点 180 点）及び実技競技Ｂ（配点 180 点）の 合計得点により，順位を決定した。上位６チ ームは以下のとおりである。 優勝 渋谷教育学園幕張高等学校Ａチーム 準優勝 県立長生高等学校Ａチーム 第３位 県立東葛飾高等学校Ａチーム 第４位 千葉市立千葉高等学校Ａチーム 第５位 渋谷教育学園幕張高等学校Ｂチーム 第６位 県立千葉東高等学校Ｂチーム （６）全国大会に向けての強化トレーニング 本大会の優勝チームは，強化トレーニング を経て県代表として全国大会に臨む。この強 化トレーニングは，千葉大学先進科学センタ ーの御協力により，平成 23 度第１回大会から 実施している。科学の諸分野についての講義 や演習，また，公開競技についての助言を受 ける等を通し，全国大会に向けた準備のみな らず，将来を見据えた学問の興味付け，将来 の科学者の育成につながるものとなってい る。 ３ 全国大会 第６回科学の甲子園全国大会は，平成 29 年３月 17 日から 20 日の日程で，茨城県のつ くば国際会議場及びつくばカピオで開催さ る。本県代表は，第４回大会優勝，第５回大 会４位（いずれも渋谷教育学園幕張高等学校） であり，今回も上位入賞を期待している。 ４ おわりに 先日発表された PISA（OECD（経済協力開発 機構）学習到達度調査）の結果では，日本の 高校１年生は科学的応用力が２位，数学的応 用力が５位で，トップレベルを維持している という。一方で，PISA や TIMSS（国際数学・ 理科教育動向調査）のデータの中に，日本の 子どもたちの科学の有用性の認識や，科学へ の興味・関心は，国際平均よりも低いことを 示すものもある。本大会を実施することによ って，高校生が科学の有用性を感じたり，科 学への興味・関心が深まったりすることにつ なげていきたい。 最後になりましたが，競技運営委員，審査 員として御協力いただいた，千葉県高等学校 文化連盟自然科学専門部会，千葉県高等学校教 育研究会理科部会・数学部会・情報教育部会及 び県総合教育センターの皆様に心より御礼申 し上げます。
