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私立中高進学通信

2015年4・5月合併号

授業発見伝

芝浦工業大学柏中学校

理科
一歩踏み込んだ理科実験が科学への興味や関心を育む

理科実験では白衣とゴーグルを必ず着用します。中2生にもなるとバーナーやマッチの扱いも慣れたものです。

理科実験では白衣とゴーグルを必ず着用します。
中2生にもなるとバーナーやマッチの扱いも慣れたものです。

 芝浦工業大学の伝統を活かして理系教育に力を入れる同校。中学1年から生物・化学を『理科A』、物理・地学を『理科B』として各分野の専門の先生が9人で教えます。なぜ分野ごとの先生が担当するのでしょうか。

「理科は小学校から高校レベルまで同じ分野を繰り返して学ぶ教科です。たとえば小学校では “磁石の性質” までを学び、中学では “磁界” までを学びます。好奇心の強い生徒なら “なぜ磁石はつくのか” と根本的な疑問を持つでしょう。その学年・学習段階に応じて適切な答えができるのは、本校の理科教員がみな、大学レベルの電磁気まで理解しているからです」 (物理担当/平林浩史先生)

 同校では理科は暗記する教科ではなく、好奇心を刺激し、思考力を高める教科だと生徒に感じてもらうには、専門領域を活かし、 “深く” 教えることが重要だととらえているのです。

“深く” 学ぶには、実験は欠かせません。授業の2回に1回のペースで行う実験は、前の時間に課題を提示し、理論上の答えを導き出し、そのうえで実験に臨み、考察していきます。また、結果の精度が高まるように、一工夫加えた実験にも取り組んでいます。

 実験室の安全管理も万全です。薬品類や実験器具は正しく管理され、排気装置や緊急シャワー※も設置されています。すべての実験で計画表を提出し、校長の確認をもらうなどチェック体制も万全に行われています。 「これらの設備のおかげで教師がやって見せる演示実験ではなく、生徒が主体となった実験ができるのです」 (化学担当/辻奈美恵先生)

 充実した理科教育の背景には、文部科学省のスーパーサイエンスハイスクール(SSH)指定の影響があります。2004年度から5年間取り組んだことで、独自のカリキュラム開発、大学や研究機関との連携授業、先生方の授業研究が進みました。それらは研究指定が終わった今も継続されています。

「オーソドックスな授業から抜け出し、教員が『こんな授業をしてみたらどうか』と、ゼロから挑戦したのは貴重な経験でした。理系の適性は生徒自身も体験するまで気付かないことがありますし、大学進学時も目的意識を持つ生徒のほうが最後まで頑張れるとわかってきたのです。

 中学の実験が生徒の将来に向けたきっかけの一つになればと願っています」(入試広報部長/手塚耕二先生)

 一歩踏み込んだ授業内容、実験環境、先生方の意識が、生徒の理科を学ぶ気持ちを高めています。

※実験室の緊急シャワー
実験中に誤って多量の試薬が体や衣服についた場合に洗い流したり、バーナーや引火した試薬から衣服や髪の毛などに火が燃え移ってしまった場合の消火に利用する。

授業レポート
精度を追求するワンランク上の実験
銅の酸化実験の様子(1)

 中学2年Bクラスの『理科A化学』の銅の酸化実験。銅粉を加熱したときの質量の変化を調べて、結びついた酸素の分だけ重くなり、その割合は銅の質量に比例する “定比例の法則” を確かめます。

 銅粉の質量は電子天びんで測ります。銅粉をステンレス皿に移し、バーナーで加熱します。初めの5分は塊ができないように薬さじでつぶしながら弱火で熱します。さらに20分間、強火で加熱したらバーナーを消し、ステンレス皿にふたをして10分間冷まします。この方法はSSH指定を受けたある高校の生徒が開発したものを元にしています。

「シンプルな実験ですが、ていねいに作業して、しっかりとデータを出すことを目標にしましょう」

 宝田敏博先生の指示を受け、生徒達は慎重に手順を重ねていきました。

 授業では原子量を基にして反応の仕組みまで学びます。こうした点が「一歩踏み込んだ」内容になります。実験とともに学ぶので定着しやすく、高校で学ぶ化学の基礎にもなります。学習内容はすべて4月に配布されるシラバス『学習の手引き』に記載されています。Web版もあり、誰でも閲覧できます。

銅の酸化実験の様子(2)
銅の酸化実験の様子(3)
銅の酸化実験の様子(3)
学習の手引き
『高校生科学技術チャレンジ』でJFEスチール賞を受賞!
科学部の土田誠くんと指導にあたった山本喜一先生。科学部の土田誠くんと指導にあたった山本喜一先生。

 科学技術の自由研究コンテスト『高校生科学技術チャレンジ(JSEC)2014』で、科学部の土田誠くん(高校2年)がJFEスチール賞を受賞しました。

 土田くんの研究テーマは “チューブ内の水素燃焼炎の移動速度の研究” 。塩ビチューブの中で燃える炎の速度を、デジタルカメラを用いて測定し、CO2を混ぜると速度が遅くなることを明らかにしました。これは研究中に助言をあおいだ大学の先生も驚く新発見だったそうです。

「中学の理科の授業で、水素と酸素をチューブに入れて着火させる実験をしたのがきっかけです。教室内に張りめぐらせたチューブを、音と光が一瞬で駆け抜けたので『この速さを知りたい!』と思いました」 (土田くん)

物理担当の平林浩史先生(左)と化学担当の辻奈美恵先生(右)物理担当の平林浩史先生(左)と化学担当の辻奈美恵先生(右)

 先輩や部員の協力を得ながら夏休みや放課後に実験を繰り返してまとめあげた研究は「新発見につなげた熱意と分析力と、プレゼンテーションでの論理展開力」が高く評価されました。

 土田くんは2015年5月にはアメリカ・ペンシルベニア州ピッツバーグで開催される国際大会『Intel ISEF』に派遣される予定です。そのため、現在、英語でのプレゼンテーションを特訓中だということです。

※JFEスチール賞
『高校生科学技術チャレンジ』の協賛であるJFEスチール株式会社から贈られる賞。

(この記事は『私立中高進学通信2015年4・5月合併号』に掲載しました。)

芝浦工業大学柏中学校  

〒277-0033 千葉県柏市増尾700
TEL:04-7174-3100

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