理数科について

 理数科の基本方針 
 自然科学や数学に興味関心が非常に高い,所謂「理科好き・数学好き」の生徒を集め,3年間の教育では,単なる知識の習得に終わらずに関連技能も身に付けさせ探究的な学習活動を重視し,観察力・分析力・考察力を伸張させ,将来わが国の科学技術の発展に貢献できる人材を育てる。 


普通科と理数科の違い 
 普通科と理数科のどちらも国公立大学進学を想定した教育課程を編成していますが,その中身は大きく異なっています。 
 普通科は1年次には全員が共通の授業を受け,基礎的な学力を高めます。2年次以降は文系と理系に分かれ,それぞれ異なった教科・科目を学びます。一方,理数科では1年次より理科や数学の授業を多く受けるだけでなく,野外巡検,研究所訪問,課題研究など理数科独自の活動によって,自然科学に関する知識や教養を深め,学問への興味や関心を深めていきます。

〔課外活動の事例〕
生物巡検(1)
〔内容〕
 月山の志津地区にある山形県立自然博物館の自然観察路を歩き,植物の垂直分布と環境との関係・植生と動物の関係・動物相互の関係について,ガイドウォークにより観察および実習を行う。
〔生徒の感想〕
 いつも見ることができない生物、植物、動物(の糞)などを直に見ることができ、ガイドさんの詳しい説明や三角測量などを通してより深く知ることができ、今回の巡検は私たちの進路として1つの糧となりました。また、私は今回の月山への登山が初登山となり、生体を知りながら登山することの楽しさを知ることができました。


生物巡検(2) 
〔内容〕
 午前は,各班に分かれ,有機栽培と化学肥料を用いた栽培(慣行栽培)による稲の成長及び水田の生態系について調査しデータを収集する。午後は,収集したデータの分析を行い,その結果から,環境への農業の影響について考える。
〔生徒の感想〕
 有機栽培と慣行栽培との違いについて、巡検の前まではあまりよくわかっていなかったのでいい勉強になりました。そして、栽培方法が違うだけで稲の状態や水田に住む生物などにも大きな違いがでるということを知りました。特に糸ミミズの数は慣行栽培では一桁がほとんどだったのに対し、有機栽培では百匹以上もいたことにとても驚きました。
 最近の農業は、ほとんどが県で決められた範囲内での農薬を使用しているそうですが、農薬を使った栽培は環境に少しでも影響を与えることになるということを知りました。たとえ私たち人間の体には影響がなくても水田に住む生物には影響があるということです。そのような問題をうまく解決することができればもっとより良い農業になると思います。
 午後に行った統計解析は、最初はきちんと結果が出せるのかなど色々と心配していましたが、処理(栽培方法)の差は統計的に有意かを評価することができたのでよかったです。


 
地学巡検
〔内容〕地質年代で新生代第三紀鮮新世とその上位である竜の口層と向山層(広瀬川凝灰岩)の観察と,高温型石英(広瀬川凝灰岩より)と化石(竜の口層より)の採集をする。
 校内での事前学習で地質古生物の基礎を学び,現場では大学の名誉教授の講師から指導を受け,その後質疑応答の講義を受ける。
〔生徒の感想〕
 今回の地学研修で初めて本格的に化石を掘りました。また、向山層という高校から焼河原まで伸びている地層を見ることや、なかなか経験できないことを経験することができました。講師の永廣先生に化石を上手く掘り出す方法を教えていただいたり、化石や地層についての講話をしていただいたり、とてもお世話になりました。永廣先生の講話のなかで1番印象に残っているのは、示準化石になるための条件です。示準化石になるためには、早い進化速度、広い地理的分布、豊富な個体数という条件がなければいけないそうです。珍しすぎると示準化石にはなれないそうです。今回の巡検で学んだことを、今後の授業や地学的な問題に生かしていきたいと思います。

   


物理地学巡検
〔内容〕仙台市天文台にて,大型天体望遠鏡を使用し,天体観測機器の仕組みを理解する。展示室内の各種天体モデルを使い,太陽系や銀河系ついての理解を深め,ケプラーの法則,ニュートンの万有引力の法則に基づき,「地球の重力加速度gを計算により確認」「ケプラーの第三法則の計算による確認」「万有引力の法則を使った各惑星の公転速度の計算による確認」等の課題を行う。また,プラネタリウムを使い,恒星の進化を解説したプログラムによる学習を行う。
〔感想〕
 今回の巡検は事前学習が計算ばかりで大変で、公式の理解に苦しみました。ですが、それを乗り越えたことにより、天文台での展示物の内容もすっと頭で分かることができました。また、ひとみ望遠鏡を見学したり、館内で売られていた宇宙食を食べたりしました。このような様々な経験ができ、有意義な時間を過ごせたと感じました。

研究所訪問
〔内容〕産業技術総合研究所コンパクト化学システム研究センターの施設を見学する。構成する5つのチーム(コンパクトシステムエンジニアリングチーム,触媒反応チーム,ナノボーラス材料チーム,先端機能材料チーム,無機生体機能集積チーム)から,2チームを訪問する。
〔生徒の感想〕
*有機物の合成の実験を見たときに,自分が大学でやってみたかったことの一つだったので,見ていて面白かった。
*(中略)特に超臨界について,もっと調べてみたいと思いました。大学院生のみなさんに勉強のコツを教えていただいたので,それを参考に勉強をがんばりたいと思います。
*すべてがすべて魅力的だった。人類がまだ知らない未知へ通ずる実験だと思うと知的好奇心がくすぐられた。
*普段から目にしている実験器具の作り方は前から気になっていたので,今回の見学で実際に見ることができてよかったと思う。
*実際に研究で使っている顕微鏡やその他の様々な機械を使って,ナノスケールの生体分子の運動などを詳しく見ることができよかったです。


出前授業(数学分野)
講師:筑波大学数理物質系教授 磯崎洋先生題目  「空間」ってどんなもの
 ギリシャ時代には幾何学とは円や三角形などの図形の性質を考えるものでした。立体や円錐曲線、また球面上の三角形等、考える範囲は拡がりましたが、千数百年間、図形を考えるという点は変わりませんでした。その中でユークリッドの「原論」に書かれた平行線の公理の問題が難問として残ってきました。この問題の本質が宇宙の彼方までこめた空間の認識の仕方にあると気付かれ始めたのは19世紀のことです。非ユークリッド幾何学は荒唐無稽として最初は嘲笑の的でした。数学として認められたのは誕生してから30年以上たってからです。そして20世紀になってアインシュタインの相対性理論によって現実の宇宙は非ユークリッド的であることが示されたのです。幾何学と人間の空間認識の歴史についてのお話をします。

〔生徒の感想〕
 今回の講義の内容は正直とても難しかったので,理解するのに結構時間がかかりました。また,初めて耳にする話が多く,ユーグリットの第5公理や三角形の話はとてもおもしろかったです。三角形の内角の和は180°とは限らないことなど,私の中での常識がいくつも覆されたので「もっと知りたい」と思うのと同時に,「やっぱり数学って面白い」という感情が生まれました。
 今回初めてで前講義を受けたが,とてもレベルが高い内容だなと思いながら受けていた。(中略)だが,とても楽しかった。なぜなら,自分たちが今まで当たり前,普通だと思っていたことが通じなかったからだ。

理数科の活動ブログ【更新中!】

生物巡検② 月山に行ってきました!【理数科のブログ】

8月2日(火),一学年理数科生物巡検として,山形県西川町「山形県立自然博物園」に行ってきました。

現地に到着!

 

到着後,ガイドの方々ご指導のもと,自然観察と実習をしました!

40名が7つの班に分かれての実習です。

 

月山信仰についてのお話もいただきました。

最初に,観察の注意をいただきました。

冷たい沢の水を汲んでいる様子です!

途中、このような道も!そして,このトチの木の上の部分は・・・!!

 何と「トチノサウルス」に乗りました!自然の造形に驚きつつ・・・(トチの木です!)

自然観察を十分に満喫し, 戻ってきました!

オタマジャクシ、発見!!

 最後に,ガイドさんによる講義と実習のまとめがありました。

お礼の挨拶をし,月山を後にしました。

 

 

 

生物巡検に行ってきました!

理数科1年生が東北大学大学院農学研究科 川渡フィールドセンターへ

生物分野の野外巡検に行ってきました。

朝 仙台駅に集合し,バスで現地へ!

 当日は あいにくの大雨でした。午後から晴れるかもしれない、と淡い期待を抱きつつ・・・。

センターへ到着後,東北大学農学研究科の田島亮介先生,福田康弘先生より巡検についてのお話をいただきました。

田島先生からは実習について講義をいただきました。

 

 

 

調査に必要な道具を揃えます。

 

 福田先生からは、大学の研究についてのお話もいただきました。

 

 大学院生の方からのお話もありました。

 あいにくの大雨は晴れず。水田での実習は中止となり、屋内での計測となりました。

 稲の株と高さの計測方法を学び、実際に計測しました。

 本当は田んぼの中で行う予定でした。

 ものさしを使っての計測です。

計測したデータをまとめていきます。

 計測データを計算しています。得意な分野です!

お互いにデータを見比べている様子です。

 

 帰り道,田島先生に実習で訪れる予定だった田んぼの様子を説明していただきました。

外の大雨の様子、写真から伝わるでしょうか・・・。

佐々木康成さんが生徒代表あいさつをしました。

「貴重な経験、ありがとうございました!」

 東北大学大学院農学研究科の先生おふたりです。大変お世話になりました。

 

 

 

 

 

プチポスター発表会!【理数科のブログ】

理数科1年生でプチポスター発表会が行われました。

【プチポスター発表会の流れ】

今年度から新たに設定された科目「理数探究基礎」の授業での取組です。

①全員で同じ実験(化学分野・電池)を行う。

②①をもとに、条件を変えたり、など工夫した上で各班毎に実験を行う。

③各班毎に結果をポスターにて発表。

それでは、実際の様子をお伝えしましょう。

こんな感じで、担当教員に向けて班の取組みを発表します。

緊張しながらも、堂々と発表していました。

 発表の後、コメントのやりとりをしている様子です。

コメントのやりとりを通して、新たな視点を得たり、課題に気づいたりします。

教室では、自分たちの発表に備え、ポスターや発表内容の最終チェック!

 もうお気づきかと思いますが、発表している教室はそれぞれ違います。

今回は、4教室に分かれての実施でした。発表時間は質疑応答も含め、一班10分。

 どの教室でも担当の先生はあたたかな目で見守りつつ、学びを深めるコメントがなされていました。

担当教員とコメントのやりとりをしている様子です。

 

発表の合間の笑顔!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

コメントのやりとりを通して深めた学びは、2年時の「課題研究」へとつながっていきます。

理数科ならではの学びです。

課題研究・大学訪問【理数科のブログ】

5月19日(木)、理数科2年生が宮城教育大学にて研究室を訪問し、大学の講義を体験しました!

朝、宮城教育大学に直接集合しました。始まる前の様子です。

本校理数科 今井健文主任より本日のスケジュールについての話を受け、

宮城教育大学 内山哲治教授による、課題研究についての講義を受けました。

科学的・数学的に考察することとはどういうことか、そして、研究内容を発表するとはどういうことか。これから課題研究に取り組むにあたり、大切な考え方や手順について学習する機会となりました。

 

講義後、研究室訪問!こちらは生物の教授の研究室です。

 お話を伺った後、大学4年生の卒業研究について説明を受け、見学しました。

 ウニの研究です!

 

 研究室には、向山高校卒業生の先輩もいました!

 こちらは物理分野の研究室です。超伝導の実験をしています。

 先ほど講義を受けた内山教授の説明を聞いている様子です。

 下の写真は化学実験室の様子です。実験の見学をしました。

 生物の研究室で貴重な材料を見せていただいています!

最後に記念撮影!

皆、良い表情をしていますね。

新しい授業、始まっています!【理数科のブログ】

理数科1年生では今年度から「理数探究基礎」の授業を行っています。

来年(2年次)の「課題研究」につながる取組を一年生のうちから実践しています!

授業の様子をご紹介します。

自分たちでそれぞれ考えた「簡易電池」を作っているところです。

 

真剣そのもの。楽しそうに取り組んでいます!

 

【理数科】令和4年度理数科ガイダンス

向山高校の理数科では,1年生次に全6回の大きな理数科行事を体験します。

その後,2年生では各分野に分かれての「課題研究」に取組み,成果を発表する機会を持ちます。

こうした理数科としての活動への理解を深める機会として,毎年,4月に1年生を対象に「理数科ガイダンス」を実施しています。

今年度は本日,4月27日4校時にガイダンスが行われました。

会場は,本校の合同講義室(通称:合講)

今年入学した理数科1年生が少し緊張した面持ちで座っています。

写真は,学校長の挨拶の様子です。

理数科 今井主任より,理数科の目標と理数科1学年行事についての説明がありました。

 

その後,2年生の理数科の生徒が,前年度の課外活動紹介を行いました!

 月山生物巡検の紹介です。今年度も8月に予定しています。

10月に行われる地学巡検の紹介です。

地学・物理天文学習(1月)の紹介が続きます。

 数学講演会(11月)についての報告の様子です。

資料を見ながら熱心に耳を傾ける1年生。

今年度は,さらに化学研究所訪問(9月),川渡のフィールドセンターでの生物巡検(6月)も予定しています。

(昨年度はコロナウィルス感染予防の観点により中止となりました。)

 

続いて,理数科3年生の登場!

昨年度の「課題研究」の発表です。

生物班による「日照時間がオオクロアリに及ぼす影響」

 

 

物理班による「トライボロジーの世界へようこそ~紙の摩擦から見た社会」

 

いよいよ理数科としての活動が始まります!(後ろから1年生理数科の担任の先生が見守っていますね。)

【理数科】課題研究発表会!

2月3日(木)理数科2年生の課題研究発表会が行われました。

1年生の終わりにグループ分けをし,2年生の春から10ヶ月かけて取り組んできた研究を発表する場です。

発表会後の集合写真。マスク越しでも達成感いっぱい!の良い笑顔が伝わります。

それでは、令和3年度 理数科課題研究発表会をレポートしましょう。

スタートは朝。発表グループ毎に発表資料を提出します。

各自資料を取り、会場となる本校・合同講義室に入ります。

いよいよ発表会の開始です。

学校長、宮城教育大学理科教育講座 内山哲治教授、出口竜作教授が最前列に。

発表会には理数科の1年生と2年生が参加しています。

発表の様子です。

各班の発表の後には活発な質疑応答が!

5分野9班の発表のテーマをご紹介します。

◆化学分野

「pHによる金属の変化」「様々な油によってできる石鹸の洗浄力の比較」「お茶の抗菌作用について」

◆物理分野

「紙の摩擦力に関する研究」

◆地学分野

「クレーター形成における垂直衝突と斜め衝突の比較」

◆生物分野

「イシクラゲの周辺環境による状態の変化」「メダカの品種間による体色変化のしやすさの比較」「日照時間の変化がオオクロアリに及ぼす影響」

◆数学分野

「席替え~愛し合う2人が一緒になる確率~」

全9班が それぞれ10分間の発表、4分間の質疑応答に取り組みました。

次々とあがる質問の手。

 

司会、タイムキーパー等は1年生が担当しました!

今回の発表会を経て、代表に決まった班が3月に行われる県課題研究発表会で発表する予定です。

1年間、毎日実験したり、時間をかけてデータの整理をしたり、校舎が閉まるギリギリの時間まで残って研究のまとめをしたり、と熱心に取り組む理数科の皆さんの姿が校内各所で見られました。

出席いただいた宮城教育大学の先生方からもお褒めの言葉をいただき、実りある発表会となりました。

 

 

 

【理数科】課題研究 ポスター発表会

理数科2年生は、4月から継続して課題研究に取り組んでいます。

10月に中間発表を終え、2月の最終発表に向けて現在、まとめに入っています。

今回は、初の取組「ポスター発表会」に挑戦しました!

会場は体育館。研究成果を示したポスターを前に、発表をしました。

聴衆は理数科の1年生たち。少し緊張した面持ちで2年生の発表に聴き入っていました。

これまで理数科の生徒はスライドを用いた発表を行ってきましたが,聴衆をより身近に感じるポスター発表会に新鮮さを感じた様子でした。

聴衆が身近にいるため,質疑応答も気軽にできる雰囲気でした。

 

聞き手は「良かった!」と思った発表に付箋を貼ることで一票を投じました。

(一人2票入れました。)

 

 写真は「良かった!」という票が入ったポスター。

様々な色、形の付箋で彩られています。

充実した発表会となりました。

今回の発表会を生かし、いよいよ2月の最終発表へ向け、さらに研究をまとめていきます。

【理数科】課題研究中間発表会!

理数科課題研究の中間発表会が行われました。

物理分野1班、化学分野3班、生物分野3班、地学分野1班、数学分野1班が

4月から積み重ねてきた研究成果を発表しました。

理数科 今井主任の開会挨拶。

皆、緊張した面持ちで注意事項に聴き入っていますね。

いよいよ発表です。

 

 

各班の発表に対してたくさんの質問があり、活発な意見交換が繰り広げられました!

 

アリの研究をした班の「ご清聴ありがとうございました」スライド。

最後のスライドまで手を抜かずに、工夫が垣間見えます。

 

終了後、校長先生より講評とアドバイスをいただきました。

続いて、宮城教育大学教授 内山先生より講評をいただきました。

内山先生には毎年、課題研究に際してレポート作成、研究の方法等多くのアドバイスをいただいております。

 

今回発表をした理数科の皆さんは朝早くから学校が閉まるまで、

実験を重ねたり、発表の準備や練習をしたり、という姿が校内の様々な場所で見られました。

 

いよいよ2月が発表会。

本日の中間発表を経て、これからも研究が続きます。

 

 

測量体験が行われました!

2年理数科で恒例の測量体験が行われました!

2名の卒業生を含む約20名の土地家屋測量士の方々に来ていただきました。

場所は本校第二グラウンドです。(普段は男子ソフト部の活動場所です。)

仕事の内容や実際の測量を体験しました。

まずは測量士さんの教えに従い、専門の機器で測量を開始。

 

 

こちらが専門の測量機器です。

自分たちで測ってみます。まさに測量体験。

測量士、作図したものは「ム」!そうです。向山高校のシンボル(校章)の「ム」が完成しました。

 

完成した「ム」の面積を計測中です。

 

完成した「ム」の中心でポーズを決める理数科の担任(卒業生です!)

楽しんでいらっしゃいますね。

プロの方が測量し、完成した「ム」と、自分たちで計測した面積が一致したかどうか・・・。

かなり近い数値だった班もありましたよ。