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!】

課題研究発表会【理数科のブログ】

理数科全員が関わる最も大きな行事「課題研究発表会」が行われました!

10月の中間発表会、12月のポスター発表会を経て、課題研究の総まとめとしての発表会です。

会場は、本校合同講義室。

会場準備、司会、タイムキーパーは理数科1年生が担当します。

会場後ろにずらりと並んだ発表資料。準備に準備を重ねて作成した努力の結晶です!

校長先生による開会挨拶。

 いよいよ発表です。

 

発表者も、聴いている側も皆真剣です!会場の後ろには発表を見に来た多くの先生たちの姿が!

質疑応答では、1年生からも鋭い質問が出ました!

 

終了後、大学の先生から講評をいただきました。

宮城教育大学 教授 出口竜作先生より

宮城教育大学 教授 内山哲治 先生

 理数科 平塚主任による閉会の挨拶。

最後に記念撮影!本日の主役 理数科2年生です!

理数探究基礎 プチポスター発表会【理数科のブログ】

1年生理数科による「プチポスター発表会」が行われました。

会場は本校多目的室。1年生理数科が班ごとに発表し、お互いに発表を聴き合いました。

1年生の理数科では、これまでの理数探究基礎の学習にもとづき、実験テーマを決めました。

主に教科書に記載されている実験を選んでいます。

班ごとに自由に実験の工夫、課題の設定をし、実験・結果のまとめ・考察を行い、ポスターにまとめました。

参加者のなかには、担任の先生、理科の先生、教頭先生のお姿も。

先生方からの質問(鋭い質問)にも懸命に応じます。

発表に聞き入る後ろ姿たち。質問から、討論に発展している班もありました!

放課後に自主的に活動を重ねた班もあったそうです。

先日参加した2年生の「課題研究ポスター発表会」での学びを生かし、それぞれ分かりやすい発表に努めていました。

2年生での「課題研究」に向けての大きな一歩です!

 

 

ポスター発表会!【理数科のブログ】

理数科恒例の「課題研究ポスター発表会」が行われました!

中間発表会(10月)をもとにポスターを作成し、研究内容をわかりやすく伝えるチャレンジです。

場所は本校体育館。1年、2年、3年生と全学年の理数科が大集合!

全10班分、10枚のポスターが体育館の壁面に貼ってあります。興味のある発表班を選び、発表を聞く方式です。

前半、後半に分けて20分ずつ、交代して発表しました。

「どの班の発表を聴きに行こうかな」体育館内を移動するのは、1年生と3年生。

発表を行う2年生も、自分たちの発表がない時は、他の班の発表を聴きに行きます。

大教室や大ホール(向陵オープンセミナー)での発表とは違い、目の前に集まった、本当に近くにいる聴衆への発表!

会場には、理数科の先生方をはじめ、校長先生、教頭先生、様々な教科の先生が参加されていました。

 

発表を聴く側も真剣です!

1年生は、来年の課題研究を見据えて。3年生は自分たちの課題研究を振り返りながら。

発表者が聴く側とコミュニケーションを取りやすいのもポスター発表の魅力です!

その場で出た疑問、質問に答えながら、まさに対話しながら発表する場面が会場全体で見られました。

質疑応答、というよりは対話で発表内容が深まっていきます。

 

参加者の声より。

1年生「よくこういうテーマを思いつくなぁと感心して見ていました。」「その場で出てくる質問にも答えなければいけないので、しっかりした準備が必要だなと思った。」来年の課題研究のイメージがつかめた、という声も聞こえました。

3年生「昨年の自分たちよりもベースがしっかりしていると思った。基本となる実験をしっかりした上で取り組んでいるのが素晴らしいと思う。」「今年は発表を聴くだけの側。こうして見ているだけの方が余裕があって、発表会を楽しめますね。」

2年生「3年生の先輩方から具体的なアドバイスを聞けて参考になった!」「3年生のアドバイスをいただき、さらに実験をしたくなった!」

3月の発表会に向けてさらに前進する機会となりました。

向山高校の理数科は各学年1クラス。今回のように理数科同士の学年を超えた交流の場が、学びを深めています。

 

 

 

大学教授による数学の授業【理数科のブログ】

理数科1年生を対象に大学教授による出前授業が行われました。

東北工業大学 工学部・電気電子工学科 小林正樹 教授による

「光を利用した生物学や医学の研究~生物の体内時計を見る~ ~微弱な光で肌の健康を探る~」を受講しました。

高校の数学の学習が、将来の研究にどのように生かされるのか...生徒たちは興味津々です!

終了後には、質問も出ました!

受講した理数科1年生の感想は、「専門的内容で、難しかったが、大変面白かった。」でした。

理数科1年生では「理数探究」が始まったばかりです。

研究の奥深さを実感し、自分たちの探究を進める第一歩となりました。

測量体験が行われました【理数科のブログ】

宮城県土地家屋調査士の方々を講師としてお迎えし、測量体験授業が行われました。

参加したのは、理数科2年生(2年5組)です。

はじめに、土地家屋調査士のお仕事紹介と本日の体験内容を説明いただきました。

班に分かれて、体験開始!専門の機会を前にして、真剣そのものです。

グループ毎(全7班)に専門の機械を用いました。

 水平器を用い、座標を取って地面に図形を書いていきます。

担任の木口先生が登場!興味津々な様子に理数科の2年生も喜んでいます。

座標を取り、作図した形は、何と!「向山高校の校章」の「ム」形!

作図とは別に、「自身の体を使って20メートルを測る」取組にも挑戦しました。

歩きながら測ったり、寝転がって測ったり・・・。

並行して、「ム」形作図も進んでいきます。

「ム」形の面積を測り、「正解」に最も近い班が表彰されました!

集合写真です!

季節は秋ですね。

理数科+自然科学部「小学生向け科学実験教室」に参加!

7月の日曜日,本校理数科1、2年生4名と,自然科学部のメンバーがスリーエム仙台科学館にて、

小学生向けの科学実験教室を行いました!

2階第4実験室が向山高校の専用実験室でした。

実験の内容は「アルソミトラをはじめとして種子の散布のさせ方」(植物の種がどのように飛ぶか?のモデル実験)

「ムラサキキャベツを用いたpHによる色の変化」でした!

 

会場は小学生の親子連れで賑わいました!

小学校低学年から高学年まで50~60名が向山高校の実験室に訪れました。

訪れた小学生ひと組ずつと個別に実験を楽しみました!

写真は「種子の散布」の実験の様子です。

種のモデルを折り紙で作っている様子です。

下の写真は、ムラサキキャベツの実験です。

溶液の色が変わる様子を楽しむ小学生(親子)がたくさんいました!

理数科と自然科学部の皆さんは、とても丁寧に指導していました。

参加のメンバーです!

◆理数科 理数委員の皆さん

 ・佐藤希一さん(1年)・百井蓮太郎さん(1年)・乙供尊さん(2年)・本多正樹さん(2年)

◆自然科学部の皆さん

 ・阿部稔紀さん(1年)・大友芳起さん(1年)・板垣智大さん(1年)・戸部善成さん(1年)・早坂泰地さん(1年)・狩野葵さん(2年)・久野竜成さん(3年)・佐藤理来さん(3年)

本企画は、宮城県教育委員会主催「宮城県SSH指定校及び理数科設置校合同発表会」によるものです。

課題研究 大学訪問!【理数科のブログ】

宮城教育大学にて、学問研究の進め方を学んできました。

写真:宮城教育大学 内山哲治 教授(理科教育講座・物理分野)による超伝導の講義の様子。

この日は、内山教授による「課題研究の進め方」講義から始まりました。

 理数科2年5組の生徒たちは、メモを取りながら真剣に学んでいます。

全体講義の後は,課題研究のグループ別に研究室を訪れました。

写真は、出口 竜作教授(生物分野)の研究室です。

クラゲを見せてもらっています。大学生が実験しているところでした。

数学分野のグループは卒論ゼミを見学させていただきました。

大学生の発表の様子です。

最初にご紹介した内山教授の研究室にて。超伝導の実験の様子です。(下の写真)

宮城教育大学1号館の前で集合写真!

初夏の大学にて。良き学びの一日でした。

理数科ガイダンス【理数科のブログ】

本日,1年生理数科40名を対象に理数科の活動と今後の研究への意識を高めるガイダンスが行われました。

恒例の「理数科ガイダンス」です。

 

学校長のあいさつ。

平塚智己 理数科主任からは,理数科の目標,行事についてのお話がありました。 

2年生の理数科の先輩から,昨年の理数科行事の紹介がありました。

生物巡検についての説明(2年生より)

地学巡検について(2年生より)

数学講演会について(2年生より)

 

3年生理数科の生徒(昨年度県の発表会に出場)からは,モデル発表がありました。

写真は物理班「エネルギー変換効率について」

 続いて化学班「生分解プラスチックの分解速度の違い」

 発表後の質疑応答では積極的に手を挙げて質問する一年生の姿もありました!

化学班の3年生との質疑応答も活発でした!

 

一年生の皆さんは理数科としての活動の一歩を歩み始めました。

 

 

 

課題研究発表会【理数科のブログ】

2年生の初めからグループ毎に取り組んできた「課題研究」の総まとめとなる「課題研究発表会」が開催されました!

10月の中間発表会を経て、さらに探究を深めてきました。

 発表会では、全10グループによる発表が行われました。

生物班(3)、地学(1)、物理(2)、化学(3)、数学(1)による研究成果の発表です!

※( )内は班の数です。

学校長の挨拶の様子です。理数科2年生(発表者)、1年生が会場にいます。

発表前、緊張して座る様子です。

発表の様子です。質疑応答も活発に行われました!

自分たちで発表の評価をしながら真剣に臨んでいました。

こうして発表が続いていきます。

内容を深めるような良い質問も出ました!

発表者は2年生。司会と計時を担当したのは1年生です。

 

宮城教育大学の出口竜作 教授、内山哲治 教授より講評をいただきました。

 

 

理数科 今井健文 主任 による閉会の挨拶で終了しました。

 

理数科にとっての一大行事がこの「課題研究発表会」。

発表会を終えた充実の表情をご覧ください!(集合写真)

 

課題研究 ポスター発表会【理数科のブログ】

「課題研究 中間発表会」の内容を踏まえ、新たに作成した研究発表ポスターによる「ポスター発表会」を行いました。

 発表者は理数科2年生(2年5組)の全員。課題研究の班ごとにポスターの前に立ち発表しました。

 

 

参加者は理数科1年生(1年5組)の全員、理数科3年生(3年5組)の全員。

 

向山高校理数科全生徒が参加する発表会は、今年で2年目を迎えました。

発表は前半、後半に分けて行いました。

上の写真は理数科3年生が質問をしているところです。このように質疑応答も活発に行われ、良い学びの機会となりました!

 

全員が「いいね!シール」を持ち、良かった発表のポスターに貼っていきます。

2月にある最終発表に向けてさらに研究をまとめていく予定です。