理数科の行事

毎年恒例の夏休みに行われる、様々なエネルギーの利活用について最先端の研究を行っている研究施設を訪問してエネルギーについて学ぶ２泊３日の宿泊研修。本年度は１年次・２年次合わせて２０名の理数科生徒が茨城県内にある那珂核融合研究所・高エネルギー加速器研究機構・農研機構（食と農の科学館）・産業技術総合研究所　地質資料館を訪問し、見学・講義・実験などを通して様々な研究にふれてエネルギーに関する多くのことを学ぶことができました。

普段は入ることのできない施設を実際に訪問して研究者の方々から多くの説明を聞くことができ、参加した生徒にとってはいずれも非常に有意義な体験となりました。自然科学への興味関心をより深め、進路選択や日常の勉強への意欲も大いに高まる充実した研修となりました。

２日目の夜には本校卒業生を含む筑波大学の６名の学生さんとの懇談会を行い、大学生活や受験勉強などの貴重なお話を聞くことができました。

【主な研修日程】
８月２日（木）集合・開講式・出発／那珂核融合研究所／筑波大学・鈴木石根教授による講義
８月３日（金）高エネルギー加速器研究機構／中央農業総合研究センター・食と農の科学館／筑波大学の学生との懇談会
８月４日（土）産業技術総合研究所　地質標本館／帰校・閉講式・解散

【訪問先】東北大学大学院生命科学研究科（片平キャンパス）
　　　　　植物生殖遺伝分野研究室　教授：渡辺正夫先生

　本校独自の企画として、最先端の研究をしている研究室を訪問し、高度な施設設備を備えた大学の研究室で実験・実習などの体験ができる「研究室訪問」を行っています。
　今年度は平成30年6月19日（火）に、１年次の「進路講演会（総合的な学習の時間）」や「東北大学　科学者の卵養成講座」などでもご指導をいただいている教授・渡辺正夫先生の研究室を訪問しました。 渡辺先生の研究室では、アブラナ科植物の自家不和合性における分子機構の解明や高等植物の受粉に関わる花粉・柱頭因子の遺伝学的解析などについて、様々な研究材料を用いて高度な分析を行っているとのことです。お忙しい渡辺先生でしたが、短い時間ながら生徒に対して丁寧に説明していただきました。

大学院生の方からも普段は見ることのできない実験機器などの説明もしていただき、高価な機器に実際にふれさせていただくなど、興味深い研究の様子をよく知ることができました。

さらに研究室所属の大学院生や技術員の方々から研究内容の紹介、学生生活の楽しさのお話を聞いたり、進路（受験!?）についてのアドバイスなどをいただいたり、参加生徒にとっては非常に貴重な時間となりました。

渡辺正夫先生、研究室の皆さん、ありがとうございました！

大学の先生を本校にお招きし最先端の研究について紹介していただく本校理数科独自の行事です。
今回の出前授業は「ミヤイチ☆キャンパスⅡ」として３年次に向けた選択科目や進路希望により「情報工学」「生命科学」の２分野に分かれて，国内でも最先端の研究をしているお二人の先生からハイレベルかつ興味深い講義を聞きました。

【情報工学系】
『言葉がわかる人工知能をつくる ～自然言語処理の挑戦～』
○講師：東北大学大学院情報科学研究科システム情報科学専攻・同　工学部電気情報物理工学科
○教授　乾　健太郎　先生
どうすればコンピュータに言葉を「教える」ことができるか、という問いを通じて、『言葉が分かるコンピュータ』を開発する自然言語処理研究の最前線について詳しく講義していただきました。
また、言葉を使いこなす人間の知能の不思議さや人工知能が社会に及ぼす影響など、様々な視点から考えることのできた貴重な講義でした。
さらには本校理数科を卒業し、東北大学大学院情報科学研究科で研究をしている赤間怜奈さん（平成24年度卒）からも研究の様子をお聞きし、理数科の先輩として高校生活や勉強についてのアドバイスもいただきました。

【生命科学系】
『神経生物学入門』
○講師：東北大学大学院生命科学研究科ゲノム継承システム分野
○准教授 小金澤雅之　先生
「神経生物学入門」と題して，神経生物学の基礎基本から最先端のショウジョウバエを用いた本能行動と遺伝子発現の関係について興味深い講義をしていただきました。
求愛行動に関する遺伝子の突然変異体では，雄が雌ではなく，同性の雄に対して求愛行動を取る様子を見て，衝撃を受けました。その様子を見て，遺伝子発現によるニューロン活性化と行動のコントロールが密接に関係しているということを実感することができました。

【生徒の感想より】
○まず「機械が学習すること」とは、というところから入り、とてもわかりやすく面白かった。自動翻訳の進歩などからＡＩの研究は進んだのだなあと思った。普段何げなくつかっているグーグル翻訳に対し、これまで不自然だなあと思っていたことも、以前よりはかなり進歩したのだと知り、これまでの研究のスピードで発達していくとしたらさらに便利になるのだろうと思う。私自身、今回の講義を受けるまでＡＩに対していくつか誤解していたこともあり、ＡＩの「リアル」を知ることができてＡＩに対する興味がさらにわいた。いつかＡＩが私たちの「常識」を身につけて、私たちの生活にもっと身近なものになったら、私たちの生活に変化は生じるのか、そこからさらに世の中の常識にも変化は生まれるのか、ということが気になった。（２－７女子）

●私は生命科学分野の遺伝子学に興味があったので神経生物学という分野について学べてとても楽しかったです。同じ種のショウジョウバエでもたった１つの遺伝子がこわれてしまっただけでも見た目や行動において大きな変化を生み出すということを知ることができてよかったです。特に、fruitlessタンパク質によって温度や光の影響でもひとりでに求愛行動をしたり、同性同士で求愛行動をしたり、雌にＰ１ニューロンをもたせると雌に向かって雄型の求愛行動をするという結果の動画はかなり衝撃的でした。動画が多くあったことでとてもわかりやすく、生命科学・遺伝学についてさらに興味をもつことができました。とても有意義で面白かったです！！（２－６女子）

　４月１１日（水）、理科講義室において１年次の「理数科オリエンテーション」が行われました。前の時間に行事もあったため予定よりも短い時間になってしまいましたが、理数科に入学した６・７組の生徒８０名が集まり、理数科生としての意識と自覚を改めてもつ機会となりました。
最初に理数部長の山田先生から「宮一理数科には、自分の力を広げ伸ばす『場』が多くある。主体的にどんどんチャレンジしてほしい」というあいさつがあり、続いて鈴木先生から本校理数科の目標や教育課程の特徴、理数科独自の特色ある行事や企画についての簡単な説明がなされました。


　

【訪問先】仙台うみの杜水族館

本校独自の企画として、大学の研究室や様々な研究を行っている施設を訪問して講義の受講・質問・見学などをする「研究室訪問」を行っています。
今年度２回目の今回は3月27日（火）に，１年次の「プロフェッショナルトーク＠理数科」でもご指導をいただいた荒川美緒先生の御協力により仙台うみの杜水族館を訪問しました。 まず，研究職員の大谷さんから松島湾に生息するサンゴタツの生態についての学術的な講義をしていただきました。続いて荒川さんから水族館の意義や職員の業務について、また研究を続けているクラゲの生態についての講義を受けました。
さらに、普段は見ることのできない水族館の「バックヤード」も特別に見学させていただきました。ちょうど27日から観覧できるようになったスナメリをはじめ多くの水生生物の生態について学ぶことができ、水族館の社会的意義についても理解でき、参加した生徒にとっては非常に貴重で有意義な機会でした。

　【生徒の感想より】
○今回初めて仙台うみの杜水族館に行くことができ、またバックヤードまで見学することができ、とてもよい経験になりました。講義①の大谷さんのサンゴタツの研究のお話を聞き、この宮城県にもタツノオトシゴが生息していることを知り驚きました。また、メスがオスの育児嚢を目で見てペアをつくっていることや、繁殖期が５～８月であることなど、２年次から始まる「課題研究」に活用できそうなお話もきくことができよかったです。講義②の荒川さんのお話では、水族館での仕事や役割などを詳しく聞くことができ、またクラゲの受精についてのお話を聞けてよかったです。バックヤード見学では、大水槽やイロワケイルカのプールが屋外にあることに驚き、獣医さんの仕事も少

し見ることができたり標本をつくったりエサを用意しているところを見たりすることもできました。今回の訪問はとてもよい体験になりました。（１－７女子）
○今回の水族館での講義や見学を通して水族館の仕事内容や施設設備について深く知ることが出来た。講義では水族館での仕事が接客や飼育生物の世話だけでなく環境調査や生物研究が含まれていることを知り驚いた。特に大谷さんの講義でのサンゴタツの繁殖についてが印象に残った。見学では、水族館の裏側の大変さを感じた。日々多くの水槽の手入れや世話だけでなく病気の生き物の治療、死んでしまった生物の解剖を通して死因を特定まで行っていることを知り、とても驚いた。そして、この見学で特に印象に残ったのは職員の皆さんの知識の多さである。自分の担当外の生き物のことであっても把握しているだけでなく、どんな質問にも素早く答えてくれる。また、その職員が何十年も水族館に勤めてきたベテランというわけでは　
なく、また勤め始めて数年だということにも驚いた。
これらのことを今回の講義・見学を通して知り、水族館の飼育員という職についてとても興味をもった。（２－７男子）

　理数科恒例のＬＨＲ企画として、自然科学に関連した分野での研究を現在の職業に生かし、各分野の「プロ」として社会において大いに活躍している４名の方を講師としてお招きしました。

　講師の先生方には、実際の仕事の内容ややりがい，関連する仕事に就くために必要なことや今後の「夢」などを熱く語っていただき、さらには生徒の質問もまじえながらの「トーク」を行っていただきました。
　また、本校の卒業生の方からは、母校での高校時代の貴重なお話や進路を決める上でアドバイスなども聞くことができたようです。
　理数科の１年生は自分の進路選択に近い分野を希望・聴講し，職業（働くということ）への理解を深め職業観・進路意識を高めるとともに，自らの進路や学習への姿勢などについて改めて考える貴重な時間となりました。
　日々充実したお仕事を続けている講師の先生方、お忙しいところ素敵なお話をいただき本当にありがとうございました。

（写真左から）
【薬学分野】大塚製薬株式会社 人事部　出来加奈子氏(左上)
【生物分野】仙台うみの杜水族館　魚類チーム　荒川美緒氏（※本校卒業生）（右上）
【情報通信分野】株式会社ＮＴＴドコモ東北支社 金田直子氏(※本校卒業生)（左下）
【都市工学（公共交通活用）分野】仙台市都市整備局　田原香織氏（右下）

【生徒の感想より】
●〔薬学〕私は将来薬剤師になり，調剤薬局で働きたいと思っています。その中で今回の先生のおはなしを聞いて印象に残った言葉が２つあります。１つ目は「自分の強みは何かを見つける」という言葉です。私は自分で自分の強みが分かりません。自分の弱みなら多く見つけることができます。なので自分の弱みを見つけるのも大切ですが，それ以上に親や友人，クラスメイトなどに聞いたり自分自身でも強みを多く見つけようと思います。２つ目は「時間を大切にする」という言葉です。今，私は当たり前のようにほぼ毎日学校へ通い，放課後は部活をし，友人と会話をしています。この時間を今まで何も思わず，ただ普通に過ごしたことを後悔しました。１つ１つの出来事，やることに意味があることを忘れかけていました。ことわざで「ちりも積もれば山となる」という言葉があります。その言葉のように努力や発見を小さな事でもこつこつ積み上げていこうと思います。〔７組〕

○〔生物〕自分の大好きなこと，やりたいことを仕事としていることが，本当にすごいなと思いました。その夢を叶えるために諦めず意志を貫き通す荒川さんがとてもカッコいいなと思いました。私は理数科に入ったものの，やりたいことが明確でなく，理系からもっとそれたものにも，多くの興味があり，進路についてとても悩んでいたので，荒川先生の「進路が決まっていなくても，焦ることはない。でも，今のうちから勉強すること・調べることをしておくと，選択肢が広がる。そして自分の中核になるキーワードを決める。」というお話を聞き，今たくさん勉強し，今のうちにたくさんのキーワードを集められたらなと思いました。〔７組〕

●〔情報〕ドコモの会社のことについて詳しく話を聞いてとても良い時間でした。たくさんの未来の可能性がある私たちには選択がたくさんあるので，多くのことに興味をもって良い進路を歩んでいきたいと思いました。信念を持って進められるという資質に心を打たれました。金田さんも進路に色々と悩んだらしいので，安心しました。本当に今回の講話を聞けて良かったです。〔６組〕

○〔都市工学〕今回のﾌﾟﾛﾌｪｯｼｮﾅﾙﾄｰｸで，少し建築に興味を持ちました。自分はまだ工学部のどの科に行きたいかは決まっていませんが，建築も視野に入れたいと思いました。写真を見せてもらい，すごくいいと感じました。後半で話してもらった交通整備の話が詳しくて分かりやすかったです。「仙台スマート」などの企画で駅のバリアフリー化などの話がすごく楽しかったです。自分はよく移動するとき車を利用しているので，少し節約してみようかなと思いました。これからも素晴らしいトークをしてほしいと思いました。ありがとうございました。〔６組〕

　『なぜコンピュータは速いのか？～数学が支えるアルゴリズムのパワー～』
　　講師：東北大学大学院情報科学研究科　准教授　伊藤健洋先生

　コンピュータの動作を決めている「アルゴリズム」は，計算機システムが正しく，高速に動作するための重要な鍵を握っています。本講義では，数学を道具として使うアルゴリズム開発の基礎理論から最先端の応用などの研究開発を紹介して下さいました。

　『なぜコンピュータは速いのか？～数学が支えるアルゴリズムのパワー～』
　（数学・情報分野）
　●講師：東北大学大学院情報科学研究科　准教授　伊藤健洋先生

　コンピュータの動作を決定する「アルゴリズム」は、計算機システムが正しくかつ高速に動作するための重要な鍵を握っています。今回の講義では，数学を道具として使うアルゴリズム開発の基礎理論から最先端の応用などの研究開発を紹介して下さいました。
　講義の中では社会の様々な場で活用されている人工知能（ＡＩ）研究の状況、ビッグデータの活用など現代における多彩な問題についても詳しく説明していただき、gale-Shapleyアルゴリズムを適用して安定した「マッチング」を求める演習など実際に生徒が考えてみる時間もあり、楽しくかつ奥深い数学の世界にふれることができました。

【生徒の感想】
○「アルゴリズム」という言葉は何回か聞いたことがあったがその本質はわからないでいた。それは自律したコンピュータに含まれるもので、それがないとコンピュータは”置物化”するものだと知った。機械がテーブルゲームで人間に打ち勝ったことがあったが、人間がプレイするようなゲームは苦手とするのは、「東ロボくん」が国語・英語が苦手なのと同じで、常識が欠落しているからなのでは、と考えた。また、gale-shapleyのアルゴリズムは常に最適解を導き出すことも高校数学で証明されていて理解することができた。講義のタイトルは物理っぽくて自分には苦手な分野かと思ったが、スルスルと頭に入ってくる面白さがあった。（６組男子）
●アルゴリズムはコンピュータに命令を出すだけのイメージでしたが、マッチングなどの作業もすることができるのはとても驚きました。Gale-shapleyアルゴリズムは実際にやってみて楽しかったし、わかりやすかったです。数学の研究は何をしているのかあまり想像できなかったけれど、医師臨床研修マッチングなどに使われるような実用的でおもしろいものもあることを知ることができました。また、「正しさの証明」など、高校でやっている数学は社会でも役に立つ部分があることを知ることができてよかったです。（６組女子）

　『進化の島，冒険の島，闘いの島：海洋系の生態系』
　　講師：東北大学東北アジア研究センター地域生態研究分野　教授　千葉聡先生

　　千葉先生のご専門は動物生態学や保全生物学などで，様々な生態系において生物　
　多様性の創出，維持機構の解明という基礎研究や，生態系管理や外来種の影響緩和
　希少種保全という応用テーマに取り組まれています。今回は東洋のガラパゴスとい
　われる小笠原諸島の生態系についてお話して下さいました。

【講師】東北大学大学院理学研究科・理学部附属
　　　　　地震・噴火予知研究観測センター　教授　松澤　暢 先生
【演題】『地震と噴火－なぜ、どのようにして起こるのか－』

　１２月４日（月）５・６校時に１年次生を対象にした「理数科講演会」を実施しまし
た。今回は社会的にも大きな関心を集めている地震・噴火のメカニズムについて専門的
に研究していらっしゃる東北大学の松澤暢先生をお招きして、わかりやすく講義してい
ただきました。
　平成２３年の「東北地方太平洋沖地震」発生の原因から、昨年発生した熊本での大地
震の様子、また利府-長町活断層や蔵王での火山活動などについても科学的な観点から分析・解説していただきました。私たちの身近にある自然に関わる最先端の研究について理解できた、実に興味深い講義でした。
　生徒からの質問も活発に出され、講義が終わってからも個別にお話を聞きにくる生徒が多くみられました。

　【生徒の感想より】
　○地震予知に関しては以前から興味があったが，今回の講演を聴いて予知の難しさ　
　を知ると同時に様々な分析の仕方があり，それらを組み合わされることで何が新し
　いことが見えてくるかもしれないと思い，とても興味深くなった。
　○宮城に住んでいる私たちにとって，地震は当たり前に起こるもの・日常的にある
　ものとして過ごしていたが，今回の講演で改めて地震の正しい知識を身につけるこ
　とができた。(中略)そもそも，地震というのは急激なすべりによる地面（断層）の
　ずれで，テレビでよくみる地面がはねかえるというのではなく，どれくらいの大き
　さのものがどのくらいずれて進んだかが揺れに比例するということを理解した。また，「近い過去」に「繰り返し」「活動」していて将来も「活動」すると考えられる「活断層」が，自分の住んでいる地域にもあり驚いた。火山においては「噴火警戒レベル」によりどのくらいの人がどうやって避難すべきなのかを示すことで市民を危険から守ることができる。図を見ただけで，どの山がどうなっているのかを把握できる松澤暢先生は様々なものを見比べ研究し知識を深めていったのだと興味をもち，私も深く探っていき研究してみたいと思った。