課題研究

理数科では、2年次に「課題研究」に取り組みます。
数学・物理・化学・生物・地学の5つの分野に分かれ、週1時間、1年間のグループ研究をとおして、科学の方法「仮説・実験・検証」を学び、科学的思考力やプレゼンテーションや論文などの表現力を身につけるのが目的です。
理科分野では実験観察する力も身につけます。

 

 

 


 

課題研究

平成29年度「課題研究」

●1年課題研究ガイダンス&ポスター発表 H30.3.16(金)

 3月16日(金)5校時に、理数科1年次を対象にした「課題研究ガイダンス」が行われました。2年次の研究分野を決めるために、数学・物理・化学・生物・地学の5分野の先生方がそれぞれの内容について説明を行い、さらに分野決定までの流れや注意点などに関する説明もありました。
 同日6校時には、1年間「課題研究」を継続してきた2年次生が1年次生に向けてポスター発表を行いました。全20班が各研究の成果を「ポスター」として掲示し、これから分野決定を控える1年生に向け研究の成果などを班ごとに発表し、研究上のアドバイスなども説明しました。
 課題研究の分野決定を控える1年生は理数科の先輩の発表を興味深く聞き、大いに参考にしていたようです。
なお、使用したポスターは本校理科講義室前廊下に掲示されます。
 また、各班の課題研究論文は「論文集」として発行される予定です。

 

●「宮城県高等学校理数科課題研究発表会」H30.3.15(木)

 3月15日(木)、県内に理数科および災害科学科を設置している宮城一高・仙台三高・仙台向山高および多賀城高の4校による「宮城県高等学校理数科課題研究発表会」が仙台市民会館を会場に開催されました。
 本校からは、「雷銀ができない銀鏡反応~配位子をアミノ酸にかえて~」(化学分野)と「四色問題において4色目を最少にする~奇サイクルの利用~」(数学分野)の2班が代表として発表を行いました。
 仙台第三高校は化学・生物分野、仙台向山高校は物理・地学分野、多賀城高校は生物・地学分野の各発表を行いました。どの班も1年間継続してきた研究の成果をわかりやすく提示し、例年以上に活発な質疑応答もなされた充実した発表会でした。
 また、本校2年次の理数委員は会場運営の係を務めました。初めて参加した1年生にとっても、本校の先輩や他校のすぐれた発表は大いに参考になり、これから2年次の研究分野を考えるうえでも貴重な時間となったようです。
なお、当日の発表会資料についてはこちらからご覧ください。(PDFファイル)

【数学班の発表】


○質問も各校から活発に出されました。

生徒の感想

【化学】とても説明がわかりやすく、スライドもクオリティが高いと思った。銀鏡反応についての説明、なぜ塩基性の条件下なのか、という点について、写真やスライドを用いることですごく説得力があり、おもしろかった。(1-7)

【化学】アンモニアの代わりにアミノ酸を用いても銀鏡反応ができ、またアンモニアよりも安全にかつ快適にできることがわかった。スライドもわかりやすく、理解しながら聞くことができた。温度と反応の違いに関係性があるのか気になった。(2-7)

 

【数学】利用した数学の問題を解いたことがあったので、偶サイクル・奇サイクルにとても興味がわいた。また,これを日本地図などに応用したのはおもしろいと思った。(1-6)

 

【数学】すべての発表の中で唯一の数学分野だったので新鮮な感じがして面白いなと思いました。証明できないものもあるのだなと思いました。(1-6) ●全列挙から手順を簡略化したアルゴリズムは3.5721n通りあることがわかった。領域の数をnとするとn2―2通りとなることもわかり、NP困難となってしまったが、とても興味深くわかりやすい研究発表だった。今後応用されていくのが楽しみに感じた。(2-7)

 

 

●「校内課題研究発表会」H30.2.14(水)

 2月14日(水)に、理数科2年次全員が1年間継続して行ってきた「課題研究」の成果をお互いに発表しあう「校内課題研究発表会」が開催されました。
 5分野にわたる20班が指定された時間内で研究成果を発表し、班によってはよく工夫されたプレゼンテーションも行われました。
 講師として宮城教育大学教育学部准教授の渡辺 尚先生をお招きし、各班ごとに質問もまじえながら具体的な講評やご助言をいただきました。渡辺先生のお言葉は今後も様々な場で研究を進めていく2年生にとって大いに励みになりました。
 論文作成およびプレゼンテーション技術においては、東北大学大学院生命科学研究科教授の酒井聡樹先生にもご指導をいただいており、その成果もうかがえる発表も多く見られました。
 なお、当日の発表会資料についてはこちらからご覧ください(PDFファイル)。



【講師の 渡辺 尚 先生】

 

●「課題研究中間発表会」H29.9.11(月)

 9月11日(月)4校時(数学分野は5日(火))に、各班の研究の状況について発表しあう「中間発表会」が開催されました。各研究班が4月の班・テーマ決定から現在までどのような研究を進めてきたか、現状での課題は何か、などについて互いに発表し合いました。
 講師として各分野において専門的な研究をしている大学(高校)の先生方(下記5名)をお迎えし、発表や研究に対する貴重な指導・助言もいただきました。2年次生は、論文作成・2月の全体発表会までにさらにしっかりとした研究を重ねていきます。

 

数学分野 ・東北大学大学院理学研究科数学専攻    准教授 長谷川浩司先生
物理分野 ・東北大学大学院工学研究科応用物理学専攻 教授  佐々木一夫先生
化学分野 ・宮城教育大学理科教育講座        教授  渡辺 尚先生
生物分野 ・宮城教育大学理科教育講座        教授  出口竜作先生
地学分野 ・聖和学園高等学校            副校長 伊藤芳春先生

平成29年度「課題研究」のテーマ

数学分野 ・規則性
・ルービックキューブについて
・音と数学~時代区分と作曲家からみる規則性~
物理分野 ・グラスハープ ~波~
・ダイラタンシーの研究
・イスタンブールのお盆
・光とプリズム
化学分野 銀鏡反応の還元反応について
・オゾン分解の評価
・オゾン分解の反応条件
・鉄をおいしく食べよう!!!!
・温室効果ガスによる地球温暖化の影響
生物分野 ・アリの研究
・乳酸菌の研究
・アームロボでキャッチボール
・視覚の受容と反応
・ホンヤドカリの生殖機構に関する基礎研究(雄班)
・ホンヤドカリの生殖巣(雌班)
・単為生殖における遺伝子的差異の調査
・マルチグラノシの単為生殖の仕組みの解析
地学分野 ・鍾乳石の成長に関する実験的考察
・建物の形における地震と地盤の関係性

●2年課題研究オリエンテーション  H29.4.18(火)

 4月18日(火)4校時に、理数科2年次の「課題研究オリエンテーション」が行われました。最初に理数部長の山田先生から宮城県「科学人材育成事業」で英語による課題研究発表を台湾・台南一中で行ってきた理数科現3年生の紹介があり、その後に窪田先生が今年度の「課題研究」の目標や年間予定などについて説明しました。
 数学・物理・化学・生物・地学の各分野の先生方が自己紹介をして、後半は各分野に分かれて研究班や研究テーマ決めを行いました。
 年度末にしっかりとした発表ができるように、チームワークよくこつこつと研究を進めていきましょう。
 なお、現3年次の研究を紹介するポスターは本校理科講義室前廊下に掲示されています。

 

 

平成28年度 「課題研究」のテーマ

数学分野 ・数独について
・整数論
・あみだくじの利用
物理分野 ・ミルククラウンの形と大きさを調べる
・揺れるコップ内の液体の動き
・音の消化器
・表目張力の研究
化学分野 ・金、銀、銅の鏡をつくろう
・おいしく鉄を食べよう(10円玉ピカピカ大作戦!!)
・人口宝石
・電気分解の性質~陽極における酸化反応~
生物分野 ・糖を用いたアリの採餌行動に関する研究
・ベンケイ草の無性生殖の仕組みを調べる
・単為生殖における遺伝的差異の調査(細胞選別を用いて)
・人間の恒常性
・刺激の受容と反応
・ヤドカリの有性生殖について
・Stylactaria multigranosi の単為生殖の解析
地学分野 ・地質と液状化の起こりやすさの関連性

平成28年度「課題研究」

●1年課題研究ガイダンス&ポスター発表

 3月17日(金)5校時に、理数科1年次を対象にした「課題研究ガイダンス」が行われました。2年次の研究分野を決めるために、数学・物理・化学・生物・地学の5分野の先生方がそれぞれの内容について説明を行い、さらに分野決定までの流れや注意点などに関する説明もありました。
 同日6校時には、1年間「課題研究」を継続してきた2年次生が1年次生に向けてポスター発表を行いました。全19班が各研究の成果を「ポスター」として掲示し、これから分野決定を控える1年生に向け研究の成果などを班ごとに発表しました。
 課題研究の分野決定を控える1年生は理数科の先輩の発表を興味深く聞き、大いに参考にしていたようです。
 なお、使用したポスターは本校理科講義室前廊下に掲示されます。
また、各班の課題研究論文は「論文集」として発行される予定です。

 

 

●「宮城県高等学校理数科課題研究発表会」

 3月3日(金)、県内に理数科および災害科学科を設置している宮城一高・仙台三高・仙台向山高および多賀城高の4校による「宮城県高等学校理数科課題研究発表会」が仙台市民会館を会場に開催されました。
 本校からは、「ミルククラウンが出来る条件をミリンで探る~高さ,粘度に着目して~」(物理分野)と「Stylactaria multigranosiの単為生殖機構の解析」(生物分野)の2班が代表として発表を行いました。
 仙台第三高校は化学・スポーツ科学分野、仙台向山高校は数学・地学分野、多賀城高校は化学分野の各発表を行いました。どの班も1年間継続してきた研究の成果をわかりやすく提示し、活発な質疑応答もなされた充実した発表会でした。
 また、本校2年次の理数委員は司会および計時の係を務め、スムーズな進行をするうえで一役を担いました。初めて参加した1年生にとっても、本校の先輩や他校のすぐれた発表は大いに参考になり、これから2年次の研究分野を考えるうえでも貴重な時間となったようです。
 なお、当日の発表会資料についてはこちらからご覧ください。(PDFファイル)

生徒の感想

【物理】高さによってミリンクラウンの出来が全然違うのがすごいなあと思った。動画やグラフを上手く使っていて視覚的に理解しやすかった。独自で出来栄え点というものをつくり,結果を客観的にとらえていてとてもよいと思いました。(2-6)

【物理】学校でみたときよりも分かりやすく発表の声も大きくてよかったと思う。グラフの説明やミルククラウンの出来栄えを点数化するなどとても分かりやすかった。ミルククラウンは商品のパッケージなどでよく見るので面白かった。(2-7)

【生物】校内発表で既に質問に出ていたが,極体とはそもそも何であるのかをきちんと説明した方がよかったと思う。以前の実験に比べてかなり進んでいたのが印象的だった。発表に熱があり,明瞭な声でスピーチしていたのは特によかった。(2-7)

【生物】Stylactariamultigranosiという単語を初めて聞いた人にも分かる発表だったと思う。声が大きくてすごかった。図などがたくさん使われていてよかったと思う。スライドも見やすくてよかった。(2-7)

 

 

●課題研究中間発表会

 9月13日(火)4校時(生物・地学分野は6日(火))に、各班の研究の状況について発表しあう「中間発表会」が開催されました。各研究班が4月の班・テーマ決定から現在までどのような研究を進めてきたか、現状での課題は何か、などについて互いに発表し合いました。講師として各分野の研究をしている大学の先生方(下記5名)をお迎えし、発表や研究に対する貴重な指導・助言もいただきました。2年次生は、論文作成・2月の全体発表会までにさらにしっかりとした研究を重ねていきます。

 

数学分野 ・東北大学大学院理学研究科数学専攻          准教授 長谷川浩司 先生
物理分野 ・東北大学大学院工学研究科応用物理学専攻       教授  佐々木一夫 先生
化学分野 ・東北大学大学院工学研究科附属超臨界溶媒工学研究センター 准教授 渡邉  賢 先生
生物分野 ・東北大学大学院生命科学研究科            教授  渡辺 正夫 先生
地学分野 ・東北大学大学院工学研究科土木工学専攻        教授  風間 基樹 先生

 

平成27年度 課題研究報告

●校内課題研究発表会

 2月12日(金)1校時から6校時まで、理数科2年次全員が理科講義室の中で集中して、お互いの成果を発表しあう、校内課題研究発表会が開催されました。課題研究発表会では、理数委員が司会・計時係を務め、各研究班が1年間の研究成果を互いに発表し合うと共に、質疑応答の時間においては、質問や感想などが多く出て、活発な発表会となりました。また、講師として宮城教育大学理科教育専攻教授の出口竜作先生をお招きし、具体的な講評をいただきながらこれからも様々な場面で研究を進めていく私たちに、貴重な指針を示していただきました。

 

 

●宮城県高等学校理数科課題研究発表会

 3月3日(木)の午後、県内に理数科を設置している宮城一高、仙台三高および仙台向山高の三校による「理数科課題研究発表会」が宮城県庁2階の講堂を会場に開催されました。本校からは、「コルベ・シュミット法によるサリチル酸合成(化学分野)」と「二通りの箱が折れる展開図~つまみ食いを隠すには…?~(数学分野)」の2班が代表として発表しました。
 他に、仙台第三高校からは「どうやって防ぐ液状化(地学分野)」「DNAの塩基配列からヨモギタマバエの生活史を探る(生物分野)」、仙台向山高校からは「燃料電池の効率~酸と塩基~(化学分野)」「空から物資を届けたい(物理分野)」というテーマの発表があり、検証結果や新発見、有効性についての詳しい説明があり、会場からも活発に質問が飛び交いました。

生徒の感想

研究の目的が明瞭で、仮説も分かり易かった。どうしてそんなに思いつくのかと驚いた。学校の雰囲気もそれぞれ感じられた。(1年)
どの班も実験をしっかり行い、質問にも適切に答えていてすごいと思った。来年先輩方以上の発表ができるよう参考にしたい。(1年)
質問でも私が着目していなかった点について他校の人が聞いていて、いろいろな観点に触れられたのが有意義でした。(2年)
自分たちの発表まではよかったものの、質疑応答に対し、あらかじめどんな質問が来るかをもっともっと考えておけばよかった。(発表者)

 

平成27年度 課題研究のテーマ

数学分野 ・ぬめろん(数当てゲームの必勝パターン)
・ブラックジャックの必勝法を探れ!
・2通りの箱が折れる展開図
物理分野 ・音で火を消す
・輪ゴムの耐久性と伸縮性  
・圧電素子による発電 ~効率よく電気をためる~  
・遊園地のアトラクションにおけるスリルと安全性
化学分野 ・電気分解における陽極の変化
・コルベ・シュミット法によるサリチル酸の合成  
・~おいしいコーヒーの淹れ方~抽出法の確立
生物分野 ・二足歩行について
・Stylactaria multigranoshiの単為生殖機構の解析
・単為生殖における遺伝的差異の調査(細胞選別を用いて)
・アリの採餌行動に関する研究  
・恒常性に関する研究
・線虫に関する研究
地学分野 ・BSアンテナによる太陽フレアの観測  
・積雲と鉛直上昇流に関する研究