福岡県立城南高等学校

スーパーサイエンスハイスクール

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令和元年度
第2学年理数コース 理数ゼミⅠ「先端技術体験講座」事後指導

 11月15日(金)に、先端技術体験講座の事後指導として、九州大学工学部エネルギー科学科の先生方、 TA(ティーチング・アシスタント)の方々に来ていただき、ポスター作成のご指導をしていただきました。

    

    

 場所は城南高校のパソコン室で行いましたが、10時半から約2時間、これまで4回の実習で実験した内容や考察をポスターにまとめていくうえで多くのアドバイスをいただき、大変充実した時間となりました。
生徒たちは、12月と3月の発表会に向けて、教えていただいたことがしっかり伝わる内容にしていこうと、ポスター作りの意気込みを見せていました。

 お忙しい中、計16名もの先生方、TAの方々に来ていただき、ありがとうございました。

  


令和元年度
第2学年理数コース 理数ゼミⅠ「先端技術体験講座」第4回

 10月25日(金)に、九州大学工学部エネルギー科学科の研究室にて、第4回目の実習を行いました。
今日が最後の実習で、集中して取り組んだため14時から17時までの3時間はあっという間でした。
 これから、実験したことや学んだことをポスターにまとめ、12月と3月に発表会を行う予定です。
指導していただいた九州大学の先生方やTA(ティーチング・アシスタント)の方々、またとない貴重な経験をさせていただいて、本当にありがとうございました。


1班 「蛍光X線による元素分析」(担当:伊豫本直子先生) 
      ポスター発表に向けて、第1回から第3回までの実験内容と結果を大学の先生方の指導のもとでまとめました。
  良いポスターを作成し、これまでの取組みが十分伝わるような発表ができるように頑張ります。 

 


2班 「顕微鏡で調べよう! 磁石が示す“花形模様”と原子の配列」(担当:村上恭和先生)
   今までの活動を振り返って、レポートの作成をしました。
   本格的なレポートの作り方はとても難しかったです。
   でも、これからポスター発表に向けて頑張りたいと思います。


 

3班 「熱の伝わりかたと沸騰」(担当:守田幸路先生)
   今日はデータ整理が主な作業で、作成していただいたグラフから沸騰現象の熱の伝わり方について考察しまし 
        た。大学生が学ぶ内容についても多く教えていただき、内容の理解が深まりました。
   4回の実習で学んだことを糧とし、今後のポスター作成へ一層の努力を費やそうと思います。
   九州大学の先生方、TAの方、ありがとうございました。


  
4班 「濡れない砂の秘密を探る」(担当:西堀麻衣子先生)
   今回は、筑紫キャンパスで行う最後の実習で、ポスター作成に向けて具体的なアドバイスをいただくことができまし                 た。これまでの実験の中で生まれた疑問点を1つ1つ解消し、自分たちの中に落とし込むことができました。
   西堀先生と研究室の皆さんに感謝しています。  

 


5班 「電子顕微鏡を使って超強力磁石のミクロ組織を探索しよう」(担当:板倉賢先生)
   研磨した試料を画像処理して、観察しやすくしました。試料を見比べ、磁力を保つ成分であるジスプロジウムが
   含まれているものと含まれていないものの違いを観察し、粒径の大きさなどの影響を考察しました。
   これまでの実験や考察をもとに、ポスター作成を頑張りたいと思います。


 

6班 「電子回折によるナノ構造解析」(担当:斉藤光先生)
   これまでとは違う電子顕微鏡を使わせていただいて、ひずみの観察を行いました。
   この先端技術体験講座で、3つの電子顕微鏡を使わせていただき、貴重な経験をさせていただきました。
   ポスター作成に向けて、頑張りたいと思います。

         


7班 「風力発電機の性能を測ってみよう」(担当:青木俊之先生)
   ミニ風車の羽根を5名の班員全員がそれぞれ切ったり、やすりをかけて薄くしたりなどして、
   どのように変えると効率よく電力が発揮できるかを研究しました。
        風を受ける面積が大きいほど発電効率が良いわけではないので、面白かったです。
   発電効率がよいものを作ることは難しいと思いました。


 

8班 「宇宙線の謎に迫る」(担当:松清修一先生)
   今回は、ポスターづくりに向けた話し合いや、資料収集を行いました。
   これまでの実習内容はとても難しかったので、上手にポスターをまとめることは大変かもしれませんし、
   発表まであまり時間もありませんが、しっかり考察して、分かりやすくまとめや説明ができるように頑張りたいと思
        す。 

  

令和元年度
第2学年理数コース 理数ゼミⅠ「先端技術体験講座」第3回


 9月20日(金)に、九州大学工学部エネルギー科学科の研究室にて、第3回目の実習を行わせていただきました。前回と同様に、9時から16時まで1日かけての実習でした。前回より少し慣れて、積極的に活動することができたようです。実験・実習の結果をポスターにまとめることも視野に入れ、疑問点は質問を行い、理解を深めようと必死に取り組んでいました。

(生徒の声)

1班 「蛍光X線による元素分析」(担当:伊豫本直子先生)
 3回目の実習ということもあり、今回の実習では、自分たちの手で試料を設置し、試料であるルビーやサファイヤに蛍光X線をあて、観察することができました。高校ではできない実験をすることができ、とても有難く興味深く感じました。自分たちが測定したい物質を測定することで、実験に幅を感じとても楽しむことができました。

 

2班 「顕微鏡で調べよう! 磁石が示す“花形模様”と原子の配列」(担当:村上恭和先生)
 様々な種類の顕微鏡を見せてもらい、透過型電子顕微鏡の操作を学びました。観察する試料の見たい内容によって、顕微鏡の種類を使い分けることを学びました。実習の回数を重ねるごとに、顕微鏡のことを少しずつ知ることができるので興味がわきました。

 

3班 「熱の伝わりかたと沸騰」(担当:守田幸路先生)
 今回は、前回行った実験と一部同じ条件になる実験をして、対照実験を行いました。 傷のない金属片と工夫して均一に傷をつけた金属片を異なる温度条件の水に入れて、金属片を加熱、水を沸騰させると、傷の有無により金属片が破断するまでの過程が大きく変わる結果となりました。 次回、これまで測定したデータにどのような関係があるのかを考察することが楽しみです。

 

4班 「濡れない砂の秘密を探る」(担当:西堀麻衣子先生)
 今回は手を動かす場面よりも、頭で考える場面のほうが多くありました。前回行った実験を論理的に説明するとどうなるか、予想値を出し、実験値との差がなぜ生まれるのか、などを考察しました。また、応用を考える時間には西堀先生をはじめ、TAの方や大学生の方と意見を交わすことができ、とても楽しかったです。次回は筑紫キャンパスでの実習が最後になるので、これまで以上に意識を高めて頑張ります。

 

5班 「電子顕微鏡を使って超強力磁石のミクロ組織を探索しよう」(担当:板倉賢先生)
 今回の実験で、私たちは、電子顕微鏡で撮影した映像を解析するための画像の処理の仕方を学びました。普段できない貴重な体験ができて楽しかったです。次回がいよいよ最後の実習なので、精一杯がんばりたいと思います。

 

6班 「電子回折によるナノ構造解析」(担当:斉藤光先生)   
 面心立方格子や体心立方格子における面間隔を計算で求める方法や、金属の展延性のしくみについて学びました。TAの方が分かりやすく丁寧に教えてくださったので、理解することができました。    

 

7班 「風力発電機の性能を測ってみよう」(担当:青木俊之先生)
 今回は前回までの実験で得られたデータを収集し、青木先生に用意していただいた小型風力発電機を1人1つずつ製作しました。3m/s、4m/s、5m/s、6m/sとそれぞれの風速で抵抗を変化させた際の電圧、電力を計測し、風速と最大電力のグラフをそれぞれの発電機ごとに作りました。羽の大きな発電機よりも羽の小さな発電機のほうが、エネルギーの変換率がよかったことが面白かったです。

 

8班 「宇宙線の謎に迫る」(担当:松清修一先生)
 前回は、宇宙線加速の数値実験とオーロラに関する文献調査を行いました。プログラミングについて丁寧に教えていただき、難しかったけれど楽しむことができました。

 

 

令和元年度
第2学年理数コース 理数ゼミⅠ「先端技術体験講座」第2回


 7月12日(金)に、九州大学工学部エネルギー科学科の研究室にて、第2回目の実習を行いました。9時から16時まで1日かけての実習で、講義や実験などを通して貴重な体験をさせていただきました。生徒たちはとても熱心に取り組んでいました。

1班 「蛍光X線による元素分析」(担当:伊豫本直子先生)
 今回私達は蛍光X線を使って実際に自分たちが持ってきた鉛ガラスの元素の組成を調べました。今回の結果から行った考察をしっかり意識し、次回の実験もよりよいものにしていきたいと思います。


2班 「顕微鏡で調べよう! 磁石が示す“花形模様”と原子の配列」(担当:村上恭和先生)
 電子顕微鏡(SEM)を使ってFe-Pt(鉄と白金の合金)とCo-Pt(コバルトと白金の合金)の表面をEBSD(より微小なサブミクロン領域の結晶解析を行うことができる手法)で解析して、磁石の粒子の向きを調べました。
 とても難しい操作でしたが、学ぶことが多く楽しかったです。


3班 「熱の伝わりかたと沸騰」(担当:守田幸路先生)
 自分たちで作成した傷をつけた試験片を使用し、傷の数の違いによる沸騰の変化を調べました。
 試験片をつくる作業が思っていたより難しかったです。前回とはまた違った結果をみることができて、面白かったです。


4班 「濡れない砂の秘密を探る」(担当:西堀麻衣子先生)
 ナノダイヤモンドの表面を加工するという実験を行いました。今回は、いろいろな器具を使って加工するという所までしましたが、次回からは加工する前とした後の性質の違いを考察します。
 また、この技術がどのようなものに応用できるかを検討します。


5班 「電子顕微鏡を使って超強力磁石のミクロ組織を探索しよう」(担当:板倉賢先生)
 今回は試料の研磨とその試料の組織観察を行いました。何度も粗さの違うシートで表面を削り、観察のためにこれほどの準備が必要とは、とても驚きました。
 また、組織観察では走査電子顕微鏡(SEM)と呼ばれるものを使わせてもらいました。普段は見ることのできないミクロの世界を観察することができました。
 とても貴重な体験で、楽しかったです。


6班 「電子回折によるナノ構造解析」(担当:斉藤光先生)
 実際に電子顕微鏡を触らせていただいて、鉄鋼を見ました。
 何も分からない私たちに、丁寧に教えていただいて、楽しく活動できました。


7班 「風力発電機の性能を測ってみよう」(担当:青木俊之先生)
 条件を変えて風の速度を測定したり、風車の抵抗と電力の関係などを調べました。
 抵抗を作ることも初めての経験だったので、楽しかったです。


8班 「宇宙線の謎に迫る」(担当:松清修一先生))
 今回は宇宙線(宇宙にある天然の放射線)について学びました。
 実際に宇宙線の動きの軌跡を観測したり、コンピューターでシュミレーションを行ったりしました。
 普段の高校の授業では絶対に受けられないような非常に興味深い内容です。


 

 

令和元年度
第2学年理数コース 理数ゼミⅠ「先端技術体験講座」第1回


 6月21日(金)に、九州大学工学部エネルギー科学科の研究室にて、第1回目の実習を行わせていただきました。14時から半日の実習でしたが、生徒たちにとっては初めての経験であり、みんな真剣に取り組んでいました。とても密度の濃い時間となりました。

今年度の実習のテーマは以下の通りです。

1班 「蛍光X線による元素分析」(担当:伊豫本直子先生)(量子線物理計測・伊都キャンパス)
2班 「顕微鏡で調べよう! 磁石が示す“花形模様”と原子の配列」(担当:村上恭和先生)(量子線物性工学・伊都キャンパス)
3班 「熱の伝わりかたと沸騰」(担当:守田幸路先生)(核エネルギーシステム・伊都キャンパス)
4班 「濡れない砂の秘密を探る」(担当:西堀麻衣子先生)(電気化学エネルギー材料学・筑紫キャンパス)
5班 「電子顕微鏡を使って超強力磁石のミクロ組織を探索しよう」(担当:板倉賢先生)(固体電子物性学・筑紫キャンパス)
6班 「電子回折によるナノ構造解析」(担当:斉藤光先生)(固体電子物性学教育分野・筑紫キャンパス)
7班 「風力発電機の性能を測ってみよう」(担当:青木俊之先生)(力学エネルギー理工学・伊都キャンパス)
8班 「宇宙線の謎に迫る」(担当:松清修一先生)(環境流体システム学・筑紫キャンパス)


1班 今回の講座では放射線に関する最先端の技術について学びました。
  また、残り3回の講座で行う実験に関しての話し合いを行いました。
   次回からの実験が楽しみです。


2班 磁石の性質・構造・磁区についてのレクチャーをしていただきました。
  偏光顕微鏡によるCo-Pt(コバルトと白金の合金)、Fe-Pt(鉄と白金の合金)の表面の観察を行いました。
  偏光顕微鏡で見た表面の様子はとても興味深いものでした。


3班 熱の伝わり方や沸騰について詳しい講義を受けた後、実験機器の見学をしました。
  実験のデモをしてくださったので、初めての体験も多くとても面白かったです。
  今後の見通しもたち、充実した1日でした。


4班 研究室内の見学と、課題設定に対する講義を受けました。
  難しい内容でしたが、多くの質問をさせていただき、皆理解した状態で臨む事ができそうです。
  実験内容は「人工のダイヤモンドに表面処理をして、天然のダイヤモンドと同じ性質にする」というものです。


5班 今回の実習では、概要説明を受け、電子顕微鏡の見学を行いました。
  電子顕微鏡の中には数億円するものもあると聞き、とても驚きました。
  次回の実習もとても楽しみです。


6班 電子顕微鏡で用いられる電子線が波動性を持つのかを人工的にスリットを作り、実験をしました。
  実験には私たちが見たこともない道具を使って行われ、その度に先生やTAの方が原理や関係式などを教えてくださいました。
  先生方のおかげで理解し、学びを深めることができました。


7班 風洞の起こす風の速さを計測しました。また、風力発電機内の運動エネルギーについて、計算しました。


8班 太陽活動や宇宙放射線についての講義を受けた後、各自で制作した霧箱を用いて、宇宙放射線の観察をしました。
  時間を忘れるほどに面白かったです。


 

 

令和元年度
理数ゼミⅠ「先端技術体験講座」事前指導


令和元年5月10日(金)本校の視聴覚室にて、第2学年理数コースを対象に実施する「先端技術体験講座」の事前指導を行いました。
九州大学大学院工学研究院准教授 劉維先生を講師としてお迎えして、「先端技術体験講座」での講座内容や研究を進めるにあたっての心構え等を講義していただきました。



 生徒たちは熱心に講義内容を聞き、これから1年間を通して行う体験講座に意欲的に取り組む姿勢を見せていました。




 

今年度の「先端技術体験講座」の実施内容詳細は以下の通りです。

【オリエンテーション】5月10日(金)
九州大学から講師をお招きし、各研究室の紹介と各講座(実験実習テーマ)の説明を聞く。この内容を受け、班の決定を行う。

【実験実習「先端技術体験講座」】6月21日(金)、7月12日(金)、9月20日(金)、10月25日(金) 
場所は九州大学筑紫キャンパス、または伊都キャンパス4回の実験実習を終え、班毎に内容のまとめ・関連事項調査・考察を行う。

【データ整理・ポスター作成】
4回の実験実習を終え、各班1枚のポスターにまとめる。

【SSH研究発表会】12月12日(木)
SSH事業の成果として、校内外にむけて代表班が口頭発表を、全班がポスター発表を行う。

【1,2年合同発表会】
3月6日(金)予定(日程の変更あり)全班が校内外にむけてポスター発表を行う。

 

平成30年度先端技術体験講座

 

第2学年理数コースは九州大学大学院総合理工学研究院および工学研究院(筑紫キャンパス・伊都キャンパス)において「先端技術体験講座」を行いました。
 1班4~6名の少人数で8講座に分かれ、大学院の先生方の指導の下、規模の大きい、最新の設備で、実験や実習を体験しました。大学における日程は全4回を計画していましたが、7月には豪雨により途中で実習を切り上げることになってしまいました。しかし、大学の先生方のご好意により夏季休業中に補講を実施していただくことができ、充実した実験・実習となりました。
 年度末には、研究のまとめとして、発表会を実施します。良い発表ができるよう、研究の更なる深化を目指します。

 



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