令和５年１２月１６日（土）９：３０～１５：３０　於：福井県教育総合研究所　サイエンスラボ

　第２回わくわく！アドバンス実験講座を行いました。この講座は、理科についてもっと深く学びたい、または実験がしたいと考えている高校生の皆さんを対象とし、科学的な思考力と実験技能の向上を目的としているものです。今回は、福井県内から１１校、７９名の高校生が物理・化学・生物の各講座に分かれて実験を行いました。実験の後はまとめを行い、実験の考察について発表を行いました。

★物理講座「音速測定オシロスコープ」

　物理講座ではデジタルストレージオシロスコープを用いて、様々な測定および実験を行いました。まずはじめに２種類の基本的な電気信号（可変抵抗を含む直流回路の電気信号と、低周波発信器からの交流電気信号）を入力し、電圧値や周期を測定しました。次に、２台の低周波発信器からの交流電気信号をオシロスコープに入力し、リサージュ図形の観察を行いました。その後、おんさからのうなりの音や、自作した笛の音をコンデンサーマイクで電気信号に変換し、オシロスコープでその波形を観察しました。最後に、超音波スピーカー、超音波マイク、オシロスコープを組み合わせて音速の測定を行い、理論値通りの音速を求めることができました。
　参加した生徒からは、「これまで一度も使ったことがなかったオシロスコープという機材を使ってみて、普段目にすることがない『音』というものを視覚を使って視認できてとても新鮮でした。」「理論値と実験で得られた値が近いときがすごく嬉しくて、楽しかったです。」という感想が聞かれました。　

★化学講座「ダニエル電池を探究しよう！」

　はじめに、「ダニエル電池の仕組み」「化学的視点から内部抵抗の要因を考察した場合、非常にたくさんの要因を挙げることができること」を学びました。今回の探究では、数ある要因のうち、硫酸亜鉛（Ⅱ）水溶液の濃度に焦点を当て、その濃度と内部抵抗値の間にどのような関係があるかを見いだし、内部抵抗値が最も小さくなる濃度を見つけることを課題としました。目的達成のためには、闇雲に実験を進めるのではなく、仮説→実験→考察→仮説…といった探究の基本サイクルを回す必要があること、他の要因は変化させてはならないため、徹底した条件制御の下で実験を進める必要があることを確認し、探究を行いました。

　参加した生徒からは、「同じ条件のはずが、班によって異なる結果となることがあって、実験は難しいものだと思った。でも、逆に言えばそういった些細な条件の違いでも結果が変わってくるのが、化学の面白いところだと思った。」「初めてグラフで数値化した実験をしました。グラフでわかりやすくするだけでなく、逆にグラフからヒントを得てある数値を目指すということもでき、そのやり方も勉強になりました。」「今まで、学校では成功する実験しかしたことがなく、失敗の連続に衝撃を受けた。しかし、その分最後の達成感はひとしおだった。失敗ばかりで落ち込んでいた時の、先生方の、これが研究だ、という言葉がとてもかっこよく感じた。班のメンバーとも実験をとおしてたくさん交流できて楽しめたし、もっと実験が好きになった。学校でももっと勉強して、もっと化学の魅力を知りたい。」という感想が聞かれました。

★生物講座「大腸菌の形質転換実験（遺伝子組換え実験）」

　生物講座では、大腸菌の遺伝子を組み換えて形質転換させ、緑色蛍光タンパク質（GFP：Green Fluorescent Protein）を持つ大腸菌を培養する実験を行いました。まず、実験を行う前に、遺伝に関する基礎的な知識事項を学習しました。その後、マイクロピペッターの使い方を色をつけた水で練習し、技能を身につけた上で試料の混合などを行いました。実験は、４２℃のお湯に大腸菌サンプルを入れ、細胞膜を破壊して遺伝子を導入するヒートショック法という方法で行いました。時間管理を正しく行わないと失敗してしまうため、慎重に実験を行いました。最後は、クリーンベンチ内で大腸菌を培地に塗布する作業を行いました。大腸菌に紫外線を当てて蛍光する様子を観察した時は、歓声が上がっていました。

　参加した生徒からは、「最初資料をもらって見てみたとき全然分からなくてどうしようと思ったけれど、説明を聞いたらわかるようになって楽しかったです。他の学校との交流もあって仲良くできて楽しかったです。また行きたいなと思いました。」「今までは理論や原理のみの話だけで、実感が湧きませんでしたが、今回初めて生物系の実験をして、実際に細菌を目の前にして実験すると、その原理や仕組みを理解しながら考察することができたので、とても楽しかったです。サンプルのシャーレを見ると、しっかり蛍光していたので感動しました。」「実験がとても楽しかった。将来このようなことをする仕事に就きたいと思っていたので、今回のこの実験をとおして、明確に、今考えている仕事に就きたいと強く思った。」という感想が聞かれました。

第３回わくわく！アドバンス実験講座は、３月１０日（日）に計画しています。ぜひご参加ください。