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愛媛県・済美学園済美高等学校
テーマ『スペースサイエンス -宇宙・地球・生命-』

<全授業を通した指導目標>

「済美サイエンスプロジェクト(SSP)」
宇宙の誕生から,地球環境,生命科学まで,自然科学全般を包括する「スペースサイエンスー宇宙・地球・生命ー」というテーマに沿って学ぶことで自然科学に対する興味関心を一層高めるとともに,主体的に研究活動を行うことで,科学的思考力や問題解決能力を向上させ,進路意識の確立をはかる。

<対象>

高校1・2年生 81名

<期間>

平成18年5月19日~平成19年2月24日
回数(総時間):12回(80時間10分)

<区分>

済美サイエンスプロジェクト

構成表

実施日
時間
形式
人数
授業内容
1
240分
講義
64名
「学芸員の仕事」
見学
鑑賞
愛媛県総合科学博物館 見学
プラネタリウム 鑑賞
2
100分
講義
76名
「宇宙とは何か」
講師:吉川 真(JAXA宇宙科学研究本部
宇宙情報・エネルギー工学研究系 助教授)
支援:浅野 眞
3
100分
講義
81名
「宇宙開発と国際協力」
講師:曽根理嗣(JAXA宇宙科学研究本部
宇宙探査工学研究系 助教授)
支援:浅野 眞・岸 詔子
4
720分


講義
校外実習「久万高原サイエンスキャンプ」
日程説明、講師紹介(10分:7月16日)
「宇宙活動と日本の未来-宇宙時代を生きるキーワード-」
(90分:7月16日)

講師:的川 泰宣(JAXA宇宙教育センター長)
講義
「宇宙と生命」(40分:7月16日)
講師:長沼 毅
(広島大学大学院 生物圏科学研究科
環境循環系制御学専攻 助教授)
久万天文台「天体観測」(30分:7月16日)
ディスカッション
「星空サイエンス(グループごとに分かれて課題研究テーマ探し、講師2人とともにディスカッションを行う)」
(250分:7月16日)
授業
「グループディスカッション(昨夜に続いて課題研究のテーマと今後の作業の計画を話し合う)」
(245分:7月17日)
発表
課題研究の研究テーマをグループ毎に発表した。(55分:7月17日)
支援:浅野 眞、岸 詔子、中村全宏
5
8月7日
180分
講義
実験
「地球環境実習」
講師:三浦工業(株)
6
8月9・10日
480分
講義
実験
「遺伝子組み換え実験実習」
講師:鎌田 博
(筑波大学大学院 生命環境科学研究科 情報生物科学専攻 教授)
7
720分
講義
26名/14名
「簡易落下実験装置を用いた無重力実験」(60分:8月17日)
実験
実験

発表
班ごとに実験を行う。(360分:8月17日)
昨日に引き続き、班ごとに実験を行う。(180分:8月17日
班ごとに実験内容と結果について発表する(120分:8月17日)

講師・支援・講評:高沖宗夫
(JAXA宇宙基幹システム本部
宇宙環境利用センター 主幹研究員)
支援:浅野 眞・横内美朝
8
8月17
18・19日
780分
講義
実験
3名
「極限環境生物実習」
講師:長沼 毅
(広島大学大学院 生物圏科学研究科
環境循環系制御学専攻 助教授)
9
8月26
27・28日
1,040分
講義
実験
3名
「分子生物学実習」
講師:倉光成紀
(大阪大学大学院 理学研究科 生物科学専攻 教授)

講師:吉本和夫
(大阪大学大学院 理学研究科 生物科学専攻 招へい研究員)
10
150分
発表
「課題研究予告発表会」
11
150分
発表
「課題研究中間発表会・アドバイスデー」
アドバイザー:浅野 眞
(JAXA宇宙教育センター 参事)
支援:浅野 眞
12
150分
発表
「平成18年度 SSP 済美サイエンスプロジェクト
スペースサイエンス-宇宙・地球・生命-
課題研究発表会プログラム」
講評:浅野 眞(JAXA宇宙教育センター 参事)
支援:浅野 眞

第1回目/全12回『授業記録シート』

<今回の授業の指導目標>
 愛媛県総合科学博物館を訪れ,各自で興味のある展示をレポートすることで,探究活動の足がかりとする。また,世界最大のプラネタリウムの鑑賞を通して宇宙への興味を持たせる。

時間配分
学習内容
◎教師の活動
△生徒の活動
指導上の留意事項
導入
(5分)
見学の諸注意
◎人員点呼
展開
(230分)
講義「学芸員の仕事」
館内 見学
プラネタリウム 鑑賞
△講義を聞く

△展示物を見てレポートする

△プラネタリウムの鑑賞
学芸員という仕事について,現場の話を伺う。
自然館では「宇宙の創生」コーナー,科学館では「宇宙開発」に注意しながら,様々な観点で展示物を見学する。
ギネスブックにも載っている世界最大のプラネタリウムで鑑賞する。
まとめ
(5分)
点呼
レポートの提出について
◎人員点呼

授業の感想・メモ

  • 小・中学生の時にも愛媛県総合科学博物館を訪れたことがある生徒も多いが,今後の課題研究につながるということもあり,自分の興味のある分野の展示を熱心に見学している生徒が見られた。これまでも遠足でこの博物館を見学したことがあるが,目的を持つことでより意義のある見学となると感じた。来年度はさらに,調べ学習発表も取り入れ,さらに効果的な見学としたい。

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第2回目/全12回『授業記録シート』

<今回の授業の指導目標>
JAXAから専門家を迎え,宇宙の誕生から現在までについての講義を受け,今後各自が課題研究のテーマを見つけていく上で,もととなる宇宙についての概要を知る。

時間配分
学習内容
◎教師の活動
△生徒の活動
指導上の留意事項
導入
(5分)
講師紹介
◎講師紹介
展開
(80分)
「宇宙とは何か」
講師:JAXA宇宙科学研究本部 宇宙情報・エネルギー工学研究系 吉川真助教授
宇宙が誕生してから137億年の歴史についての講義
◎パワーポイントや模型を用いての講義をされた。(講師)

◎講義の記録をした。(教師)

△講義を聞いた。
講義を集中して聞かせる。
まとめ
(15分)
質疑応答
アンケート記入
△講義に対する質問や意見を述べた。

◎それぞれの質問や意見に対して回答や助言を行った。(講師)

△アンケートに記入した。

◎アンケートを回収した。(教師)
積極的に質問や意見あるいは感想を述べさせる。

授業の感想・メモ

  • 「スペースサイエンスー宇宙・地球・生命ー」を大テーマにこれから各自の課題研究のテーマを見つけていくきっかけとなる「宇宙について」の講義では,宇宙が誕生してからこれまでの話と,地球に生命が誕生した謎について話してくださった。137億年という非常に長い期間の話であったが,大変興味深く,身近な自然科学との関係もよく分かったと思う。ただ,生徒の基礎知識が少ないため,消化不足の点があったのが残念であり,来年度は事前に基礎知識を学んでおく必要があると感じた。

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第3回目/全12回『授業記録シート』

<今回の授業の指導目標>
JAXAから専門家を迎え,人類が宇宙を探査するために必要な宇宙基地(国際宇宙ステーション)と,その果たす役割について講義を受けることで,生徒の宇宙への興味関心を一層高める。

時間配分
学習内容
◎教師の活動
△生徒の活動
指導上の留意事項
導入
(5分)
講師紹介
◎講師紹介
展開
(80分)
「宇宙開発と国際協力」
講師:JAXA宇宙科学研究本部 宇宙探査工学研究系 曽根理嗣助教授
国際宇宙ステーションは,人類が宇宙探査をする際の基地となるものであるが,同時に様々な地球探査も行っている。
国際宇宙ステーションは,各国の実験室の集合で出来ており,それぞれの国にそれぞれの役割があると同時に,国際的な協力も不可欠で,協力しあいながら競争しているという一面がある。
◎パワーポイントや模型を用いての講義をされた。(講師)

◎講義の記録をした。(教師)

△講義を聞いた。
講義を集中して聞かせる。
まとめ
(15分)
質疑応答
アンケート記入
△講義に対する質問や意見を述べた。

◎それぞれの質問や意見に対して回答や助言を行った。(講師)

△アンケートに記入した。
◎アンケートを回収した。(教師)
積極的に質問や意見あるいは感想を述べさせる。

授業の感想・メモ

  •  今回は,1年生の文系コースと国際コースの生徒も参加した。
     最後に曽根先生は,ご自身が今の仕事をされるようになったいきさつについて体験談をしてくださった。子供の頃,スペースシャトルの打ち上げられる映像を見て将来は宇宙に係わる仕事をしたいと決心したが,大学で化学を専門にしたため,夢は叶わないと思っていた。ところが,大学生の時にアメリカでスペースシャトルが打ち上げられる現場を見て,打ち上げには物理・化学・生物・地学・数学・・・・などものすごい量の知識や技術が結集しているものであるということを知り,再び猛勉強をして,JAXAに入ったというお話である。このお話は,生徒を勇気づけ,自己の進路設計に主体的に取り組む一助となったと思う。

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第4回目/全12回『授業記録シート』

<今回の授業の指導目標>
 久万高原の天文台での天体観測とJAXA宇宙教育センター長の的川先生、広島大学の長沼助教授の講義やディスカッションを通して9月から実施する課題研究のテーマを探し、その方向性を模索する。

時間配分
学習内容
◎教師の活動
△生徒の活動
指導上の留意事項
第1日目:7月16日(210分)
導入
(10分)
日程説明
講師紹介
◎会場設営
◎日程説明・諸注意
◎講師ほか紹介
△説明を聞く
現地の諸注意をよく守り、安全に努める。
展開
(160分)
「宇宙活動と日本の未来
-宇宙時代を生きるキーワード-」(90分)
講師:JAXA宇宙教育センター長 的川泰宣先生
 宇宙時代の諸研究について
 その歴史とロマンについて

「宇宙と生命」(40分)
講師:広島大学大学院生物圏科学研究科 長沼毅助教授
 宇宙研究と生命の起源について

「天体観測」
(2班に分かれて30分ずつ)
講師:久万高原天文台職員
木星とその衛星を3つ、星雲、星団などを観測
◎パワーポイントを用いての講義をされた。(講師)

◎講義の記録をした。(教師)

△講義を聞いた。

◎天体観測の指導をされた。(講師)
△天体観測をした。
講義を集中して聞かせる。
夜間の移動では特に安全に注意する。
まとめ
(250分)
「星空サイエンス」
 講義に対する質問や、課題研究でしたいテーマに関するフリーディスカッション
△講義に対する質問や意見を述べた。

△1人から5人程度のグループをつくり、課題研究のテーマを話し合った。

◎それぞれの質問や意見に対して回答や助言を行った。
積極的に質問や意見あるいは感想を述べさせる。
第2日目:7月17日(300分)
導入
(5分)
日程説明
◎日程説明・諸注意
△説明を聞く
睡眠時間が少ない生徒もいるので体調管理に注意する。
展開
(240分)
グループディスカッション
 昨夜に続いて課題研究のテーマと今後の作業の計画を話し合う。
△グループ毎に各自の疑問を持ち寄り、課題研究のテーマを話し合った。

◎生徒の質問に回答し、助言を与えた。(講師)
各グループで積極的に議論をさせ、今後の課題研究につなげる。
まとめ
発表
(55分)
課題研究の研究テーマをグループ毎に発表した。
講師からのコメントをいただいた。
△グループで話し合った課題研究のテーマとその内容を発表した。

◎それぞれの発表と全体を通してのに対しコメントをした。(講師)
すべてのグループが課題研究のテーマを発表し、課題研究のスタートとする。

授業の感想・メモ

  • 第1日目:7月16日
     学校からバスで1時間程度の高原にある久万高原天文台とその近くの旅行村でのサイエンスキャンプを実施した。あいにくの天候であったが、夜の天体観測の時間だけ晴れ、全員が木星とその衛星などを観測できたのは非常に幸運であった。JAXAから取材スタッフが大勢来られ、生徒たちも緊張感をもって望むことが出来た。的川先生や長沼先生に直接質問をぶつけることができ、非常に貴重な体験ができたと実感している。普段の活動を実施している学校から場所を変えての活動は、生徒に刺激を与え、フリーディスカッションでは活発に意見が飛び交い、なかには夜中まで議論が白熱したグループもいた。

    第2日目:7月17日
     昨日に続いて、各グループで活発に議論することが出来た。学校で行っているわけではないので疑問や調べたいことはインターネットや書籍で調べることが出来なかったが、すべてJAXAの方々や長沼先生に直接質問することで解決することが出来た。今後は、少し調べるための資料を持参してはどうかと考えた。さらに、今回は、初めての試みだったせいもあり、合宿に行くまでテーマについてあまりよく考えられていない状態だったので、課題が当日の講義の内容に偏りがちになり生徒たちが普段から持っている疑問や知りたいことがうまく課題にならなかったような気がした。来年は合宿までに担任や担当教員が生徒各自の志向性を把握して適切なアドバイスをしておく必要性を感じた。また、発表の際の形式をある程度型にはめ、1日目に話し合ってまとめさせ、翌日に発表と質疑応答という形式にすると内容が練られて良いと感じた。2日間の合宿は生徒の活発な議論がなされたということで成功と位置づけることが出来た。

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第7回目/全12回『授業記録シート』

<今回の授業の指導目標>
 宇宙は、毎日の生活の場である地表とは環境が大きく異なる。その一つが重力(無重力)である。無重力とはどういうものなのか、無重力はどうして生じるのか,無重力の世界ではどのようなことが起こるのか。生徒それぞれが考えた実験器具によりそれを確かめる。参加生徒は「スペース・サイエンス」の中で「宇宙コース」を選んだ生徒であり、今回の授業を通して各自が設けた課題研究のテーマに迫る。

時間配分
学習内容
◎教師の活動
△生徒の活動
指導上の留意事項
導入
(60分)
JAXA宇宙環境利用センターの高沖先生から、無重力とはどういう事なのかを説明され、それを体験、あるいは実験することの面白さや難しさを紹介していただいた。無重力を考えるには、重力が関係している現象を取り上げ、重力が無くなるとその現象がどうなるかを推測すればよい、という分かりやすい説明を受けた。また、今日生徒が行う実験についても説明を受けた。
◎パワーポイントを用いた講義。

△先生の講義を聴く。また、先生からの発問に答える。
授業のねらいや、2日間でする作業の意義を理解させる。
展開
(540分)
 生徒が2人から4人の班を作り、班ごとに無重力の元で生じるどのような現象を観察するか考え、実験器具を作り、無重力が生じる実験装置に入れて実験した。

生徒が行った実験を羅列すると、
(1)台はかりの指標を見る
(2)ペットボトル中の水中に浮かぶスーパーボールと沈んだ鉄球との比較
(3)スポンジの上に置いた質量の異なる物体
(4)鉛直な細い棒に通した互いに反発する磁石、等であった。
◎生徒が考えた実験・観察と器具の製作を、机間巡視してひとつひとつアドバイスした。

◎無重力実験装置の操作をした。その際、無重力実験室の中で起こっていることを撮影した映像を見て、アドバイスを与えた。

◎無重力実験室のカメラから無線で送られてくるデータをコンピュータで処理した。このデータは、後の発表会で使った。

△どのような現象を観察・実験するか相談し、それに必要な器具を製作した。

△作った実験器具を用いて、無重力実験装置で実験し、撮影された映像を見て、器具を改良したり、新たな実験を検討したりした。
撮影された映像を見るポイントを明確にさせる。
安全に留意させる。
全員に参加させる。
まとめ
(120分)
 各班で実験・観察したことを発表し、今後の課題について発表した。それに対して、聴いていた生徒から質問や感想が言われた。
また、講師の高沖先生や浅野先生から指導・講評をいただいた。
その内容は、
(1)全体的には素晴らしいものであった
(2)失敗したと思った実験や他愛のない実験だと思ったものもあったかもしれないが、君たちがやったことは立派なサイエンスです。
△各グループ(班)ごとに、自分達が行った実験について説明し、実験結果を発表した。
また、今後の課題についても説明した。

△発表に対して質問や感想を述べた。

◎それぞれの発表に対して、指導・助言をした。

◎全体の講評をした。
発表を集中して聴かせる。
積極的に質問や意見あるいは感想を述べさせる。

授業の感想・メモ

  •  教員も経験したことのない授業であった。生徒にとって、無重力は、言葉では聞いたことがあり、TV等で宇宙船の中の映像を見たことがあるという程度の理解であったが、重力が無くなることによって様々なことが起こり、それを自分で実験器具を作って確かめるという、もしかすると一生の間でこれが最初で最後の経験をすることができて、とてもよかった。生徒にとって、今回の授業が宇宙に対する新しい視点となり、進路意識の高揚につながったり、自らの課題研究の進展にも大きなはずみとなるのではないかと、期待せずにはいられなかった。
簡易落下実験装置
簡易落下実験装置

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第10回目/全12回『授業記録シート』

<今回の授業の指導目標>
2月24日の課題研究発表に向けて、各グループの課題研究のテーマとその動機、さらに今後の研究を計画してパワーポイントを用いて発表することで、課題研究に向けての内容整理を行うと同時に、発表の経験を積む。

時間配分
学習内容
◎教師の活動
△生徒の活動
指導上の留意事項
導入
(5分)
当日の流れを説明
◎当日の流れを説明する。

△説明を聞く。
初めての発表なので、器具の使用方法や立ち位置なども確認する。
展開
(130分)
課題研究テーマ発表
◎司会進行をする。

◎パソコンでパワーポイントの資料を準備する。

△グループ毎に課題研究のテーマをとその動機や今後の計画についてパワーポイントにまとめたものを発表する。

△他のグループの発表に対し相互評価を行う。

△それぞれの発表に対し、質問やコメントをし、発表者はそれに答える。

◎それぞれの発表に対し、コメントをする。
発表をする態度だけでなく、聞く態度についても指導をする。
1つの発表に対し、1つ以上の質疑応答を行わせる。
まとめ
(15分)
全体へのコメント
◎発表に対する総評を行う。
△総評を聞く。
今回の発表での反省点と今後の改善点を把握させる。

授業の感想・メモ

  •  情報Aの授業で学習したパワーポイントの使い方と、プレゼンテーションの仕方の実践として課題研究のプレゼンテーションを実施している。放課後の補習のため課外活動の時間が少なく、十分な時間がとれなかったが何とか発表にこぎつけることができた。まだまだ、調べた内容が少なくて不十分な点が多いが、今後の発表に期待したい。質疑応答に関しては、自ら手を挙げて意見を発表する生徒もでてくるなど、今後が楽しみである。

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第11回目/全12回『授業記録シート』

<今回の授業の指導目標>
2月24日の課題研究発表に向けて、各グループの課題研究の進捗状況をパワーポイントを用いて発表することで、お互いの研究の様子を把握するとともに、課題研究に向けての内容整理と発表の経験を積む。

時間配分
学習内容
◎教師の活動
△生徒の活動
                 
指導上の留意事項
導入
(5分)
当日の流れを説明
◎当日の流れを説明する。

△説明を聞く。
発表の態度だけでなく、聞く態度についても注意するようにする。
展開
(130分)
課題研究中間発表
◎司会進行をする。

◎パソコンでパワーポイントの資料を準備する。
△グループ毎に課題研究の進捗状況ついてパワーポイントにまとめたものを発表する。

△他のグループの発表に対し相互評価を行う。

△それぞれの発表に対し、質問やコメントをし、発表者はそれに答える。
前回の発表と比較して、相互評価を実施する。
まとめ
(15分)
全体へのコメント
アドバイザー:JAXA宇宙教育センター参事 浅野眞先生
◎発表に対する総評を行う。

△総評を聞く。
今回の発表での反省点と今後の改善点を把握させる。

授業の感想・メモ

  •  前回に続いて、パワーポイントを用いて発表を行った。前回のテーマ発表後、修学旅行や中間考査でなかなか研究をする時間がとれず、グループによって取り組み方に差があり、研究の内容が薄いものや計画が不十分なものもあった。しかし、前回に比べるとスライドの作成にも慣れて、形になってきた。今回は、JAXAの浅野先生をアドバイザーとして迎え、ご指導をいただくことが出来た。浅野先生からいただいたコメントの中には、確かな情報を正確に扱うということ、特に生物分野においては地球46億年の歴史の中でいつの時期の話題をしているのか明確にするということであった。今後の課題研究活動に生かしていきたい。

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第12回目/全12回『授業記録シート』

時間配分
学習内容
展開
(150分)
「課題発表会プログラム」
(1)口頭発表の部
1.惑星探査ロボット
2.無重力-無重力での生活様式-
3.宇宙の秘密-クェーサーって・・・
4.太陽系について-最近の動向-
5.Star Dust Children-星から生まれた生命-
6.石油代替エネルギー-バイオエタノール
7.生物の気候別生息分布
8.Space Travel-宇宙への道のり-
9.火星への移住

(2)ポスター発表の部
1.核融合
2.ブラックホールの-観測方法
3.ブラックホールとゆらぎについて
4.太陽系の惑星
5.生命の起源-パンスペルミア説について-
6.ヒトの進化
7.植物の進化
8.魚類の進化
9.宇宙での食生活

愛媛県・済美学園済美高等学校

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