高等学校理科の生物基礎における実施率を向上させるための簡易免疫実験の提案
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19K02742
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 09040:Education on school subjects and primary/secondary education-related
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| Research Institution | Kogakkan University |
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Principal Investigator |
中松 豊 皇學館大学, 教育学部, 教授 (00456617)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥260,000 (Direct Cost: ¥200,000、Indirect Cost: ¥60,000)
Fiscal Year 2020: ¥260,000 (Direct Cost: ¥200,000、Indirect Cost: ¥60,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
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| Keywords | 食作用 / 教材開発 / 昆虫 / 血球 / 高等学校 / 生物基礎 / アワヨトウ / 蛍光インク / in vitro法 |
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| Outline of Research at the Start |
生物基礎において免疫の探求活動の実施率を上げるため以下の研究を進める。1)高校生が直接昆虫に触れなくても実験可能な方法を確立するため、血液の採取とそれを保存する適切な方法を、体液のメラニン化、血球培養の際の培地、培地への添加物と温度の設定などを検討することで確立する。2)食作用をリアルタイムで観察するためには血球を長時間培養しなければならないので、食作用をする確率の高い昆虫の血球の選択、血球の分離方法、培地の選択、培地への添加剤の検討などを行う。3)in vitro実験法によって食作用を起こした血球を固定しSEMによる観察を行う。さらに、無固定観察技術を使って血球が異物を捉える瞬間を観察する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和４年度は以下の結果を得た。令和元年度に開発した「昆虫の血球を使った食作用の観察・実験」の高等学校生物基礎における授業実践について、令和３年度は新型コロナウイルス感染症に伴い実施が制限されたが、令和4年度は規制の緩和により実施規模が若干拡大した。そのため令和４年度は三重県内の高等学校３校12クラスに対して授業を実践し、その内10クラスは新たに開発した蛍光インクとUVライトを用いた簡易蛍光観察を行った（奥村ら、2021）。異物を墨粒から蛍光インクに変更したことで、生徒が自分自身で食作用を示した血球を見つけることが容易になった。また、授業実践は現場の高等学校教員と連携して当研究室で開発した大学生とのティームティーチング方式(以下TT方式)で実施している。この方式は現場の教員もしくは大学生が授業を行い、生徒が実験を行う際にそれぞれを大学生が実験指導・補助する形式である。高校生、教員および大学生に対するアンケート調査の結果から、高校生の学習意欲の向上、教員の授業中の負担軽減、更に大学生は自身の教育指導技術向上に繋がる経験となり、このTT方式は三者にメリットをもたらすことも示された。研究成果は日本理科教育学会第67回東海支部会、日本生物教育学会第107回全国大会、南アフリカ共和国のノースウェスト大学（NWU）にて発表および講義を行った。特に、日本生物教育学会では蛍光インクを用いた簡易蛍光観察のワークショップを行い、参加した高等学校教員に体験してもらう機会を得た。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
令和４年度も新型コロナウイルス蔓延防止対応の結果、出前授業による授業実践が制限されたが、前述の通り三重県内の高等学校３校で出前授業を実施することができたため、蛍光インクを異物として用いた新しい教材に対する高い評価を得ることができた。
しかし界面活性剤を用いての無固定観察技術(Takaku et. al.2013)を用いて、血球の形態観察および食作用の瞬間を捉える走査型電子顕微鏡を用いた教材開発については、血球が小さいため、やはり当初使用予定のtween20では、血球をうまくコーティングできず、食作用を行っている血球を電子顕微鏡でとらえることができなかった。
特に後者の実験は改めて実験計画から見直し、再度実験する必要があると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和５年度の目標は令和４年度で到達できなかった以下の２つの課題について検討を行う。
1）新しく開発した蛍光インクを異物として使った昆虫の血球による食作用の観察の授業実践をさらに行い、より多くのアンケート結果から教材として適正性を問う予定である。－（中松、澤担当）
２）無固定観察技術を使った昆虫の血球表面を被う薄膜について検討を行う。この研究についてはかなり高度な技術を要するので、引き続き研究協力者の名古屋大学の大井氏とともに検討する。－（中松、澤、大井担当）
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Report
(4 results)
Research Products
(24 results)
