2022 Fiscal Year Annual Research Report
New Aspects of Microscale Chemistry: Experiments Effective in Promoting Understandings of Modern Chemistry and ESD
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18K02975
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
荻野 和子 東北大学, 理学研究科, 客員研究者 (40004353)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
荻野 博 東北大学, 理学研究科, 名誉教授 (00004292)
渡辺 尚 宮城教育大学, 教育学部, 教授 (20756522)
猿渡 英之 宮城教育大学, 教育学部, 教授 (30221287)
栗山 恭直 山形大学, 理学部, 教授 (50225273)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | マイクロスケール実験 / ESD / SDGs / インクルーシブ教育 / 電池 / 電気分解 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１．前年度に引き続き「持続可能な社会」という概念の理解につながるマイクロスケールケミストリー（MC)教材の開発を行った。とくにエネルギーについての教材を発展させ、エネルギー（化学、電気、力学、光など）とその相互変換を電池・電気分解の実験を通じて実感させるプログラムを組み立てた。また、種々の気体の実験を軸に「温室効果ガス」、「生命と酸素」と関係づける実験を開発した。香川大学教育学部学生対象に2023年1月「電気分解と電池」の実験研修を行った。「ごく少量の試薬なのに大きな爆発に驚く、しかも危険がない」、「興味を惹く」、「短時間でできる」、「感染の危険なしに生徒実験が可能」と受講者全員から肯定的な記述が寄せられた。
２．MCの新しい展開として、インクルーシブ教育をとりあげた。肢体不自由生徒の化学実験は従来極めて限られているがMCの手法を用いると安全に行えることがわかった。今後種々の実験に拡大する必要がある。
３．現行の中学校理科学習指導要領に記載されたダニエル電池の実験方法を検討し、それを発展させた濃淡電池の実験教材を作成した。濃淡電池は1種類の金属を用いて作られる電池で、中高の教科書の範囲外であるが、「2種類の金属があると電池になる」といった単純な理解を越えてより深い理解につながる教材と考えられる。濃淡電池で得られる起電力は小さいが安価なデジタルテスターを用いて測定ができる。この教材を使った授業実践を中学校の教員と共に試みている。
４．化学における最先端研究の成果を身近なものとして理解することは教育上極めて重要で本研究の一つの柱である。最先端化学研究の一例として分子機械に利用されているロタキサンを取り上げた。分子の糸にシクロデキストリンの輪を通し、糸の両端に2種の金属錯体をつけたロタキサンの合成を行った。今後、この結果を教材としてまとめる.
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