2021 Fiscal Year Annual Research Report
高校化学における可搬型核磁気共鳴装置の利用促進とＩＣＴ教材開発に関する研究
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19K03080
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| Research Institution | Hyogo University of Teacher Education |
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Principal Investigator |
山口 忠承 兵庫教育大学, 学校教育研究科, 准教授 (60295722)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 小型核磁気共鳴装置 / 有機化合物 / 化学構造 / ICT教材 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
核磁気共鳴装置は有機化合物の化学構造を知るうえで多く利用されている装置である。高校化学教科書において半数以上の教科書で発展事項として掲載されている。この装置は通常研究機関に設置されているため学校現場で活用しにくいが、最近、小型で設置場所を問わない安価な装置が発売され、高校などの学校現場で教卓上に設置して測定の状況を演示しながら測定や解析ができるようになってきている。この装置を用いて海外でも多くの活用例があるが、日本の化学の教科書に基づいた教材が提案できれば高校の授業での活用が期待されるが、このためには生徒に指導する教員の核磁気共鳴装置に関する認知度を上げる必要がある。本研究では、高校の課外活動や教員研修向けに利用できる小型核磁気共鳴装置を活用した実験教材の開発と、実験内容を説明するICT教材の開発を試みた。
研究の成果として、３つの実験教材を開発し実際に教員養成系向けの生徒に対する実践を行った。１つ目は柑橘系の果物からリモネンの抽出を行い核磁気共鳴装置で分析する実験教材である。リモネンの抽出に時間がかかるが、蒸留方法と薬品を扱う上では安全な教材である。２つ目は、高校化学の教科書記載の実験方法を用いて、原料のサリチル酸から生成物のアセチルサリチル酸、同じく生成物のサリチル酸メチルを合成し、核磁気共鳴装置で分析する実験教材である。高校化学で扱われている実験で比較的入手しやすい薬品と器具で実施可能な教材である。３つ目は、発泡ポリスチレンから熱分解によりスチレンを得て、得られたスチレンを核磁気共鳴装置で分析する実験教材である。授業実践の中で核磁気共鳴装置の利用法について学習できることを確認したが、これらの教材開発だけでなく受講者が物質を見分ける手法を個人で考え、機器分析の利点を考える必要があることが判明した。
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