2021 Fiscal Year Research-status Report
廃棄物原点処理による大学初年次化学系水環境基礎実験プログラムの構築と教材開発
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20K03285
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| Research Institution | Kobe Gakuin University |
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Principal Investigator |
橘 淳治 神戸学院大学, 共通教育センター, 講師 (10359292)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 廃棄物原点処理 / 大学初年次 / 水環境 / 実験 / カリキュラム / 環境教育 / 教材開発 / 教員養成系大学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
大学初年次の基礎教育は重要であるが，高校の特色化や入試制度の多様化，高大接続教育の未整備により，理科に置いては，大学入学者が理科の総ての科目を履修しておらず，大学教育の障害になっている． 本研究は，これらの課題解決のため，①高大接続と大学専門教育の狭間を埋める環境教育に用いる実験教材と実験法の開発，②廃棄物原点処理に基づく水環境実験法の開発，③水環境教育プログラム開発と大学初年次授業での実証研究と手法の普及啓発を意図して行っている。
①の環境教育に用いる実験教材の開発につては，主に水環境教育，河川教育に重点を置き高校の理科の基礎を付した科目（化学基礎，生物基礎，物理基礎，地学基礎）の履修を前提として，視覚的に捉えることができるものを意図している。 本研究においてまとめた，標準色列法による水の化学分析実験とそのマニュアルによる実証研究をおこなっている。
②の廃棄物原点処理であるが，環境教育の視点から，水環境を化学的な手法により研究する過程で実験廃棄物が生じるが，廃棄物の排出そのものが問題であり，マイクロスケール実験による実験廃棄物の低減と廃棄物を極力出さない，毒性の少ない試薬類の使用や分析法自体の再検討を行っている。
③については，①により実証研究段階の教材と②によるマイクロスケール実験を組み合わせた教材を作成し，実証授業と研究を行っている。
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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
（１）「高大接続と大学専門教育の狭間を埋める環境教育に用いる実験教材と実験法の開発」に関しては，高校の化学基礎，生物基礎，物理基礎，地学基礎の履修を前提として，文系出身者においても，比色分析の基本原理と化学実験の基礎からの指導により分光光度計などの機器類を使わない標準色列法による実験教材を準備とその暫定版マニュアルができた。大学初年次学生を対象としているため，発色や色調の変化など視覚的に捉えやすい実験教材の作成ができた。
（２）「廃棄物原点処理に基づく水環境実験法の開発」に関しては，環境系の学生実験であるため，環境教育の観点から，実験をすることにより廃棄物を出すことは極力避けるべきである。水環境の化学分析には各種の方法があるが，本年度は教育効果を可能な限り落とすことがないレベルでのマイクロスケール実験を考え，その教材とマニュアルが完成した。
（３）「水環境教育プログラム開発と大学初年次授業での実証研究と手法の普及啓発」関しては，前半部分の水環境教育プログラムは，水環境教育，河川教育を大学初年次の理科概論Ⅰおよび概論Ⅱに取り入れたシラバスを作成した。評価の観点も理科的側面と環境教育的側面の両者から行う評価計画を作成した。
本大学初年次学生の生物学概論ならびに協力者の教員養成系大学において，本研究による水環境実験を取り入れた授業の実証研究に入った。
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| Strategy for Future Research Activity |
高校の特色化や入試制度の多様化に伴い，大学入学者の高校理科の履修状況に大きな差が生じており，さらに，高等学校の理系科目における内容の高度化や授業時間不足などから実習があまり行われていない実情がある。そのため，実験・観察などの基礎技術を持たない学生が入学してくる現状がある。そこで，大学の専門課程における授業，研究にスムーズに入れるように，高大接続教育の観点から大学初年次の化学系水環境教育プログラムの構築とその教材作成の必要性と意義は大きい。
化学の基本的な原理と実験手法を基礎から身につけさせ，水環境を化学的に調べるという一つの目的をはっきりとさせ，最終的には水環境を守るというゴールを示すことにより，学生は学習しやすいと考えられる。また，学生の化学に対するハードルを下げる意味でも，可能な限り機器類を使わず，また，発色の強度や色調の変化など視覚的に捉えやすい比色分析が適していると考えられ，それを主軸とした実験法とその教育プログラムの開発を続けると共に，この研究の延長として「生物系水環境実験の開発とその教育プログラム」を行う予定である。
さらに，水環境教育，河川教育の観点から，廃棄物の低減や実験者自身が自前で廃棄物を処理する「廃棄物原点処理」は重要な課題である。
本研究においては，大学初年次化学系実験において，教育効果を保ちながら廃棄物量を減らすマイクロスケール実験の開発のほか，グリーンケミストリーの観点から，実験に用いる試薬や実験方法そのものの変更，また，実験廃棄物を実験者自らが処理する「廃棄物原点処理」を基盤とした実験法の開発を行い，研究成果の社会的還元のため，実験教材，マニュアル，教育プログラムの公開と普及を行う。
さらに，教員養成系大学の理科実験においても効果的であることから，教育系大学との連携研修を進めたい。
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| Causes of Carryover |
消耗品において複数業者の見積を取り，最安値の業者に発注したため予算より安価に購入できたため。
最終年度の実証研究において，教材として使用する実習用品の購入数を増やして研究の充実に充てる。
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