2014 Fiscal Year Annual Research Report
次世代の理科・化学教育を視野に入れた分子論的な実験教材の開発
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25560081
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| Research Institution | Fukuoka University of Education |
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Principal Investigator |
小杉 健太郎 福岡教育大学, 教育学部, 准教授 (70380376)
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2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 化学教育 / 物理化学教育 / 化学教材開発 / 分子論的アプローチ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
反応速度の教材に関しては、平成25年度には、紫外可視分光光度計を用いて温度制御下でフェノールフタレインの退色反応について測定を行い、その活性化エネルギーを十分な精度で得ることができた。この際に工夫した試料調整方法を用いて、平成26年度には、自作した簡易実験装置を用いて測定を行い、そのデータを紫外可視分光光度計によって得られたものと比較した。その結果、教材として用いるには十分な精度で反応速度定数の測定が行えることを確認することができた。さらに，簡易実験装置用の温度制御可能な試料セルホルダーの設計・製作も行った。完成したセルホルダーを用いて温度制御のテストを行った結果、少なくとも10～80℃の温度領域において、目的の温度から±0.5℃以内に試料を保てることが判った。これを前述した簡易実験装置に組み込むことで、活性化エネルギーの算出までが可能となる。この装置による測定実験を、表計算ソフトウェアを用いるデータ解析や分子論的な解説を含む学習プログラムと組み合わせた教材の学習効果の検証は、今後の研究で取り組みたい。
溶解熱に関する教材については、過去に開発した測定プログラムに対して、平成26年度後半に改良を行い、それまでの温度測定・表示・記録機能に加えて解析機能を追加した。表計算ソフトウェアを用いなくても、フィッティングや溶解熱の算出を行えるようになったため、高校生等に大学の学生実験レベルの溶解熱算出実験を容易に体験させられる教材となった。
平成25年度末から、化学平衡についての教材開発も開始した。教材として適切な実験条件を決定するために塩化コバルトと溶媒である２成分溶液の濃度比、及び、試料温度を変化させて可視スペクトルの測定を行った。しかし、化学平衡の教材開発研究をそれ以上進展させることはできなかった。
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