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化学・生物の複合的素材:酵素の教材化と評価

研究課題

研究課題/領域番号 16K00967
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 科学教育
研究機関鳴門教育大学

研究代表者

胸組 虎胤  鳴門教育大学, 大学院学校教育研究科, 教授 (00200246)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2018年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2017年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2016年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード生命 / 粒子(物質) / 消化 / 酵素 / αアミラーゼ / プロテアーゼ / リパーゼ / 理科の教科横断 / 粒子 / α-アミラーゼ / 化学・生物の複合的素材 / 教材化と評価 / 化学と生物 / 洗剤 / 反応 / 化学と生物の境界 / アミラーゼ
研究成果の概要

理科4科目は4概念:エネルギー,粒子(物質),生命,地球のすべてと関連するが,各科目は1概念の構成との印象を与える。複数概念から多面的に考察する教材開発のため,生命と粒子の間に存在する「酵素」の教材利用を提案した。唾液と食器洗い機洗剤のαアミラーゼの反応を比較し,生命と粒子の両方に関わる教材を作った。αアミラーゼの教材を,鳴門教育大学附属中学校での授業に使用し,生物と物質の関係,同じ働きをする酵素でも安定性の違いを認識させられた。リパーゼにより生成するモノグリセリドの類似化合物の①N-ヒドロキシフタルイミド誘導体の開環反応,②塩基性フクシンを利用した方法で可能となった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の成果は概念間に存在する学習項目を各科目から同時に捉え直す基礎になる。
消化は生命の作用としての捉え方が主であったが,消化を行っている物質について反応という捉え方で酵素を用いると,「日々の生活」に関係する物質としても捉えられる教材となる。また,小学校では消化の教材は唾液以外ほとんど知られていないが,消化と同じ作用をする酵素の他の例を学ばせることができる。中学校では,αアミラーゼ,プロテアーゼ,リパーゼが例示されているが,特にリパーゼを扱った教材は知られていない。本研究の結果は酵素には様々なものがあることを実験で確かめられる教材を提供できる。高等学校では定量的実験へと発展可能と考える。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (3件) (うちオープンアクセス 2件、 査読あり 1件) 学会発表 (15件) (うち招待講演 3件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] STEM教育とSTEAM教育―歴史,定義,学問分野統合―2019

    • 著者名/発表者名
      胸組虎胤
    • 雑誌名

      鳴門教育大学研究紀要

      巻: 34 ページ: 58-72

    • NAID

      120006591298

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 理科に関わる教科横断的教材の開発―授業実践への展開可能性―2018

    • 著者名/発表者名
      胸組虎胤
    • 雑誌名

      鳴門教育大学研究紀要

      巻: 33 ページ: 137-151

    • NAID

      120006554140

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Investigating the Hydrolysis of Starch Using α-Amylase Contained in Dishwashing Detergent and Human Saliva2016

    • 著者名/発表者名
      Toratane Munegumi, Masato Inutsuka, and Yukitaka Hayafuji
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Education

      巻: 98 号: 8 ページ: 1401-1405

    • DOI

      10.1021/acs.jchemed.5b00545

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] N-ヒドロキシフタルイミド誘導体を利用したモノグリセリド検出の試み(2PA-015)2019

    • 著者名/発表者名
      成光純哉,立川航紀,廣田将義,胸組虎胤
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会(甲南大学岡本キャンパス・神戸市)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 化学の教科内容を基礎に教科横断的学習を考えると (3E4-14)2019

    • 著者名/発表者名
      胸組虎胤,成光純哉,滝本帆高
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会(甲南大学岡本キャンパス・神戸市)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 教員養成における教科内容学研究―「各教科内容構成」科目の開発―2018

    • 著者名/発表者名
      胸組虎胤
    • 学会等名
      日本教科内容学会第5回大会(椙山女学園大学・名古屋星ヶ丘)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 教科内容学と教科教育学の相違と境界2018

    • 著者名/発表者名
      胸組虎胤
    • 学会等名
      日本教科内容学会第5回大会(椙山女学園大学・名古屋星ヶ丘)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 科学と他教科に跨る複合領域科目 :教科内容学から見ると2018

    • 著者名/発表者名
      胸組虎胤
    • 学会等名
      日本科学教育学会第42回年会(信州大学教育学部・長野市)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 理科の教科内容の体系(3)2017

    • 著者名/発表者名
      胸組虎胤・佐藤勝幸
    • 学会等名
      日本教科内容学会第4回研究大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高等学校化学の教科書記述:「天然アミノ酸はL型である。」の困惑2017

    • 著者名/発表者名
      胸組虎胤
    • 学会等名
      日本科学教育学会第41回年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 胸組虎胤・理科の教科内容の体系(4)2017

    • 著者名/発表者名
      胸組虎胤・佐藤勝幸
    • 学会等名
      日本教科内容学会プロジェクト研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 理科授業で複数文脈を使用する複雑さと多面的見方2017

    • 著者名/発表者名
      胸組虎胤
    • 学会等名
      日本理科教育学会四国支部大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 唾液と洗剤中のα‐アミラーゼの反応比較で消化と酵素の理解を深める実験授業2017

    • 著者名/発表者名
      胸組虎胤、山家泰輔、手束祐太、粟田高明、寺島幸生
    • 学会等名
      日本理科教育学会四国支部大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 理科の教科内容の体系2017

    • 著者名/発表者名
      胸組虎胤
    • 学会等名
      日本教科内容学会第2回プロジェクト研究発表会
    • 発表場所
      奈良教育大学(奈良県奈良市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] STEMおよびSTEAMと教科内容の構成2016

    • 著者名/発表者名
      胸組虎胤
    • 学会等名
      日本教科内容学会第3回研究大会
    • 発表場所
      上越教育大学(新潟県上越市)
    • 年月日
      2016-07-02
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 化学と生物の複合的教材としての酵素の利用2016

    • 著者名/発表者名
      胸組虎胤
    • 学会等名
      日本科学教育学会第40回大会
    • 発表場所
      ホルトホール大分(大分県大分市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 化学と生物の複合的教材:洗剤に含まれるαアミラーゼで何を伝えられるか2016

    • 著者名/発表者名
      胸組虎胤
    • 学会等名
      日本教科教育学会第42回大会
    • 発表場所
      鳴門教育大学(徳島県鳴門市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 理科の教科内容ー自然認識,資質・能力2016

    • 著者名/発表者名
      胸組虎胤・佐藤勝幸
    • 学会等名
      日本教科内容学会第1回プロジェクト研究発表会
    • 発表場所
      聖徳大学(千葉県松戸市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [図書] AI時代を生きる子供のためのSTEAM教育2017

    • 著者名/発表者名
      デビッド・A・スーザ、トム・ピレッキ著(胸組虎胤翻訳)
    • 総ページ数
      262
    • 出版者
      幻冬舎
    • ISBN
      9784344913776
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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