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高校化学をより印象深くするための新しい高分子化学教材の探求と開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K00966
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
研究機関愛知教育大学

研究代表者

長 昌史  愛知教育大学, 教育学部, 准教授 (50332721)

研究分担者 中村 洋  京都大学, 工学研究科, 教授 (90243162)
井田 大地  京都大学, 工学研究科, 准教授 (80610518)
吉崎 武尚  京都大学, 国際高等教育院, 特定教授 (90230705)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード高分子化学 / 機能性高分子化合物 / スライム / 吸水性ポリマー / 温度応答性ゲル / 高校化学 / 化学教育 / 化学教材 / 光硬化性樹脂 / 合成高分子化合物 / 高分子化学教材 / 水溶性高分子 / 感熱応答性高分子
研究成果の概要

高校化学で合成高分子化合物の教育・実習に利用できる新しい高分子化学実験教材の探求と開発を行った。具体的には,(1)けん化度の異なるポリビニルアルコールを用いたスライムに関する教材開発,(2)ポリアクリル酸を材料に用いた高吸水性ポリマーの教材開発,(3)様々な色に着色した感熱応答性水溶性高分子[ポリ(N-イソプロピルアクリルアミド)]を用いた温度応答性ゲルの教材開発を行った。それらの化学実験教材を用いた授業実践を実施し,教材としての有効性を確認した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

高校化学で扱う内容の中で,合成高分子化合物は日本の産業や日常の暮らしと非常に密接に関係するものであるが,この単元の教育のために現在利用されている化学実験教材は多くない。本研究では,高校化学で合成高分子化合物の教育・実習に利用できる新しい高分子化学実験教材の探求・開発を行った。スライムや高吸水性ポリマー,温度応答性ゲルといった,高分子化合物に関する化学実験教材の開発を行い,それらの教材としての有効性を実証できた。

報告書

(5件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2021 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 3件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] 様々な色に着色した温度応答性ゲルの作成方法の検討 およびアドバンストサイエンスコースの授業における実践2021

    • 著者名/発表者名
      丹羽 啓太,山本 愛子,水谷 真夢,長 昌史
    • 雑誌名

      愛知教育大学研究報告. 自然科学編

      巻: 70 ページ: 57-63

    • NAID

      120007008261

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Chain flexibility and glass transition temperatures of poly(n-alkyl (meth)acrylate)s: Implications of tacticity and chain dynamics2021

    • 著者名/発表者名
      Li Tianyu、Li Hui、Wang Huiqun、Lu Wei、Osa Masashi、Wang Yangyang、Mays Jimmy、Hong Kunlun
    • 雑誌名

      Polymer

      巻: 213 ページ: 123207-123207

    • DOI

      10.1016/j.polymer.2020.123207

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Effect of microstructure on chain flexibility and glass transition temperature of polybenzofulvene2021

    • 著者名/発表者名
      Wang Huiqun、Wang Weiyu、Lu Wei、Osa Masashi、Kang Nam-Goo、Hong Kunlun、Mays Jimmy
    • 雑誌名

      Polymer

      巻: 212 ページ: 123276-123276

    • DOI

      10.1016/j.polymer.2020.123276

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 高吸水性ポリマーの化学実験教材化の検討2020

    • 著者名/発表者名
      紙谷 拓実 , 古西 泰己 , 山岡 慶亮 , 長 昌史
    • 雑誌名

      愛知教育大学研究報告. 自然科学編

      巻: 69 ページ: 53-61

    • NAID

      120006821738

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] けん化度が異なるポリビニルアルコールを用いたスライムの作成2019

    • 著者名/発表者名
      山本 早紀,西村侑里子,松下 光輝,長 昌史
    • 雑誌名

      化学と教育

      巻: 67 ページ: 374-377

    • NAID

      130007883534

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Difference in dilute aqueous solution behavior between poly(ethylene glycol) and poly(ethylene oxide)2018

    • 著者名/発表者名
      Nakamura Akihisa、Aoki Yutaka、Osa Masashi、Ida Daichi、Yoshizaki Takenao
    • 雑誌名

      Polymer Journal

      巻: 50 号: 3 ページ: 231-237

    • DOI

      10.1038/s41428-017-0010-x

    • NAID

      40021480211

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Solution properties, unperturbed dimensions, and chain flexibility of poly(1-adamantyl acrylate)2017

    • 著者名/発表者名
      Lu Wei、Yin Panchao、Osa Masashi、Wang Weiyu、Kang Nam-Goo、Hong Kunlun、Mays Jimmy W.
    • 雑誌名

      Journal of Polymer Science Part B: Polymer Physics

      巻: 55 号: 20 ページ: 1526-1531

    • DOI

      10.1002/polb.24408

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 様々な色の着いた温度応答性ゲルの作成2020

    • 著者名/発表者名
      長 昌史
    • 学会等名
      日本化学会 第100春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 高校化学をより印象深くするための新しい高分子化学教材の探求と開発2019

    • 著者名/発表者名
      長 昌史
    • 学会等名
      日本化学会東海支部 令和元年度東海地区化学教育討論会 三重大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ケン化度が異なるポリビニルアルコールを用いたスライムの作成2018

    • 著者名/発表者名
      長 昌史
    • 学会等名
      日本化学会 第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 末端に水酸基を持つアクリルアミド系ポリマーの水溶液の曇点の挙動2017

    • 著者名/発表者名
      長 昌史
    • 学会等名
      第66回 高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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