| 研究課題/領域番号 |
21K02877
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分09080:科学教育関連
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
荻野 和子 東北大学, 理学研究科, 客員研究者 (40004353)
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| 研究分担者 |
荻野 博 東北大学, 理学研究科, 名誉教授 (00004292)
渡辺 尚 宮城教育大学, 大学院教育学研究科高度教職実践専攻, 教授 (20756522)
豊田 耕三 東北大学, 理学研究科, 教授 (50217569)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 感染リスク回避 / SDGs / 分子レゴ / インクルーシブ教育 / 電池と電気分解 / ロタキサン / マイクロスケール化学実験 / 感染防止 / マイクロスケール実験 / 化学実験 / 炎色反応 / 分子足場 / マイクロスケールケミストリー / パンデミック |
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| 研究開始時の研究の概要 |
私たちはこれまで、環境問題、エネルギー問題についての主体的な学習のためにMCを開発してきた。本研究では、この実績を活用し、SDGsのいろいろなゴールの理解につながる実験教材を開発する。エネルギー問題、地域環境・地球環境に関する気体や水についての実験教材を研究する。また、環境にやさしい方法で複雑な構造の化合物をつくりだす化学合成のテーマ、SDGsの理念「社会的包摂」につながるインクルーシブ教育も研究することとした。
現在、コロナ禍のため世界的に学校教育が影響を受けている。ＭＣの特徴を生かして感染リスクを劇的に低減できる実験法を研究する。
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| 研究成果の概要 |
1. コロナ禍下での化学実験授業にマイクロスケール実験(MC)を活用すると感染防止につながることを明らかにした。2．肢体不自由生徒のためのMCを開発し、実践した。3．質量測定によるマイクロスケール滴定法を考案した。4．ロタキサンは分子機械を構成する重要な部品の一つである。シクロデキストリン(CDX) に糸通ししたジアミノドデカン(don)の両末端に異なるコバルト(III)錯体をもつロタキサンを合成した。トポロジカル異性体を作り分けることに成功した。5．分子レゴの実験教材を開発した。メチルスルファニル基を有するエチニルベンゾチオフェンのシリカゲル加熱環化法により、種々の誘導体を合成した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
上記の成果は、パンデミックの事態における実験授業の実施を可能にする。肢体不自由生徒のための実験の開発はインクルーシブ教育の進展に大きな貢献をするものである。これらの実験では、マイクロスケール実験（MC)を活用しているが、MCは、省資源、省エネルギーで、環境にやさしく、持続可能社会の概念の教育に有用である。
化学における最先端研究の成果を身近なものとして理解することは教育上極めて重要で本研究の一つの柱である。最先端化学研究の一例として分子機械に利用されているロタキサン、有用な化合物をレゴをくみたてるように合成する分子レゴ例を取り上げることは化学教育に有意義である。
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