2020 年度実施状況報告書

生命科学を中心とした先端技術に関する実験教材開発と普及に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号	17K01042
研究機関	高崎健康福祉大学
研究代表者	片山豪高崎健康福祉大学, 人間発達学部, 教授 (60635754)
研究分担者	林秀則愛媛大学, プロテオサイエンスセンター, 教授 (60124682) [辞退]
研究期間 (年度)	2017-04-01 – 2022-03-31
キーワード	教材開発 / 生命科学 / 高等学校 / 細胞骨格
研究実績の概要	高等学校「生物」の教材開発・（2）生命現象と物質（ア）細胞と分子　③生体物質と細胞；蛍光顕微鏡を用いず，学校で使用されている光学顕微鏡における細胞骨格の観察については，アワヨトウ（Mythimna separata）の血液の特にプラズマ細胞において，微小管及びアクチンフィラメントが蛍光観察によって認められたため，微小管は，一次抗体として，alpha Tubulin Monoclonal Antibody (DM1A)，二次抗体として，anti-mouse IgG antibody-HRP conjugateを，アクチンフィラメントは，一次抗体として，Biotin-XX phalloidin，二次抗体として，Streptavidin- HRP Conjugateで標識し，DAB（3,3'-diaminobenzidine）による免疫染色を行った。そして，学校で用いられている光学顕微鏡で観察したところ，微小管及びアクチンフィラメントが観察できた。これに関して，日本生物教育学会全国大会（白鴎;大学，2021)で発表した。同様の実験をカイコ（Bombyx mori）で行ったところ，品種の違いにより，細胞骨格の観察がしやすいものとそうでないものがあった。現在，教材化を計るために観察しやすい品種を探索中である。・「生物」(3) 生物の環境応答 (ア) 動物の反応と行動 ①刺激の受容と反応；昨年の報告では，中学校生命科学教材の開発に位置付けておいたが，実践を中等教育学校の14～17歳の生徒に実践したこと，内容は高等学校の範囲であるので，高等学校の「生物」の教材として位置付けた。この実践について，日本理科教育学会全国大会（岡山大学，2020)で発表し，この内容を「主体的で対話的で深い学びを目指した実験講座の工夫」というテーマで論文（群馬生物，2021）にまとめた。
現在までの達成度 (区分)	現在までの達成度 (区分) 4: 遅れている理由１　生命科学教材の開発（高等学校）：(1)学習指導要領に沿った高等学校生命科学教材の開発については，研究員を雇用する予定で，人員も確保できていたが，コロナ禍のために外部の雇用ができなくなった。(2)先端新規教材については，コロナ禍のために余裕がなく，研究を遂行できなかった。(3)アニメーションを含めた補助的教材については，細胞骨格の観察について共同研究者に依頼したが，コロナ禍のために余裕がなく，手を付けることができなかった。(4)教材の有用性検討については，コロナ禍のために現場に余裕がなく，こちらからの入構も厳しく，有用性の検証ができなかった。２　教員研修講座の調査：本学で行う予定の教員免許講習，依頼されていた教員研修講座がコロナ禍のために相次いで中止となり，調査できなかった。
今後の研究の推進方策	１　生命科学教材の開発（高等学校）：(1)学習指導要領に沿った高等学校生命科学教材の開発については，共同研究者を増やし，基礎研究を進め，教材開発を進める。そして，開発した教材の実用化を図る。(2)先端新規教材については，教材開発可能な専門分野の共同研究者を増やして研究を深める。分担研究者をお願いし，研究の推進に努める。(3) アニメーションを含めた補助的教材ついては，新規教材の完成と同時に共同研究者に補助教材の作成を依頼するとともに，完成したものを実践して評価する。(4)教材の有用性検討については，教材の有用性だけでなく，それを使った児童・生徒による評価表を作成する。新規教材が完成したら，研究協力者の現職教員とともに有用性の検証をしていただく。２　教員研修講座の調査：研究者間のネットワークを活用し，教育センターや大学等で行われている生命科学に関する教員対象の実験研修講座に関する調査を行う。
次年度使用額が生じた理由	１次年度使用額が生じた理由コロナ禍のために全体的に研究が進まず，予算の研究費を使用する必要がなかった。また，謝金や少額の消耗品は別の予算を用いた。そのために本研究費の使用額が少なかった。２使用計画共同研究を行える研究者や現職教員を増やすとともに，研究員を雇い，遅れている「生命科学教材の開発」と「教員研修講座の調査」を進める。