• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2013 年度 実績報告書

見えない現象を観ることに挑戦する「化学反応とエネルギー」に関する新規実験教材開発

研究課題

研究課題/領域番号 22500797
研究機関北海道教育大学

研究代表者

田口 哲  北海道教育大学, 教育学部, 教授 (60281862)

研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2014-03-31
キーワード科学教育 / 化学教育 / 理科教育 / 教員養成 / エネルギー
研究概要

新学習指導要領下の化学教育では,「粒子」を基本的概念の柱として,小・中・高等学校を通じて内容の系統化が図られているが,これが有効に機能するには,教員自身が直接見えない気体を実感を持って物質として認識している必要がある。この点に関して,本研究を進める上で新たに課題になった教員を目指す学生の物質認識(原子・分子の存在認識)を深める実験教材を開発した。具体的には,ディスポーザブルシリンジ・ガラスシリンジ・ルアーストプコック等を用いて,小型ボンベ中の未知の気体を同定できる簡便な教材を開発し,本学学部の化学基礎実験で実践を行い,本研究で開発した教材の有効性を確認した。
加えて,「化学エネルギーと熱エネルギーの相互変換」「化学反応とエントロピー」に関わって,電解質の水への溶解に伴う温度変化が「吸熱」(塩化アンモニウム,硝酸アンモニウム)の場合と「発熱」の場合(塩化リチウム,水酸化ナトリウム)とがあることを対比的に提示する実験を開発した。これによって,両者ともイオン結晶(かつ陰イオンの塩化物は両者に共通)であるにも関わらず,なぜ「吸熱」の場合と「発熱」の場合があるのかを,陽イオン―陰イオン間のイオン結合の解離(吸熱プロセス)だけでなく,解離したイオンの水和で放出される熱エネルギーの違い(塩化物イオンは共通しているので,イオン半径の大きなアンモニウムイオンと小さなリチウムイオンとにおける水和エネルギーの違い)の点から実践的に考察させた。この際,イオンの水和過程だけを示す実験は不可能であるので,水和過程は発熱過程であることをシリカゲルへの水の吸着に伴う温度変化から認識させた。また本教材を,この過程に伴うエントロピー変化の考察へと発展させた。
さらに,市販の化学電池等を用いた化学エネルギーと電気エネルギーの相互変換(電気化学)に関する実験教材も開発した。

現在までの達成度 (区分)
理由

25年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2013 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] 条件制御下での食塩水滴からの結晶析出観察用顕微鏡システムの製作2013

    • 著者名/発表者名
      田口 哲, 佐藤久典
    • 雑誌名

      化学と教育

      巻: 61 ページ: 250-253

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Formation of zinc-oxianion complex adlayer by underpotential deposition of Zn on Au(111) electrode: preferential formation of zinc monohydrogen phosphate complex in weakly acidic solutions.2013

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Taguchi, Masanari Kondo, Hiroki Mori, and Akiko Aramata
    • 雑誌名

      Electrochimica Acta

      巻: 111 ページ: 642-655

    • DOI

      10.1016/j.electacta.2013.07.217

    • 査読あり
  • [学会発表] 粒子概念を教えられる教師をどう育てるか(シンポジウム:新学習指導要領を考える2 粒子概念をどう教えるかー小中高を貫く粒子概念の系統的指導のあり方ー 講演・シンポジスト)

    • 著者名/発表者名
      田口 哲
    • 学会等名
      日本理科教育学会第63回全国大会
    • 発表場所
      北海道大学札幌キャンパス 高等教育推進機構
  • [学会発表] 過塩素酸水溶液中のAg/Pt(111)電極上での硝酸イオン還元

    • 著者名/発表者名
      渕上 哲, 田口 哲
    • 学会等名
      化学系学協会北海道支部2014年冬季研究発表会
    • 発表場所
      北海道大学札幌キャンパス 学術交流会館
  • [学会発表] Pt多結晶電極上へのupd Znの吸着サイトとZn/Pt(poly)上での硝酸イオン還元

    • 著者名/発表者名
      仲鉢大地, 小川瑞紀, 田口哲
    • 学会等名
      化学系学協会北海道支部2014年冬季研究発表会
    • 発表場所
      北海道大学札幌キャンパス 学術交流会館
  • [学会発表] 化学電池の起電力の温度変化測定による熱力学的物理量の決定

    • 著者名/発表者名
      有田 稜,田口 哲
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋大学東山キャンパス

URL: 

公開日: 2015-05-28  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi