| 研究課題/領域番号 |
26350224
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| 研究機関 | 宇都宮大学 |
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研究代表者 |
山田 洋一 宇都宮大学, 教育学部, 教授 (50143186)
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| 研究分担者 |
南 伸昌 宇都宮大学, 教育学部, 教授 (80292572)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 化学反応可視化 / 化学変化 / 電気抵抗 |
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| 研究実績の概要 |
２７年度は，各実験コンテンツの適用範囲を検討した。
（１）昨年度に検討した高分子有機化合物，分解生成物，それぞれの構造（化学結合）に特徴的なスペクトル特性を用いた「水溶液成分の可視化」について，実験条件を詳細につめた。それにより，本システムで観測可能な高分子化合物を増やし，一般的な可視化へとつなげた。
水溶液では水分子の吸収が強いので，まず，有機溶媒中の吸収極大波数を各種化合物について，データを集めた。その際，主に溶媒分子の極性と溶質分子の極性（またはイオンの価数等）の関係に沿ってデータを解釈し，本システムの改良を行った。
（２）化学変化（化学反応）の追跡には，溶媒抽出と組み合わせたクロマトグラフィー（薄層クロマトグラフィー等の簡便なもの）や基本的な呈色反応を用いる手法と，水を溶媒として使用しない条件での化学反応（特に脱水縮合反応）から生じる水を検出する方法の最適化について，実験条件を詳細に検討した。
（３）金属結合の中で電子（自由電子）が移動する様子を，導体の電気抵抗の温度依存性から考える教材を作成した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
赤外線，可視光，紫外線領域の電磁波スペクトル特性から，鉄(II)イオン及び鉄(III)イオンの検量線を作成し，定量する簡便法を確立した。
高校化学における溶液の指導方法の検討を行った結果を，宇都宮大学教育学部教育実践紀要 第１号（創刊号）pp. 75-82 (2015) に成果として報告した。
アントシアニン系色素における呈色の経時変化について調べた結果を，宇都宮大学教育学部研究紀要 第66号 第2部 pp. 21-28 (2016) に成果として報告した。
高大連携科学研究のテーマとしても成果を活用し，昨年に引き続き，栃木県立宇都宮女子高等学校ＳＳＨ課題研究成果報告会において口頭発表及びポスター発表（生徒発表）された。
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| 今後の研究の推進方策 |
２８年度以降は，ここまでの段階で実際に作成したコンテンツを用いて，高大教育連携科学実験講座による実施企画を完成するまでの体系化を図る。このために必要となるモデルプログラムを各種開発する（山田担当）。
さらに，コンピュータ・ネットワークに載せるため，マルチメディア化を推進する。具体的には，高分子化合物の溶媒中の様子，分解反応の進行と生成物の様子，などをアニメーション化し，実験教材としての流通を図るとともに，安全面に配慮した情報提供のあり方を確立する（山田・南担当）。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
２７年度消耗品費を節約したため。
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| 次年度使用額の使用計画 |
２８年度当初予定の４００千円と合わせて，効率的に使用する予定。
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| 備考 |
宇都宮大学 学術情報リポジトリによる教育実践紀要（ＰＤＦ）の公開
https://uuair.lib.utsunomiya-u.ac.jp/dspace/handle/10241/9976
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