理数科日誌

第31回日本数学オリンピック予選において、本校理数科の生徒5名が埼玉地区で表彰されました。今回はコロナ禍でオンライン試験となった予選でしたが、埼玉県の応募者217名のうち成績上位23名に選出される結果になりました。

3月24日の終業式では校長および担任から表彰があり、今後の励みにもなりました。これからも数学や科学を楽しみながら学んでほしいと思います。

２月４日（木）の午後、理数科２年生による課題研究の校内発表会が開催されました。

 各自が設定した研究テーマについて１年間をかけて思考や実験を繰り返し、その成果や研究の価値を発表する機会であり、今年度は数学分野７本、生物分野４本、化学分野３本、物理分野６本の研究発表がありました。

【発表の様子】 

同じように各自の研究を進めてきたクラスメイト、来年度に課題研究に取り組む理数科１年生、教職員が聴講者となり、発表者の研究動機や仮説の検証方法などを真剣に聴いていました。

【質疑応答の様子】

 大勢の聴講者の前での発表に少し緊張している様子もありましたが、鋭い質問を受ける場面なども経験し、将来それぞれが専門とする研究を学会で発表するイメージが掴めたのではないでしょうか。

自分の研究の成果と価値を分かりやすく説明するにはどうすればいいのか、声の大きさやリズムとスピード、プレゼンテーション資料における工夫、表情や仕草の作り方など、実際に発表を経験してみて改善点に気付けることもあったようです。

課題研究の授業を通して科学研究の難しさと楽しさを知り、将来の学会発表の場で自分の研究に自信を持って臨んでいる姿を見せてくれることを期待したいと思います。

【研究発表テーマ一覧】

　12月23日（水）、24日（木）の２日間の日程で、理数科２年生の課題研究の集中実験講座を行いました。

 　少しずつ形になってきた研究の様子を写真で紹介します。

【数学】

【物理】

【化学】

【生物】

　12月24日（木）の午前中には、研究室訪問の代替行事として東京大学大学院の　内山真伸　教授の講演を聞く機会もあり、研究に対する熱量にも変化があったようです。

　コロナ禍で研究にかけられる時間が限られる中ではありますが、自分たちの研究成果が見出せるように頑張っています。

　12月24日（木）午前、理数科１・２年生（＋希望者）を対象に、東京大学大学院の　内山真伸　教授がご講演くださいました。

 　過去の研究室訪問で本校生徒がお世話になったこともある内山教授は、二原子炭素 C₂ の化学合成に成功し、炭素の四重結合の存在を実証されました。

　今回の講演では、『人生を左右する決断のときのために　一大学教授からの提案』というテーマで科学研究の楽しさや意義をわかりやすく説明していただき、その中で本校生徒に向けて科学者の視点から生き方についてもお話していただきました。 

　難しい内容についても、そのときに科学者がどのように考えて新しい発想を持ったのかがわかると、その研究の見え方が変わってきます。

• インフルエンザ治療の創薬での発想（シアル酸との結合を阻害）からリレンザが開発され、タミフルやイナビルにも、その分子構造が生かされていること
• “予想外”でできた創薬「ワーファリン」「ニトロペン」に科学者がどのように関わっていたのか
• 2016年ノーベル化学賞「分子マシンの設計と合成」につながるような化学発展の歴史
• 二原子炭素 C₂ の化学合成

　広い視野と多様な見方で鋭い推理ができるか、予想外の結果から何を考えるか、科学研究の在り方を教えてもらった気がします。

（質疑応答の様子）

　本校生徒も、先生の自己紹介から薬学を研究するきっかけについてのお話や、研究者としての生き方のお話に、多くのことを学ぶことができたのではないでしょうか。

　コロナ禍で研究室訪問の行事開催ができない中、講演という形式でご協力いただきました内山教授には本当に感謝です。生徒にとっても、次は大学で会いましょうという先生の言葉が大きな励みになりました。 

　12月15日（火）午後、理数科１年生（＋希望者）を対象に「大学セミナー」を開催しました。

　講師は、東京大学大学院の　齋藤継之　准教授です。

　齋藤准教授は、鋼鉄の 1/5 の重さで 5 倍強いとも言われる、木材由来の新素材“セルロースナノファイバー”を開発されました。この業績により、森のノーベル賞ともいわれる「マルクス・ヴァーレンベリ賞」をアジアで初受賞されています。

　『農と木とナノテク』というテーマで始まった講演では、先生の研究内容やその意義、専門の研究対象を見つける過程などについて、本校生徒に向けてとても分かりやすく工夫して説明していただきました。

　生徒も熱心にメモを取りながら、聞いていました。

• 木材の重さの半分を占めるセルロースから、セルロースナノファイバー（CNF）を製造する技術開発に研究のブレイクスルーがあったこと。
• “透明な紙”を利用した生分解性のある基盤がつくれること。
• “透明な断熱材”の実用化で住環境や自動車の熱エネルギー損失の低減ができること。
• CNF複合化により軽くて堅くて強くて熱にも強い素材がつくれるため、化学資源材料を減らせること。
• 現状は高価なCNF材料だが、精密な制御によってその機能に効率や付加価値を与える研究が大学で行われていることや、企業との連携で安く簡単につくる研究も行われていること。
   

 　最先端の研究内容に、とても興味を持った生徒が多かったようです。（質疑応答の様子）

　再生可能な生物資源である木材からセルロースナノファイバー（CNF）を生み出す技術や、CNFの軽くて強い特性を利用した新素材“透明な紙”や“透明な断熱材”、またプラスチックとの複合化でプラスチックを堅く強く薄くできる技術など、その応用例は近い将来の環境を大きく変えてくれそうです。

　最近はSDGs（持続可能な開発目標）という言葉をよく目にするようになりましたが、その実現に科学がどのように貢献できるのか。

　本校理数科の卒業生（４期生）でもある齋藤先生のご活躍に、大きな刺激をもらった１日になりました。

10月29日（木）の朝７時半に学校をバスで出発し、茨城県のつくば市にある高エネルギー加速器研究機構（KEK）を訪問してきました。

到着後には、研究員の方に「宇宙からのメッセンジャー」というテーマで素粒子についての講義をしていただき、KEKが世界で担っている役割や研究施設の概要について知ることができました。

• 「なぜ現在の宇宙には物質と反物質のバランスに違いがあるのか？」
• 「素粒子に世代があるのはなぜなのか？」
• 「これらの疑問を調べる研究は、どのような方法であれば可能なのか」

高エネルギーでの実験における工夫や測定の方法に感心している生徒もいました。

講義後には、実際に施設を見学させていただきました。

【先端加速器試験施設】

※次世代の直線衝突型加速器「国際リニアコライダー（ILC）」の計画実現に向けた研究施設です

 先端加速器試験施設では、装置の説明や設計の工夫に目を輝かせていました。

【フォトンファクトリー】

※加速器から発生する波長の短い光「放射光」を用いて、物質や生命を原子のスケールで観察し、様々な研究が行われています

放射光を用いた解析が、物理・化学・生物・地学分野の様々な科学研究に利用されていることを聞き、研究員の方からの「皆さんが、将来、研究者としてこの施設を使ってくれる日を待っています」という言葉に大きな刺激をもらいました。

【展示ホール】

最後には、分光器を用いた光の観察をワークショップ形式で実施していただきました。

いろいろな光を観察し、「なぜ？」の疑問に答えを見つけていくことで、科学研究の基本を学ぶことができたのではないでしょうか。

本校生徒も積極的に質問をするなど、有意義な１日になりました。

高校生のうちに最先端の研究施設を訪問できたことが大きな価値を持つことになると思います。

貴重な時間をつくってくださったKEKの皆様、本当にありがとうございました。

9月19日（土）　理数科体験入学・説明会を実施しました。

小雨の中、ご来校頂きました中学生ならびに保護者の皆さま、ありがとうございました。

参加に際し、たくさんの感染症予防対策にご協力いただきましたこと、重ねて感謝申し上げます。

毎年実施していた在校生との座談会は中止させて頂きましたが、

理数科生徒作成の映像による理数科紹介をいたしました。

また、理数科の特色や卒業生の進路状況などについての概要説明と、

理科（物理・化学・生物）数学の体験授業を行いました。

６/27（土）放課後、本校多目的室にて理数科卒業生（三六会）による進路懇談会を３年生対象に実施しました。

学業でお忙しい中、東大や東工大をはじめとした様々な大学から総勢16名の卒業生に来校いただき、受験に向けてのアドバイスや大学生活などについて座談会形式で語って頂きました。
　

受験勉強の進め方や対策など、いろいろな質問に丁寧に答えてくれる卒業生の話に、生徒はとても熱心に耳を傾けていました。

全体会が終わった後にも先輩たちに積極的に質問する生徒の姿もあり、懇談会がいい刺激になったようです。

課題研究の開講式では、校長先生から研究の価値について、担当の先生から研究の進め方についての話があり、生徒たちも集中して臨んでいました。

開講式の後は、研究の分野（数学、物理、化学、生物）ごとに分かれて

研究テーマを決めるための話し合い、実験に使える装置の説明などが行われました。 

これから研究ノートが埋まっていくのが楽しみです！

２月８日（土）埼玉大学で行われた理科教育研究発表大会に参加しました。

本校理数科の２年生が課題研究で取り組んだ内容をポスター発表させていただきました。

今回は物理４本，化学３本，生物１本の出展をさせていただきました。

多くの方から貴重なアドバイスを受け，生徒たちもいい勉強になりました。