理数科日誌

理数科３年の大倉さんが「国際物理オリンピック２０２２」および「アジア物理オリンピック２０２２」の日本代表選手に決定しました。

大宮高校理数科の卒業生には、２０１７年の国際物理オリンピックインドネシア大会で銀メダルを受賞した小宮山さんがおり、大倉さんは２人目の国際物理オリンピック日本代表選手になります。

国際物理オリンピックはベラルーシでの開催を予定していましたが取りやめとなり、その代替としてスイスとリトアニアを中心にしたオンライン大会の準備が進んでいます。

また、アジア物理オリンピックについてはインドが主催し５月にオンラインで行われる予定です。

http://www.jpho.jp/index.html 

http://www.jpho.jp/2022/2022-IPhOAPhO-JapanDelegates.pdf

大倉さんから校長に代表選手決定の報告がありました。

活躍を期待しています。

理数科2年生の課題研究が始まりました。

［開講式の様子］

校長先生のお話、研究の進め方などのレクチャーを受けた後、各自で選択したジャンルに分かれました。

生徒はこれから始まる研究にどのような思いで臨んだのでしょうか（廊下で担当教諭が見守っております）。

初日～2日目、研究テーマ決め、チーム分け、研究の入り口の実験など、各科での活動の様子を紹介します。

［数学］個人研究なので各自でテーマ探しです。過去の論文、本、インターネットなどで文献を探します。

［物理］早速課題が渡されました。初めて使う器具なども使い方を教わり、課題に取り組みます。

 ［化学］研究テーマを決めてからチーム決めです。研究テーマは決まったのでしょうか。白衣も貸与されました。

 ［生物］始めに研究したいテーマを探し、その後プレゼンし、それぞれの内容を検討しています。

実験ノートも皆さんに渡りました。科学者の卵たち、これからじっくり研究していきましょう！

2月17日（木）に理数科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６本、生物分野３本、化学分野４本、物理分野４本の研究発表がありました。

（開会挨拶・校長）

（研究要旨集）

聴講するのは、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、教職員です。

発表者の研究動機や仮説の検証方法など、興味深いものが多く、みんな真剣に聴いていました。

（発表の様子）

（質疑応答の様子）

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、自分の研究に自信を持つことができるまで学んだ経験は、きっと将来に活かされることでしょう。

※2月22日（火）には、聴講者からの評価が高かった３つの研究に対して、表彰が行われました。

2月9日（水）、校長室で科学系オリンピックに出場する生徒の激励会がありました

第32回　日本数学オリンピック本選（全国大会）出場　＜2月11日（金）＞

相浦くん（２－６）・大倉くん（２－６）・久代くん（２－６）

第21回　日本情報オリンピック本選（全国大会）出場　＜2月12日（土）・2月13日（日）＞

久代くん（２－６）・井口くん（２－６）

第14回　日本地学オリンピック本選（全国大会）出場　＜3月13日（日）～3月15日（火）＞

島村くん（２－６）

国際物理オリンピック2022・アジア物理オリンピックに出場する

　日本代表選手の最終選抜への参加　＜3月21日（月）～3月24日（木）＞

大倉くん（２－６）

健闘を期待しています！

12月23日（木）、24日（金）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。

校内発表に向けて、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。

【開講式】

【物理】

【化学】

【生物】

【数学】

研究に費やせる時間も少なくなってきました。

どんな成果がまとまるのか楽しみです。

12月17日（金）の午後、理化学研究所の和光地区への見学訪問を希望していた生徒（募集20名）を対象に、オンライン講演会を開催しました。

コロナ禍において見学者の受け入れが難しい状況であったため、今年度はオンラインでのプログラムを本校生徒のために企画してくださりました。

【理化学研究所概要説明】　　講師：　理化学研究所広報室　渡邉佑太　氏

【講義】　「夢の植物を創る」

　講師：　仁科加速器科学研究センター　イオン育種研究開発室　阿部知子　室長

【質疑応答の様子】

理化学研究所の規模や自由な発想に基づく基礎科学研究のスタイル、研究者同士のつながり、様々な分野の研究設備が利用できる環境に、目を輝かせている生徒もいました。

そして阿部先生とオンラインではありましたが直接お話しできたことは、実際の研究の進め方を知るうえで、とても勉強になりました。

お忙しい中、貴重な機会を提供してくださり、ありがとうございました。

12月16日（木）の午後、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、持続可能な循環型社会の実現に「農学」で貢献されています。

今年度は齋藤先生の研究室を訪問させていただく予定でしたが、コロナ禍で研究室訪問が難しい状況であったことから、昨年と同様に講演をお願いしました。

『農学と木とナノテクノロジー』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。

• 木材の重さの半分を占めるセルロースを、ナノスケールの繊維質であるセルロースナノファイバー（CNF）の状態に解きほぐす方法
• CNFが持つ性能をどのように発揮するか（分散制御、集積制御、表面装飾）
• “透明な紙”を何層も重ねて、強くて透明なCNFプレートが開発され、生分解性と難燃性が実現できていること
• “透明な断熱材”により、光は通して熱は通さない性質を窓に用いることができれば、エネルギーの熱損失を低減できること
• “透明な断熱材”の製造がフリーズドライの製法でも可能になるように研究が進んでいること
• CNFとプラスチックとの複合化で、より軽くて堅くて強くて熱にも強い素材がつくれれば、化学資源材料を減らせること

最先端の研究内容はとても興味深く、本校生徒も熱心にメモを取りながら聞いていました。

（質疑応答の様子）

この１年間で「SDGs」や「脱炭素」という言葉を本当によく目にするようになりました。

『 より良い未来に向けて、これらの言葉が用いられ、世界で環境意識が向上していることは望ましい。 しかし、ただ漠然とこうすればよくなると考えるのでは実現は難しい。 個々の製品やサービスに対して行う環境影響評価（ライフサイクルアセスメント：LCA）により、いかに定量的に研究を進めていけるかが重要だ。 』

本校理数科の卒業生（４期生）でもある齋藤先生の科学者としての視点や取り組み方に、大きな刺激をもらった１日になりました。貴重な講演をありがとうございました。

10月28日（木）、朝７時すぎにさいたま新都心駅のバスロータリーから貸切バス２台で出発し、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「物理学で何がわかるの？」というテーマで、人類が『自然』に対して抱く“知りたい”という思いと実験の歴史、最新の素粒子物理学による『自然』の理解について、講義をしていただきました。また、KEKが世界で担っている役割や研究施設の概要についても講義の中で知ることができました。

●　地球上のすべてのものは何からできているのか　→　原子（粒子）の発見

●　原子の中はどうなっているのか、どうすれば知ることができるか　→　素粒子物理学の発展

●　見えているものだけが本当の姿ではないのかもしれない　→　新たな実験計画

『自然』について、思い込みで説明するのではなく実験によって確かめようとしてきた科学者たちの姿勢は、科学研究において最も大切なものなのだなと気付かされます。

また、いま分かっていないことを理解しようとして最先端の研究が行われていること、世界の研究施設と共同で国際実験が行われていることを知り、これから見学するKEKの施設についてとても興味がわきます。 

【超電導低温工学センター】

※加速器に用いられる超電導電磁石の研究施設です

高校生向けに超伝導現象についてのデモンストレーションと説明をしてもらいました。

生徒も積極的に質問し予定していた時間をオーバーしてしまうぐらいでしたが、ひとつひとつ丁寧に答えていただきました。超電導状態の超伝導体に流れる電流についての質問では、なぜ加速器に超電導電磁石の技術が必要になるのか、強くて安定した磁場と電流の関係について調べてみようというきっかけになったのではないでしょうか。

【放射光実験施設（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がわかります。現在、加速器が稼働しているため、施設内ではデータを解析する研究者の方々も目にすることができました。生徒にも憧れの姿だったのではないでしょうか。

【展示ホール】

【霧箱実習】

最後には、霧箱を用いてα線粒子（ヘリウムの原子核）とβ線粒子（電子）の飛跡を観察しました。

霧箱は、その装置の発明により放射線の飛跡の写真撮影に成功したこと（1927年）、電子の反物質である陽電子の発見がなされたこと（1936年）、光が電子と陽電子に変化することの発見がなされたこと（1948年）、これら３つについて、それぞれにノーベル物理学賞が与えられており、数々の重要な発見につながったことから「物理学の歴史上、最も独創的な装置」といわれているものです。

目には見えない粒子でもその飛跡は実際に観察できることの驚きや、霧箱の仕組みを知って感動している生徒もいました。科学研究の楽しさを学ぶことができたのではないでしょうか。

【その他】

高校生のうちに最先端の研究施設を訪問できたことは、本校生徒にとって大きな価値を持つことになると思います。

コロナ禍において見学者の受け入れができなかった時期もあったようですが、本校生徒のために貴重な時間をつくってくださったKEKの皆様には本当に感謝です。ありがとうございました！

7月8日（木）の午後、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（薬学系研究科薬科学専攻）の　北川大樹　教授です。

『アカデミック研究者という生き方：東京大学での教育と研究』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、科学研究の進め方や研究者としての日々について、本校生徒に向けてとても分かりやすく説明していただきました。

研究者になろうと思ったきっかけや、進路決定のターニングポイントになった場面、実際に研究者として認められるまでの過程や日々の研究についてお話していただけたことは、研究者の生き方をイメージするうえでとても参考になりました。

・　研究者の仕事とその楽しさ

・　科学研究が世界でどのように行われ、研究者同士にどういった繋がりがあるのか

・　どんな研究を、どんな場所、どんなグループに身を置いて行うか

・　研究者としての生き方、アカデミックな研究の意義

・　東京大学での教育と研究

研究者になることを目標にしている生徒にとっても、憧れの仕事について具体的に知るきっかけになったのではないでしょうか。

また、コロナ禍で大学の研究室訪問などの行事開催が難しい中、東京大学の研究室や学内の様子についてもご紹介いただけたことは、本校生徒が大学での学びについてイメージするうえでも、とても良い機会となりました。

お忙しい中、貴重な機会を提供してくださった北川先生には本当に感謝です。ありがとうございました。

5月27日（木）、理数科１年生を対象に理数科卒業生（三六会）によるオリエンテーションが開催されました。

学業でお忙しい中にもかかわらず、３名の卒業生が講師を担当してくださり、理数科の先輩として１年生にいろんな話をしてくれました。

・大高生として３年間をどのように過ごしたか

・自分の勉強法や部活動との両立

・進路の目標をいつ決めたか

・模擬試験の活用の仕方

・高校での課題研究の内容

・大学生活や大学での授業

・理数科の行事で印象に残っているもの

・クラスメイトとの出会い

これらについて、当時を思い出しながら、どんなふうに考えて行動されていたか聞けたことは、とても参考になりました。

理数科の３年間で、将来が楽しみな友人たちと互いに切磋琢磨できたことが良かったと話してくれる卒業生の姿には、１年生もこれからの３年間をイメージしたのではないでしょうか。

今年度はコロナ禍のためオンラインでの開催となりましたが、先輩の高校での過ごし方について質問することもでき、理数科１年生にとって有意義な時間となりました。

ご協力いただいた理数科卒業生（三六会）の皆さん、ありがとうございました。