レポート資料

創造力を育む課題研究の指導
SSH情報交換会第3分科会
立命館高等学校 早苗雅史
生徒とともに研究する事の喜び
• 生徒とともに数学を深める
• サイエンス教育が基本
2
具体的なひとコマから
• ルーローの三角形の重心の描く軌跡

3
1
a−
a sin θ − a cos θ
x =

6
2

 y 1 a sin θ + 3 a cos θ
=

2
6


3
−
a

 x − a  6

=
y
1


a

 2
 3

 sin θ  6  6
∴
= 
θ
cos
1

 a
−
 2
1 
− a
2   sin θ 


3   cos θ 
a
6 
1 

2  x 
 
3  y 
−

6 
3
具体的なひとコマから
• 素朴な疑問から発想を広げる
( x − a) +
2
a2
3 ( x − a) y + y =
12
2
4
テーマ設定の大切さと難しさ
• 独創性
• オリジナルな拡張性
• パフォーマンス性
n進数における1/mの循環小数の規則性を探る
折り紙を用いた多面体の切断・分割と空間の充填
クラードニ図形の解析
独自ルールを用いた’ハノイの塔’の拡張
塩山幾何学を用いたボロノイ図の解析
鏡像による多面体の作成
ルーローの三角形の重心の描く軌跡
過去2年間の数学課題
研究主なテーマ一覧
5
テーマ設定の具体例①
• 「塩山幾何学を用いたボロノイ図の解析」
6
テーマ設定の具体例①
• ボロノイ図への拡張
7
テーマ設定の具体例②
• 「折り紙を用いた多面体の切断・分割と空間
の充填」
8
テーマ設定の具体例②
• 菱形十二面体と菱形・台形十二面体
9
課題研究への第一歩
• 数学の課題研究発表会
– 夏季課題として数学レポート作成
– 優秀作を口頭発表
– 様々な発表会への登竜門
興味・関心を高めるためのしかけ
• 数学のための特別企画「数学セミナー」
– 合宿形式
– グループで問題解法
– プレゼン発表
日常的なしかけ①
• 数学マガジン「マスファイター」
• Web型教科通信「数学玉手箱」
• Webを通した情報発信
12
12
日常的なしかけ②
• 特別講義「数学のかたち」
– 教科書では扱わない内容
– 作業形式を取り入れて
– 数学の奥深さを探究
13
日常的なしかけ③
• 数学用ソフトウエアの使用
– 手段、ツールとしての使用
– 早い段階での実習
– より発展した学習への応用
組織的な指導
• 課題学習の3年間の流れ
学年
取り組み
主な内容
1年
SS総合
理科教員3名による基礎的な実験指導、プレゼンテー
（サイエンスチャレンジ） ション指導、外国人研究者を招いての取り組み
2年
最先端科学研究入門
SS生命Ⅰ
大学との連携講義
課題研究の継続・発展、課題研究の発表
卒業研究
「卒業研究」（2単位）でのレポート、ポスター作成
中間発表会でのポスター発表
本校のサイエンスフェアでのポスター発表（英文）
卒業論文提出
R-GIRO Junior
大学の教員との連携
コンテストへの出展
JSEC、読売科学賞などの国内コンテストへの出展
海外サイエンスフェアでの口頭発表、ポスター展示
3年
15
組織的な指導
• 課題学習のゴール
– 各種コンテストへの出展のための論文、レポート
作成
– 本校のサイエンスフェアでのポスターセッションに
向けてのポスター作成
– 国内、海外での様々な発表会、サイエンスフェア、
コンテストなどでの口頭発表
16
組織的な指導
• 大学との連携
– 最先端科学入門
– 大学講義
– R-GIRO Junior
組織的な指導
• R-GIRO Junior
番号
分野
課題研究テーマ
1
微生物を用いた生分解性プラスチックの分解に関する研究
2
ケルセチンによる金属染色
3
素材系
金属樹のよりよい生成方法とその結果
4
超伝導物質の合成
5
温度勾配による電流の発生
6
7
8
水・
環境系
酸化チタンの光触媒作用を用いた水の分解
光触媒シリカゲルによる水浄化
水質と水生物質の相関関係の分析
9
メダカを使った色素胞の研究
10
卵殻膜の性質
11
12
生物・
バイオ系
13
14
15
金属の抗菌作用
金属イオンによる酵母菌のストレス～DNAフラグメンテーション
蚕から宇宙放射線の影響を調べる
数学・
物理系
独自ルールを用いた’ハノイの塔’の拡張
塩山幾何学を用いたボロノイ図の解析
18
様々な発表の場
• 各種コンテスト
• 国内、海外でのサイエンスフェア、コンペ
• 本校のサイエンスフェア
JSSF2011
様々な発表の場
校内
国内
2011年
海外
1月 卒業研究発表会
2月
台湾（High Scope Programシン
ポジウム）
3月
4月 海外派遣生徒選考会
5月
ISEF（アメリカ、ロサンゼルス）
6月
ASMS International Science Fair
（アーストラリア、ASMS）
7月 第1回数学セミナー
8月
スーパーサイエンスハイスクール生徒研究発表会
高校生国際みずフォーラム（静岡北高校）
9月 Math Festa
全国数学生徒研究発表会（大手前高校）
10月 卒業研究中間発表会
核融合科学研究所オープンキャンパス高校生科学
発表会
11月
JSSF（立命館高校）
12月 第2回数学セミナー
JSEC(Japan Science & Engineering Challenge)
科学技術フェスタ（京都）
日台科学教育交流シンポジウム（早稲田本庄高校）
KSAF（韓国、KSA）
ISSF（タイ、Mahidol
Wittayanusorn School）
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おわりに
•
•
•
•
日常的な教材研究の必要性
人的ネットワークの形成
生徒の能力よりも意欲を大切に
共に研究する事の喜び
21