平成３０年度宮城県高等学校理数科課題研究発表会

１　日　　時　平成３１年３月１５日（金）１２：５０～１６：００

２　会　　場　仙台市若林区文化センター

３　参加生徒　多賀城高等学校　　災害科学科生徒（１，２年生）
　　　　　　　宮城第一高等学校　理数科生徒（１，２年生）
　　　　　　　仙台向山高等学校　理数科生徒（１，２年生）
　　　　　　　仙台第三高等学校　理数科生徒（１，２年生）

４　発表題（本校生徒によるもの）
　　地学分野　「蔵王山における溶岩流の広がり」
災害科学科２年　阿部竜生，川名啓介，佐瀬翼，佐藤麗奈，嶺岸寿紀
　　地学分野　「津波シミュレーションプログラムから街づくりを考察」
災害科学科２年　大庭侑，菊地祐吾，久保田蓮，飯田琉希也

５　講　　師　東北福祉大学　特任教授　庭野　道夫　氏
　　　　　　　東北工業大学　　　教授　大沼　正寛　氏

６　内容・評価
　県内の理数科設置校４校が一堂に会して行われる成果発表会である。各校２テーマずつ，合計８テーマを口頭発表する中で，本校は地学分野における２つの発表を行った。いずれも，災害分野において自ら発見した課題を調査・実験し，データをまとめ，被害想定やスケールを考慮した値の校正など，オリジナリティーのある研究発表であった。今後も検証を重ねることで，より実効的な災害をテーマとした研究として，皆に深く印象付けるものになるであろう。また，発表後の質疑応答では，質問者が研究の趣旨に鋭く切り込み，研究の展望に対して意見するなど，発表した生徒をより一層刺激するものであった。

７　生徒感想
■松浦　翼（1年7組　東豊中出身）
私たちは3月15日の理数科課題研究発表会に参加してきました。この発表会には，宮城県の理数科の高校が集まり，宮城第一高校や，仙台向山高校，仙台第三高校が参加していました。
今回私たち1年生は発表を聞くだけだったのですが，たくさんの発表を聞き，それぞれの課題をグループ毎の視点から考察しており，どのグループも探究心が凄く，発表の内容の濃さに驚愕しました。また，発表後には質疑の時間がありました。たくさんの人が積極的に手を上げて質問し，中には発表に対して提案をする人もおり，生徒同士でより良い発表を作ろうという意識を肌で感じることができました。
今回の発表会で得たものはたくさんありました。この得たものを来年の理数科課題研究発表会や，他の発表会などに活かしたいと思います。

■菊地　祐吾（2年7組多賀城第二中出身）
　今回の理数科発表会では，他校で行われているたくさんの課題研究を知ることができました。そこでは，自分では思いつかないような研究が多くあり，新たな考え方を学ぶことができました。また，研究の一つ一つがテーマ設定から結論まで無理なく一連の流れとして導き出されており，とても驚きました。
　今回の発表会では，自分も発表者の立場で参加し，私たちの研究である「津波シミュレーションプログラムから街づくりを考察」を発表しました。そこでたくさんの質問をいただき，自分たちの研究に足りないものに気づく機会となりました。この様な機会はなかなか無いことなので，この経験を大切にして，今後も継続して研究に励みたいと思います。

　巡検の前日の７月13日（木），国立研究開発法人海洋研究開発機構（JAMSTEC）の小俣珠乃博士による事前講義を聴講し，翌日の７月14日（金）災害科学科１年生による塩竈浦戸巡検が行われました。今回の巡検には，昨年に引き続き二度目の参加となる北海道室蘭栄高校から５名の生徒が加わり，雲一つない晴天の中，地学班と生物化学班に分かれてフィールドワークを行いました。
　地学班は，寒風沢で目の前に広がる野々島の層準や見方を班ごとに小俣博士からレクチャーしていただき，その後野々島に渡って毛無崎での大塚層・松島層の観察を行いました。その後は大塚層に見られる小断層の走向・傾斜測定を通して，野々島一帯の地質構造を考察しました。露頭では小俣博士の解説を受けながら，班ごとにiPadでの測定を行いました。
　生物化学班は，寒風沢においてマツの生育環境を調査しながら，島の豊かな植生を観察しました。そして，野々島に渡ってから本格的にマツ及び土壌のサンプリングを行い，照度の測定，採集，iPadを使った記録など，役割を分担しながら必要なデータやサンプルを収集してきました。
　今回の巡検を通して，調査研究の具体的な手法を学び，教室では得ることのできない沢山の情報を手に入れることができました。今回の巡検から得た経験は，これからの課題研究に大いに役立つものとなります。

　３月２１日（火）２学年日本史Ｂ，地理Ｂ選択者を対象として，奈良大学文学部文化財学科教授の魚島純一先生の特別授業がありました。保存科学という一般的には馴染みのない研究ジャンルについて，軽やかな語り口と豊富な映像資料を基にわかりやすく解説して下さいました。
　前半は「文化財を科学の目で見てみよう」というテーマで，Ｘ線などを用いて仏像や土偶の体内を透視したり，古墳の石室に残された絵具の分析から埋葬者の身分を推測するといった興味深い話が続き，後半は「文化財を保存するということ」というテーマで，文化財の修理・修復や保存のための技術を紹介しつつ，その重要性についても考えさせられるといった構成でした。
　随所に文化財に対する魚島先生の熱意と愛情が伝わる，あっという間の９０分でした。

参加生徒の感想（一部抜粋）
・私たちが住んでいる多賀城市は歴史的なものがとても多く，誇りを持っていましたが，それを支えている　のは魚島先生のような文化財を守ってくれる方たちのおかげなんだとな感じました。
・私はもともと歴史にあまり興味がある方ではなく，保存科学という言葉も初めて耳にしたのですが，今回　の特別授業はメモをとる暇も惜しいくらい興味深いお話しをたくさん伺うことができました。
・文化財の保護はプロの方でしかできないと思っていたが，博物館のワークショップなどで素人でも文化財　保護に携わることができるというのが分かって，一度体験したいと思いました。

　2017年2月5日（日），東京大学伊藤国際学術研究センターを会場に第4回全国海洋教育サミット「海洋教育の新たな潮流」が開催されました。多賀城高校は海洋教育促進拠点に認定されており，小泉博校長がシンポジウムのパネリストとして本校の取り組みについて発表されました。

　開催にあたり、東京大学海洋アライアンス機構長の日比谷紀之同大学教授のあいさつに続き、文部科学省初等中等教育局・主任視学官の清原洋一氏が来賓のあいさつに立ちました。開会行事後、メインのシンポジウムが行われ、同大学海洋アライアンス海洋教育促進研究センター・主任研究員の及川幸彦氏のコーディネイターのもと活発な意見交換が行われました。
　パネリストとして4氏が、それぞれの取り組みについて発表しました。まず、福岡県大牟田市教育委員会・教育長の安田昌則氏が、世界文化遺産の三池港と有明海を活用した大牟田市の海洋教育の取り組みについて発表。引き続き、福島県南会津郡只見町教育委員会・教育長の齋藤修一氏が自然豊かな只見町の紹介をしながら、海洋教育と山間部のつながりについて熱心に話されました。佐賀県東松浦郡玄海町の小中一貫校・玄海みらい学園の学園長　岩崎一男氏は、玄海町における海洋教育の取り組みについて自身が作詞作曲した歌を交えながらユーモアたっぷりに話されました。
　本校の小泉博校長は、「宮城県多賀城高校の防災・減災学習～被災地から発信する防災学習モデル～」というテーマで、本校の防災・減災学習の基本的な考え方に基づいた取り組みについて話されました。特に「誰にでも　未来を創る　能力がある」という語り出しには会場の多くの参加者が共感を寄せ、本校が行っている防災から海洋教育にわたる幅広い教育活動に熱心に耳を傾けていただきました。

　シンポジウムの後，ポスター・セッションが行われ，ポスタータイトル『多賀城高校における防災・減災学習　－生徒会活動を通して－　』（本校のESDについて。2年生の小野寺杏さん，佐藤千咲さん），『土壌中のイオン濃度の測定と環境変化の一考察』（災害科学科の浦戸実習とその後の調査について。阿部大和君，鈴木勇汰郎君，瀬戸朝陽君）の２つを発表しました。多くの方が発表を聞きに来てくれ，多賀城高校の活動に感心していました。また，他の発表を聞くことで，参加した5名も大いに刺激を受けてきました。

　平成２９年１月１９日（木）宇宙航空研究開発機構（JAXA)の友人宇宙技術部門宇宙飛行士運用技術ユニット宇宙飛行士健康管理グループの医長嶋田和人さんをお招きして，今年３回目のJAXAとの連携授業を開催しました。テーマは『国際宇宙ステーションと栄養』。講師の嶋田さんはオハイオ州のラィト州立大学でエアロスペースメディシンの専門医認定を受け，その後旧NASDAに移り，20年間スペースシャトルや国際宇宙ステーション宇宙飛行士の健康管理を中心に航空宇宙医学に従事していらっしゃっいました。宇宙飛行士の選抜，定期検診，訓練中および飛行前・中・後の健康管理のほか，宇宙飛行に伴う身体変化の対策法の研究等を行っている，日本でも希有なお仕事をされている方です。
　嶋田さんからは，国際宇宙ステーションでの生活の様子や長期滞在における課題などについて，宇宙食と健康という観点からお話しをいただきました。宇宙食の栄養基準はWHO準拠になっていることやオートファジーの考え方，宇宙食の美味しさと食欲の関係などいろいろな話題を，わかりやすくお話ししていただきました。
　後半は宇宙食と災害時の栄養摂取との相違について学習しました。実際に「カレー」や，「えびピラフ」，「パン」，「バニラアイス」，「たこ焼き」５種類の宇宙食の試食も行いました。食材の形状が分からなくなったペーストや缶詰よりも，見た目に工夫された，このような食事の方が食欲などにも影響することなどを実際に体験しました。
　今後，防災･減災を考える上で，どのような食材を非常食としていくか，避難所の食事としてどのようなものが良いのかを考えるきっかけとなりました。

　１１月１２日（土）東北工業大学で行われた，日本船舶海洋工学会主催のフォーラムで本校の活動の様子を報告しました。
　このフォーラムは「海」をキーワードに広く市民に対していろいろな活動を知ってもらう趣旨で開かれているものです。本校からはＥＳＤの取り組みを中心に，生徒からは学習の様子や生徒会活動についての報告を行いました。会場からは大震災の伝承活動についてや現在の学習と将来自分が果たしたい役割などについて質問がありました。
　その他に前岩沼市長である井口経明氏から「千年希望の丘」の取組，三井造船の今北明彦氏からは福島沖で実験が行われている「浮体洋上風力発電」の取組，東京大学生産技術研究所の北澤大輔氏からは「海洋食料生産」の取組についての報告がありました。いずれの取組についても大変面白い内容でした。

１年　大久保理音さん
　今回，このフォーラムに参加して多くのことを学び，よい刺激を受けることができました。自分たちの行っている活動を伝えることも私たちの使命であり，大震災からの復興と伝承であることを再認識しました。
　講演の中で興味深かったのは，洋上風力発電です。風力発電のイメージは風の強い海岸線に立てられるものとのイメージがありましたが，その発電効率の良さや環境への影響を考えると洋上という選択肢は素晴らしいアイデアだと思いました。これらの設置コストが安価になり，さらに技術が発展すれば良いと考えました。
　このフォーラムで学んだことをこれからの学習に，活かしていきたいと思います。

　１０月２８日（金）ＡＬＯＳ２（だいち２号）衛星画像の教育目的利用の共同研究を行っている宇宙航空開発機構（ＪＡＸＡ）から永井裕人研究開発員を迎え，連携授業を行いました。９月のつくば研修では人工衛星の画像処理についての研修を受けており，今回は衛星画像を用いることによって，どんなことがわかるのか，できるのかとういう話を中心に授業が展開されました。
　授業では生徒自身の課題研究のテーマと結びつけた話や，ＧＩＳ（Geographic Information System：地理情報システム）を用いた災害対策についての話がありました。災害に襲われやすい地形の把握や過去の災害などを重ね合わせることによって，様々な情報の関連性が一目でわかるようになります。このような操作により，これまでには想像できなかった新しい情報を知ることができるようになることを学習しました。
　今後は東北地区や宮城県の人工衛星の画像の提供をＪＡＸＡから受けることで，防災・減災の学習に役立てていきたいと思います。

　9月29日(木)～30日(金)，災害科学科38名と普通科9名（希望者）の47名と引率5名で茨城県つくば市に研修に行ってきました。研究学園都市・つくばの様々な研究施設を巡り，最前線で活躍されている研究者の方々から直接学んできました。

写真：国立研究開発法人　産業技術総合研究所(AIST)　地質標本館にて

○9月29日(木)　・・・全体で活動
　国土交通省　国土地理院　地図と測量の科学館
　国立研究開発法人　産業技術総合研究所(AIST)　地質標本館

○9月30日(金)　・・・災害科学科２グループ，普通科１グループの３コースに分かれ実施
災害科学科Ａグループ：講義，施設見学
　国立研究開発法人　防災科学技術研究所(NIED)
災害科学科Ｂグループ：講義，実習，施設見学
　国立研究開発法人　宇宙航空研究開発機構(JAXA)
普　通　科Ｃグループ：施設見学
　国立科学博物館　筑波実験植物園
　国立研究開発法人　高エネルギー加速器研究機構(KEK)
　CYBERDYNE STUDIO

最後に，今回つくば研修に参加した47名全員でJAXAの一般展示を見学しました。

○生徒の感想より
【国立研究開発法人　産業技術総合研究所(AIST)　地質標本館】
　地層からどのようなことがわかっているのか，過去の地球にはどのような生物がいるのかなど興味が持てる話がたくさんありました。今回だけではよくわからないことや，もっと知りたいこともあったので，今度は自分でもう一度行ってみて地層に対する考えを深めていきたいと思いました。

写真：国立研究開発法人　産業技術総合研究所(AIST)　地質標本館にて

【国立研究開発法人　防災科学技術研究所(NIED)】
　大型の降雨施設や，実際に揺らして実験できる施設など，宮城県にはないものをたくさん見て，知り，よく学ぶことができました。1つめの講義では日本海溝海底地震津波観測網S-netや津波浸水シミュレーションなどの地震や津波に関する内容，２つめの講義では火山の噴火の仕組みについてなど，授業ではあまり詳しく勉強しないことについて，詳しく分かりやすい説明を聞くことができて良かったです。ガイドさんの面白く分かりやすい説明が，聞いていて楽しいと思いました。

写真：国立研究開発法人　防災科学技術研究所(NIED)にて

写真：国立研究開発法人　防災科学技術研究所(NIED)にて

【国立研究開発法人　宇宙航空研究開発機構(JAXA)】
　JAXAではパソコンを使って衛星画像をより見やすくする作業を行いました。最初は難しい作業でしたが，最後の方では使いこなせるようになりました。また，グループ毎に画像を作成し，そこから分かったことを発表するグループワークでは，それぞれの班が分かりやすい画像を作成し，細かいところにも着目して発表していたので，お互いとても素晴らしい時間になりました。

国立研究開発法人　宇宙航空研究開発機構(JAXA)にて

　災害科学科１年生が初の野外実習となる「浦戸巡検」に行ってきました。
　国立研究開発法人・海洋研究開発機構より講師として臼井洋一先生をお招きし，まず前日となる１４日に事前講義をしていただきました。Google Mapを使って海嶺を探す実習をはじめ，日本列島を取り巻くプレートやその動きに関しての知識を深めました。
　翌１５日は生物班・地学班に分かれ，塩竈市浦戸諸島野々島・寒風沢島へ渡っての実習が行われました。マリンゲート塩竃からチャーター船で寒風沢島に向かい，東京大学生産技術研究所・潮流発電施設も見学させていただきました。各自がiPadを実験・実習ツールとして所持し，各種アプリを用いて走向傾斜測定や観察記録，現在地の確認やルートの確認に活用しながらの実習となりました。

　生物班はまず寒風沢島でマツの葉のサンプリングを行い，午後から野々島に渡って毛無崎でのマツのサンプリングを行いました。出航ギリギリまで精力的にサンプリングを続けるなど，意欲あふれる実習を行いました。
　地学班は寒風沢島で浦戸諸島を形成する大塚層・松島層の概要を臼井講師から学んだ後，その場で走向・傾斜の測定法をご指導いただき野々島へ。地学班は「野々島で松島層・大塚層の境界をグループで探索せよ」という課題が課せられ，グループごとに島内随所をまわり，議論しながら境界面を探し歩き走向・傾斜の測定や岩相記載を行うなど，地学の基礎的な実習を通して浦戸諸島の地質に関する理解を深めました。
　学びを教科書で終えるのではなく，学校で学んだことを武器として実際にフィールドで課題解決に挑む経験は，大変意義深い学習となりました。
　また今回は北海道室蘭栄高等学校理数科２年生の有志１３人も一緒に浦戸諸島で実習を行いました。「北海道内で地層がこのような形で見える場所はほとんどない」とのことで，室蘭栄高等学校の生徒も矢継ぎ早に臼井講師へ質問を重ねていました。
　今後生物班・地学班とも校内外の発表に向けて成果をまとめていきます。

感想・小泉和馬（地学班・塩竃二中出身）
　この浦戸巡検は，地学分野の観察・調査の野外実習を通して，私たちを取り巻く地球環境を理解することが目的でした。その中で観察・調査・試料採取の方法について学ぶことが大きな発見につながったと思います。実際に地層で走向・傾斜を測定し，その島の地質が見えてきたように思いました。
　そして，松島層・大塚層というふたつの地層があることも分かりました。また潮流発電施設を見学し，技術の進歩を実感しました。今回の巡検で分かったことをしっかりまとめ，新たな課題を見つけていきたいです。

感想・鈴木穂乃佳（生物班・利府西中出身）
　私は初めて浦戸に行き，不安だった私の心を和らげるような楽しい時間となった。特に印象に残ったことはマツの観察だ。いつも何気なく見ているマツ。私の周りにはいつもマツがあったと思う。しかし浦戸に行き，いろいろなマツがあることを初めて気が付いた。クロマツ・アカマツなどである。チクチクの感じ方によりマツは違う。また授業で学んだことを実際に目で見ることができ，新鮮な気持ちになった。授業では口頭でただ事実だけを伝えられ，ただただそれを暗記していた。しかし自分の目で観察をする･･･それだけで不思議と頭に入ってきていた。これから先も学習を進めながら常に疑問を持ち，さらに追究していく姿勢を大切にしていきたい。

　平成28年6月26日(日)にサンモール一番町商店街アーケードを会場に開催された環境ＰＲイベントに，昨年度浦戸巡検生物班の代表として参加してきました。環境をテーマとした他の高校の取り組みや，多くの企業の展示発表を見ることができ，水や食品といった身近なものから，企業やＮＰＯ法人の環境への取り組みなど，多様な面から環境について考えることができました。
　また，今回の高校生によるポスター発表において，私達が研究した「浦戸諸島におけるマツ類のハイブリッド調査」への取り組みを評価していただき，「環境構想学科賞」を受賞することができました。
　マツのハイブリッド調査については，今年の浦戸巡検に参加する後輩たちが引き継いでくれるということなので，私達には不十分だった点や遺伝子調査など，さらなる発展的な研究になることを期待しています。