サイエンスチャレンジは、授業を離れて、様々な「科学」に挑戦する講座です。「好奇心」がある人ならば、誰でも参加できます。放課後や土曜日、長期休業などを利用して実施しています。

流体（液体＆気体）と熱エネルギーの関係性を理解し、その利活用を図ることを目的に、９年目の現在は水泳部との共同研究に取り組んでいます。太陽光の熱エネルギーを効率よく水に取り込ませることで、電力を必要としない『ランニングコストゼロの温水プール』の実現を目指して研究を進めています。プールサイドに置いた異なる条件設定の水槽で、休み時間の度に水温の変化を測定しグラフにまとめて分析しています。効率のよい手法が確立されれば、春にはプール自体をビニールハウスで覆って、大型化した実験をしたいと考えています。身近なテーマに科学の手法で取り組むのは、（お勉強より？）面白いものですよ。

２月７日（水）の放課後に「スポーツ科学で真のスポーツマンを目指せ！」と題して、京都工芸繊維大学の来田宣幸氏（基盤科学系教授）にスポーツメンタルにスポットをあててスポーツ科学の講演をしていただきました。アクティビティも交えながら、メンタルコントロールはスキルであり観点に合わせたトレーニングによって向上させることができると学びました。講義後、スポーツ科学を自分たちの部活動に活かそうと積極的に質問が出て、とても良い雰囲気で終わりました。

２月７日(水)放課後、生物実験室において、バイオテクノロジー技術を体験する講座を実施しました。遺伝子組換え技術の基本についての基礎的な講義を聴いたあと、６つのグループに分かれて実際にGFP=緑色蛍光タンパク質の遺伝子を大腸菌に入れるための作業を行いました。操作そのものは難しくありませんが、余計なところに触れたりしてはいけない作業に緊張しながら、それでも興味深く実験を行うことができました。一晩培養した翌日の昼休みと放課後に、成長してできたコロニーを観察し、紫外線ライトを当てて、緑色に光る大腸菌を観察しました。生徒からは、「よくわからなかった『遺伝子組換え』について、実際にやることで理解が深まった」、「もっと他の実験もしてみたい」、などの感想がありました。

「光」について実験を通して学ぼう

　京都大学宇治キャンパス工学研究科を訪問しました。 齋藤教授による放射線の仕組みや研究されている内容についての講義の後、学部生・院生による光についての様々な実験（分光実験、混合実験、レーザー光の波長測定等）を行いました。最後に実際に研究で使用されているイオンビーム加速器施設を見学しました。普段では経験することのできない貴重な体験ができました。

放射線を「みて」みよう！～霧箱の観察～

　放射線には様々な種類がありますが、そのいずれも肉眼で見ることはできません。しかし「霧箱」を用いることで放射線を「観察」することができます。放射線はエネルギーが大きいため、通過したときに痕跡を残します。その痕跡を目に見えるようにするためには、装置の中で温度勾配をつくりエタノールの過飽和層を作ることが必要です。今回は「ペルチェ素子とカイロ」、「ドライアイスと室温」の温度勾配をつくり、２種類の霧箱を作成しました。霧箱の中で放射線が飛跡となって見えるようになると、「見えた！」「すごい！」と感動の声が聞かれました。ドライアイスを用いた霧箱は、科学館などで展示されている大きさのもので、自然放射線もよく観察できました。次から次へと現れる飛跡に、自然放射線の多さを感じることができました。

医療画像で学ぶ身体と検出器の世界

　医療は常に発展を続けています。移植などの分野だけでなく、人体を非侵襲的に画像化する技術は診断や治療などに常に役立っています。本講義では、単純X線からはじまり、X線CT[X-ray Computed Tomography]、MRI[(Nuclear Magnetic Resonance Imaging)]、PET[Positron Emmission Tomography]の原理をこれまで学んだ化学、生物、の知識と結びつけて学習しました。みなさん、これまでなんとなく見てきた医療画像が身近な物に感じられたのではないでしょうか？

無セキツイ動物（ホヤ）の受精と発生を観察しよう！

　動物の形態や発生をテーマに実施しました。ホヤの成体（大人）は岩などにくっついて移動しないため、貝の仲間だと誤解されがちですが、幼生（子ども）のときは泳ぎ回り、脊椎動物に近い特徴を備えています。当日は成体のからだのつくりを詳しく観察したり、受精卵の細胞分裂を顕微鏡でじっくり観察したりしました。細胞膜がくびれて、細胞が分裂する瞬間に立ち会うことができ、感動している生徒もいました。オタマジャクシの形をした幼生も観察し、ホヤが脊椎動物に近縁であることを実感してもらいました。ホヤは東京大学三崎臨海実験所より提供していただきました。

キッチンサイエンス第４回

　４回目のキッチンサイエンスでは、「ふわふわになるメレンゲの作り方」「シフォンケーキのしっとり感について」「砂糖の種類に着目してシフォンケーキを作ろう」の各グループによる研究発表を滋賀大の加納研究室の皆さんの前で行いました。砂糖を変えるとシフォンケーキの色も変化する等実験の中で思わぬ発見があったり、なぜ卵白の量を変化させると膨らみ具合が変わるのか成分に注目したり、失敗の原因をしっかり考察したり、サイエンスの視点でしっかりと実験結果と向き合ったとても良い発表にすることができました。

令和５年１２月２５日（月）に本格有機化学実験「エッセンシャルオイル抽出体験」を実施しました。実験ではレモンに含まれるリモネンの分離・抽出・精製・同定を行いました。普段の化学実験ではなかなか使用しない実験器具をたくさん使ってもらい、充実した実験を提供することができました。物質を取り出す操作は結構大変だし、そのためには、取り出す物質の性質をよく理解することや、性質を利用した分離方法の選択が必要だということを学んでもらいました。

１２月１７日（日）に京都府内の高校生・中学生を対象に、探究活動を数学を用いて体験する「洛北数学探究チャレンジ」を行いました。当日与えられたテーマをもとに探究課題を設定し、調査とレポート作成を行うもので、難しいテーマだったにもかかわらず非常に盛り上がっていました。

参加したのは高校１２グループ（洛北５、他校７）、中学７グループ（洛北附属中５、他校２）で、他校の生徒も多く集まり、熱心に交流していました。とても楽しい会になったので、来年はぜひ参加してみてはいかがでしょうか？

11月1日（水）と11日（土）の２回にわたって、神戸学院大学名誉教授・野口ジュディ先生による英語プレゼンテーション講座を開催しました。１回目は簡単な英語での自己紹介とそのプレゼンテーションの準備をし、参加者一人ずつに丁寧なフィードバックをいただきました。２回目は、自己紹介と、世界のニュースから自分が気になるものを選んで資料を作り、プレゼンテーションを行いました。フランスの洋服リサイクル、イギリスのBed Povertyなど、それぞれが個性豊かなトピックで、資料も英語もレベルの高いものでした。最後には、先生から今後の英語学習へのアドバイスや将来へのメッセージなどもいただき、今後へのモチベーションとなりました。

　10月21日（土）に京都Scienceコミュニティ企画「ペーパーローラーコースターコンテスト（以下PRCC）を実施しました。この企画は、京都Scienceコミュニティに参加している府立高校をオンラインでつなぎ、リアルタイムで科学競技を行う企画です。今年度のテーマはPRCC！紙で作ったコースにビー玉を転がし、そのタイムやボーナスポイントで競い合いました。今年は複数の学校の合同チームや、中学・高校の合同チームなどバラエティ豊かな総勢19チームが参加しました。各チーム時間内にコースターを完成させることに非常に苦労したようでしたが、個性あふれる作品ができました。PRCCはSMART教材のひとつで、科学的な思考やものづくり、アートの視点が随所に散りばめられています。参加したチームはとても楽しく頭を使って科学してもらえたようです。

野菜をもっと知ろう

　普段、何も意識しないで食べている野菜。多くの人にとって一番身近な植物ですが、意外と知らないことが多い。そんな野菜を深く知るために、スーパーに行き、産地を確認しました。その後、野菜の原産地を調べ、生育環境について考えていきました。生育環境だけでなく、歴史、食文化などを掘り下げて学習しました。「身近な野菜がこんなに奥の深いものだと知らなかった。」「野菜の歴史的背景を知れて、興味を持てた。」「友達と話し合う場面が多く作られていたので、自分の意見を深めることができた。」等多くの前向きな感想がありました。今回は時間の関係でトマトとキャベツ、白菜のみの話でしたが、今度は別の野菜を深く掘り下げていきたいと思います。

謎のシステム『ブルーボトル』

　振ると無色から青色に変化し、しばらく静置すると再び無色にもどる不思議なシステム「ブルーボトル」を題材に、探究実験活動を行いました。実験結果から仮説をたて、その仮説を検証する実験を自分たちで考えて実施しながら、ブルーボトルのシステムの仕組みを解明していきました。酸化還元反応を学習していない人もいましたが、それぞれで頭をフル回転させながら、仮説を検証できていました。たくさんの試薬とガラス器具を使った実験は、普段の実験よりもとても忙しく、新鮮で、楽しい時間となったようです。

プラズマ発生実験

　宇宙の99％以上を占める「物質の第4状態」プラズマ。宇宙物理学のスケール感や日常とかけ離れた世界観に触れたかと思えば、実験材料はアルミホイル。そう、壮大なサイエンスの世界は、あくまでも私たちが生活するこの世界での出来事なのです。少しの知識と工夫で、1000度を超すプラズマを創り出すことに成功すると歓喜の声が。次第に激しい音や閃光に慣れてくると、今度はより高温のプラズマが作りたくなる。そう、その貪欲さが大切なのです。もっと知りたい、さらに高温に・・・試行錯誤を繰り返しますが、プラズマによる人工ルビーの合成は容易ではなく、なんとか最後に２人、小さなルビーにたどり着きました。楽しんでもらえたようで一安心。長く楽しんできたルビー合成も、今回で原料が底をつきました。次はサファイアの合成をしようかな？

FP（ファイナンシャルプランナー）ってどんな仕事？

　金融関係の資格であるファイナンシャルプランナーについて、どのような資格なのか、どうすれば資格を取れるのか説明したあと、投資についての講義を行い、ボードゲームを通して講義の内容を体験し、住居取得費や老後の生活資金を得るために、適切な資産形成の方法を考える時間になりました。 株式投資やNISA、iDeCoの仕組み、税金について楽しみながら学ぶ時間になりました。みなさんが働き始める時に役に立つ知識ですが、働き始めると勉強する時間はあまり取れないので、学生の間に知識をつけておいて欲しいです。

キッチンサイエンス第３回

　３回目のキッチンサイエンスでは、「ふわふわになるメレンゲの作り方」「シフォンケーキのしっとり感について」「砂糖の種類に着目してシフォンケーキを作ろう」など、各グループで設定したテーマを解明するための実験を、滋賀大の加納研究室の皆さんからアドバイスをいただきながら行うことができました。 　どのグループも条件を比較しながらシフォンケーキを完成させ、作成したシフォンケーキを、ふくらみ具合や、生地の固さ、香りなど様々な要素に注目しながら評価することができました。次回はそれぞれの実験結果と考察をまとめて発表する予定です。