定量測定実験を考慮した高校現場で役立つ実践マイクロスケール実験教材の開発

考虑定量测量实验，开发可用于高中环境的实用微型实验材料

• 批准号: 26909032
• 负责人: 畑 宗平
• 金额: $ 0.32万
• 依托单位: 京都市立伏見工業高校
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-01 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-26909032/
• 关键词: 簡易比色計; 定量測定実験; マイクロスケール実験教材

【研究目的】高校化学で定量測定実験の導入は、分析機器購入等の経済的な問題により困難である。その結果、高校の化学分野の授業では精密器具で行える中和実験等の一部の実験を除き、反応を色やにおい等の五感に頼る定性的な確認を中心とした授業内容に終始しがちである。しかし、定量測定ができれば実験結果の再現性が確認できるので、高校の理科実験室で仮説に対する検証が可能になる。その結果、探究過程を導入した授業の実現が容易になり、生徒の「科学的な見方・考え方」の効果的な育成が期待できると考える。そこで、これまでの研究である自作定量測定器具の開発を踏襲しつつ、作成した簡易測定器を用いたマイクロスケール実験教材の開発をして普及することである。【研究成果】1. 目的に関連する自作定量測定器具の開発やマイクロスケール実験教材の開発に関する情報はインターネット検索や学術雑誌等の文献調査を行って収集した。2. 市販の小型ガラス器具用に開発した簡易加熱器具に改良を加え、それを用いた加熱操作を伴うマイクロスケール有機化学反応実験教材を開発し、自作の簡易水分測定計を用いたエステル合成反応の定量測定実験教材をマイクロスケール実験教材へと改良した。3. 開発した簡易比色計を濁度計として兼用したマイクロスケール反応速度測定実験教材を開発し、自作定量測定器具の汎用性の高さを明らかにした。4. 比色計の原理説明用モデル実験器具(可視・可聴化タイプと定量化タイプ)を開発し、定性的観察実験を体験した後に定量測定実験で追行する手法の段階的認知プロセスを用いた定量実験学習の教授法を開発した。また、改良型簡易比色計を用いた塩化銅(Ⅱ)水溶液のマイクロスケール電気分解の定量測定実験を開発し、高校生を対象とした授業実践のアンケート結果を基にこれらの有効性を明らかにした。5. 研究成果をまとめた小冊子を作成し、研究会等で配布して普及活動に努めた。

[Objective] The introduction of quantitative measurement in university chemistry and the purchase of analytical equipment are difficult. As a result, the qualitative confirmation of the five senses of chemistry teaching in colleges and universities is the center and the beginning of the teaching content. The reproducibility of quantitative determination results is confirmed, and the validation of scientific laboratory results is possible. The result, the inquiry process, the introduction, the teaching, the realization, the cultivation, the expectation of the students, the scientific square, the examination, the results. The development and popularization of self-quantitative measuring instruments are discussed in this paper. [Research Results] 1. Objective: To collect the information about the development of automatic quantitative measurement instruments and academic journals. 2. The development of simple heating apparatus for small scale equipment in the market, the improvement of heating operation, the development of organic chemical reaction teaching materials, the improvement of self-made simple moisture meter, the quantitative determination of synthetic reaction teaching materials 3. The development of simple liposome turbidity meter and its application in the measurement of reaction velocity 4. Description of the principle of liposomes The development of qualitative and quantitative methods for the detection of liposomes and quantitative methods for the detection of liposomes and the development of quantitative methods for the detection of liposomes The quantitative determination of copper (II) in aqueous solution with modified simple liposomes was carried out in the laboratory. 5. Research results are published in brochures, seminars, etc.

项目成果

マイクロスケール化学実験で加熱操作を簡易化する教具の開発-小型ガラス実験器具用の簡易加熱器具の改良-

开发一种简化微型化学实验中加热操作的教学工具 - 小型玻璃实验室设备的简单加热装置的改进 -

• 发表时间: 2014
• 作者: 宮崎理恵;他7名;長島康雄;長島康雄・小泉祥一;長島康雄;三宅健次;三宅健次;廣直哉;畑 宗平;畑 宗平;畑宗平;畑宗平;畑宗平
• 通讯作者: 畑宗平

Inexpensive Teaching Tools to Simplify the Heating Process of a Small Amount of Liquid in Upper Secondary School Chemistry Experiments

简化高中化学实验中少量液体加热过程的廉价教学工具

• DOI: 10.11639/sjst.18032
• 发表时间: 2019
• 期刊: Journal of Research in Science Education
• 作者: 宮崎理恵;他7名;長島康雄;長島康雄・小泉祥一;長島康雄;三宅健次;三宅健次;廣直哉;畑 宗平
• 通讯作者: 畑 宗平

簡易加熱器具を用いたマイクロスケール実験教材の開発 -クスノキの葉(1枚)の簡易水蒸気蒸留法-

利用简易加热设备开发微型实验教材-樟树叶简单水蒸气蒸馏法(1片)-

• 发表时间: 2019
• 期刊: 理科の教育
• 作者: 宮崎理恵;他7名;長島康雄;長島康雄・小泉祥一;長島康雄;三宅健次;三宅健次;廣直哉;畑 宗平;畑 宗平
• 通讯作者: 畑 宗平

脱水縮合反応系中の水分測定計兼濁度計の教材開発～高校現場で役立つ実践的な簡易定量測定器の開発～

开发脱水缩合反应系统中的水分计和浊度计教材 - 开发适用于高中环境的实用且简单的定量测量仪器 -

• 发表时间: 2014
• 作者: 宮崎理恵;他7名;長島康雄;長島康雄・小泉祥一;長島康雄;三宅健次;三宅健次;廣直哉;畑 宗平;畑 宗平;畑宗平
• 通讯作者: 畑宗平

定量測定実験を考慮した簡易比色計兼濁度計の教材開発～Na_2S_2O_3水溶液と希塩酸との反応速度の測定～

考虑定量测量实验的简易比色计和浊度计教材开发~Na_2S_2O_3水溶液与稀盐酸反应速率的测量~

• 发表时间: 2014
• 作者: 宮崎理恵;他7名;長島康雄;長島康雄・小泉祥一;長島康雄;三宅健次;三宅健次;廣直哉;畑 宗平;畑 宗平;畑宗平;畑宗平
• 通讯作者: 畑宗平