身近な有機化合物を利用した物質の構造決定の指導法に関する研究

点击翻译按钮获取中文摘要

中学校や高等学校で探究活動の中で有機化合物に関する実験を行う場合、教師の知識や技量によって生徒に指導できる内容が変わる。本研究では中学校や高校の教師を対象にした有機化合物の構造を確認できる卓上型の核磁気共鳴装置(NMR)の活用を目的とした研究を行い、物質の同定や含有量を学校の現場で確認できる実験教材の開発に加え、物質の見分け方に関する教育手法に関する研究を行う。卓上型の核磁気共鳴装置は、学校の理科室にも設置でき有機化合物の構造を知る上で有効な装置である。試料中に含まれる有機化合物の構造を知ることにより化合物の性質を予想することができる。学校の現場で卓上型の核磁気共鳴装置を活用するためには、高校までに学ぶ有機化合物の知識に加えて、受講者が核磁気共鳴装置の必要性を認識できるように実験内容を工夫する必要がある。実験方法や目的物の検出手段の確立している高校化学の教科書記載の実験内容では、受講者の磁気共鳴装置の必要性に対する訴求力が弱いことを考え、これに代わる身近な材料を用いた教材開発を試みた。教材開発の研究の題目として、中学校の教科書に掲載されている糖類やアミノ酸に関する研究に取り組んだ。このうち、糖類の分析方法に関する実験教材について将来教師になる教育大学の学部生や大学院生を対象に、開発した教材の実践を行い、従来の学校現場で可能な各種の分析法に加える形で、以前の研究と比較して核磁気共鳴装置による分析方法の優位性が認識できるか確認を行った。