資質・能力育成を志向する中等化学教育のためのグリーンケミストリー教材の開発と評価

以培养素质和能力为目标的中等化学教育绿色化学教材的开发与评价

• 批准号: 22K02989
• 负责人: 今井 泉
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Toho University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K02989/
• 关键词: グリーンケミストリー; グリーン・サステイナブル ケミストリー; 化学実験; 教材評価; 生分解性樹脂; 触媒; 中等化学教育; 資質・能力育成; 教材

本年度は、(1)生分解性樹脂であるポリ乳酸の加水分解経過を追跡するグリーンケミストリー教材を開発した。また、(2)塩化コバルトを用いた触媒作用を可視化する教材を開発し、環境負荷及び安全性を定量的に評価するための評価軸を試作した。(1)ではポリ乳酸を分解し、その分解を予めフィルムに取り込ませた色素の溶出によって定量する方法を使用し、塩基（水酸化ナトリウム）と酵素（プロテイナーゼK）による3Dプリンタ用ポリ乳酸の反応経過を追跡した。その結果、時間とともに色素濃度が増加し、分解した質量とも相関性が見られたため、色素による追跡は可能であると判断した。そこで、タイのコンケン県にある国立の高等学校2年生を対象に、各班で小型吸光度計（ヤマト科学, PiCOEXPLORER PAS-110-YU）を用いた実験授業を実践した。その成果を日本化学会第103春季年会で口頭発表した。(2)では、第一段階として触媒作用をもつ塩化コバルト溶液を添加しない反応として、硫酸酸性下で酒石酸溶液と二クロム酸カリウム溶液の酸化反応速度を吸光光度計（HITACHI U-5100）を用いて定量的に追跡した。この実験を環境負荷と安全性の視点から新規に構築した評価軸を用いて評価した。その結果を踏まえ、タイのバンコクにあるカセサート大学教育学部の学生対象に小型吸光度計（既述）を用い、新規に構築した評価軸を使った実験授業を実施した。その成果を日本化学会第103春季年会で口頭発表した。また、現在、日本のグリーンケミストリーであるグリーン・サステイナブル ケミストリーの概念から新規に構築した環境負荷と安全性の視点を取り入れた実験教材の評価方法について、日本科学教育学会『科学教育研究』に投稿中である。

は this year, (1) the decomposition of raw resin で あ る ポ の リ lactic acid hydrolysis 経 too を tracing す る グ リ ー ン ケ ミ ス ト リ ー textbooks を open 発 し た. ま た, (2) salt コ バ ル ト を with い た catalysis を visualization す る textbooks を open 発 し, environmental load and safety び を に of quantitative evaluation of 価 す る た め の review 価 shaft を attempt し た. (1) で は ポ リ lactic acid decomposition し を, そ を の decomposition to め フ ィ ル ム に take り 込 ま せ た pigment の dissolution に よ っ て quantitative す を る method using し, salt base (water acidification ナ ト リ ウ ム) と enzyme (プ ロ テ イ ナ ー ゼ K) に よ る 3 d プ リ ン タ with ポ リ lactic acid の anti 応 経 too を tracing し た. そ の results, time と と も に pigment concentration が raised し, decomposition し た quality と も phase masato sex が see ら れ た た め, pigment に よ る tracing は may で あ る と judgment し た. そ こ で, タ イ の コ ン ケ ン 県 に あ る national の high school 2 years を like に seaborne, every class で small absorption spectrophotometer (ヤ マ ト science, PiCOEXPLORER PAS - 110 - YU) を with い た be 験 knowledge を be practice し た. Youdaoplaceholder0 そ achievements を で Oral presentation at the 103rd Spring Annual Meeting of the Chemical Society of Japan で た. (2) で は, first Duan Jie と し て catalysis を も つ salt chemical コ バ ル ト solution を add し な い anti 応 と し て, で tartaric acid solution under acidic sulfate と two ク ロ ム acid カ リ ウ の ム solution acidification speed reverse 応 を absorption spectrophotometer (HITACHI U - 5100) を with い て quantitative に tracing し た. こ の be 験 を environment load と security の viewpoints か ら new rules に build し た review 価 axis を い て review 価 し た. Tread そ の results を ま え, タ イ の バ ン コ ク に あ る カ セ サ ー ト university education division の students like に small absorption spectrophotometer (already mentioned) seaborne を い, new rules に build し た review 価 axis を make っ た be 験 knowledge を be applied し た. Youdaoplaceholder0 そ achievements を で Oral presentation at the 103rd Spring Annual Meeting of the Chemical Society of Japan で た. ま た, now, Japan の グ リ ー ン ケ ミ ス ト リ ー で あ る グ リ ー ン · サ ス テ イ ナ ブ ル ケ ミ ス ト リ ー の concept か ら new rules に build し た environment load と security の viewpoints を take り れ た be 験 textbooks の review 価 method に つ い て, Japan's science education to learn "science education research" に contribute in で あ る.

项目成果

ポリ乳酸の加水分解経過を追跡するグリーンケミストリー教材の開発

开发绿色化学教材追踪聚乳酸水解进展

• 发表时间: 2022
• 期刊: 日本理科教育学会全国大会発表論文集
• 作者: 佐山奈緒;今井泉
• 通讯作者: 今井泉

塩化コバルトを用いた触媒作用を可視化する熱化学教材の開発とその評価

使用氯化钴可视化催化作用的热化学教材的开发和评估

• 发表时间: 2023
• 作者: 山田将司;今井泉
• 通讯作者: 今井泉

3Dプリンタ用PLA樹脂の加水分解経過の追跡

跟踪 3D 打印机用 PLA 树脂的水解进度

• 发表时间: 2023
• 作者: 佐山奈緒;今井泉
• 通讯作者: 今井泉

グリーン・サステイナブル ケミストリーの視点を取り入れた教材評価の開発

融入绿色和可持续化学视角的教材评估开发

• 发表时间: 2022
• 作者: 山田将司;今井泉
• 通讯作者: 今井泉

コンケン大学/カセサート大学(タイ)

孔敬大学/农业大学（泰国）