2011年度サイエンス・マイスター副専攻春学期授業「高度科学技術入門」、「科学体験学習1」実施報告

サイエンス・マイスター育成プログラム
「サイエンス・マイスター副専攻」

2013年度実施授業
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高度分析技術1(実習授業2:ディスカッション2)授業概要 12月9日

実験授業は、装置原理、実験、レポートから構成されます。受講生はA〜Cの3グループに分かれ、走査型電子顕微鏡(WET-SEM)、蛍光X線顕微鏡(XRF)、X線回折装置(XRD)の3種類の装置について学習します。

★Aグループ、蛍光X線顕微鏡(XRF)


講師:教養学部人間環境学科 内田晴久教授


Aグループ、蛍光X線顕微鏡(XRF)の3回目の講義は、2回目の実習で得られた4種の未知試料粉末(ア、イ、ウ、エ)の元素分析結果の解析とディスカッションを行いました。グループ内で3つの班に分かれて結果を解析し、未知試料がそれぞれ何であるか推察してもらいました。各班を内田教授が回り、結果の見方をアドバイスしてくださいました。各班で意見がまとまってきたところで全員集合し、各班で導き出した意見・考察を発表してもらいました。その後、各班の意見をもとに全員で話し合い、グループとしての未知試料に対する推察案をまとめてもらいました。

学生の感想:Aグループ(XRF)


TAの方が良く相談にのってくれてよかった。マイラー膜と試料台、試料台のみの分析を急遽行ってくれて素晴らしかった。討論のときはある程度知識のある人の発言が目立ち、予習の重要性を思い知らされた。

(1年生:H君)



みんなで得られた結果についてディスカッションをするだけで、こんなにも様々な意見が出てくるので面白いと思った。また、自分にはなかった解析方法を聞けて、今後の勉強になった。様々な人とディスカッションをすると視野が広がると感じた。

(4年生:Sさん)



アの試料だけSとSiが多いと思っていたがディスカッションをすることで、Alの量が少ないのだとわかった。試料を見る際は視覚的なものや先入観に囚われず、しっかりとした数値を読み取ることの大切さを再確認させられた。

(2年生:K君)

★Bグループ、X線回折装置(XRD)


講師:教養学部人間環境学科 内田晴久教授


BグループはX線回折法について、教養学部の内田晴久先生指導の下、測定した結果を解析しました。測定したデータから指数付けを行い、結晶構造や格子定数などの値をみんなで協力し合い求めました。さらに、解析ソフトを用いて各データを解析し、未知試料がどのようなものであるか検討を行いました。授業の最後には、改めて内田晴久先生からX線回折についての復習が有り、参加学生の理解度も深まりました。

学生の感想:Bグループ(XRD)


回折図形の指数付けは大変だったし、時間もすごくかかってしまったけれど、格子定数が出て、結晶構造がわかったときはすごい達成感があった。解析ソフトによる解析は、候補パターンが上から全部出てきて、ルチルやアナターゼなどの違いがすぐにわかったので感動した。操作も多く大変だったけど、楽しかった。

(2年生:Tさん)



手計算だと大変だったが、推理パズルをしているようで面白かった。解析ソフトを使うと該当しそうな化合物を網羅してくれるので、前回の結果を用いて考察できそうで助かった。

(3年生:Sさん)



全3回にわたってXRDについて学んできて、ある未知試料の元素を特定するにはXRF、XRDのどちらも必要であり、様々な面から調べることが大切だと感じた。また、実際に実験する機会はなかなかないので、今回のような経験は今後に役に立つので良かったと思った。

(2年生:K君)



今回の講義では回折図形の指数付けから入り、PCを使い測定データの解析を行った。関数電卓を用いて解析を行うのは大変だったけど、解析ソフトを用いることにより、すぐに解析の結果がわかった。前回のXRFよりはっきりとした結果となった。

(3年生:I君)

★Cグループ、走査型電子顕微鏡(WET-SEM)


講師:教養学部人間環境学科 自然環境課程 小栗和也准教授


Cグループ、走査型電子顕微鏡(WET-SEM)の3回目の講義はWET-SEMの操作の確認を行いながら、ディスカッションを中心に行った。前回準備した試料を再度観察し、WET-SEMで何が分かるのか、分からないのか、他にどのような測定を行えばいいのかをそれぞれ、意見を出しあった。Cグループは前回XRFの講義を受けているので、未知試料、ア,イ,ウ,エがどのようなものかも意見を出し合った。

学生の感想:Cグループ(WET-SEM)


各試料のSEM像を見比べると、それぞれ違う形だったことに気づくことができた。これだけでは試料の特定ができないがある程度の知識があることで候補を絞り込めることを学んだ。

(2年生:I君)



SEMだけではその物質がなかなか判断できないことがわかった。ただ、各試料で形に差があることがわかった。

(3年生:O君)



実際に装置を操作することにより、この装置の機能や汎用性、操作方法を学んだ。知識をあらかじめ持ち合わせていないと考察の方向性にバラつきが生じることを全体の流れの中から感じた。

(2年生:S君)



SEMだけではこの物質が何であるかを特定することは無理だった。しかし、前回の結果を考慮すると、XRDではあくまで予想でしかなかったものが確信に近づいたと思う。

(2年生:S君)

東海大学
社会の多様な場で活躍するサイエンス・マイスター育成プログラムは 文部科学省の公募事業で
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