(S12)DNA を題材に科学の世界を身近に体験できる教育プログラムの開発とオンライン科学教室の実施
西麻耶子（熊本大学技術部）

Nishi Mayako : Familiarize children with science on the subject of DNA development of educational programand implementation of online science class.
Scientific experiences and experiments are important for stimulating scientific interest. However, time-consuming experiments aredifficult to conduct in primary and secondary education settings and at home, and there are few opportunities for students to become
familiar with science. Furthermore, in 2021, face-to-face experiments were difficult to conduct due to the impact of the new coronavirus(COVID-19). In order to keep children's "learning" going and to draw out their "interest," we developed science experiment teachingmaterials and conducted a science class with interactive online and on-demand delivery. The teaching materials were designed for bothonline and face-to-face use. This time, we developed teaching materials and conducted a science class on the subject of "DNA," which isone of the most interesting scientific fields in terms of its advanced and cutting-edge content, and is one of the most frequently heard but
rarely touched upon in primary and secondary education. In addition, as a topical topic, we touched on "PCR," which is used to test forthe presence of COVID-19 infection, a topic that we often heard about at the time but which we felt had been covered in the news without
being well understood. The applicant's original experiment kit (Fig. 1) was sent to all participants in advance to lower the psychological,
labor, and financial hurdles to participating in the science class. To make it easier for participants to conduct experiments even if they haveto prepare materials on their own, most of the kits were made of household items and were inexpensive. In addition, to attract children'sinterest, a DNA model was made using sweets.

1. 目的れるようにした。また、子どもたちの興味を引くよう、科学的体験や実験は科学的興味を引き出す上で重要お菓子を使って DNA 模型を作成した。

である。しかし初中等教育現場や家庭では時間がかかる実験は実施し難く、科学を身近に感じる機会が少ない。更に 2021 年当時、新型コロナウイルス(以下COVID-19)の影響で対面実験は実施し難い状況であった。 子どもたちの「学び」を止めないため、「興味」を引き出すため、科学実験教材の開発及び双方向オンライン + オンデマンド式配信での科学教室を行った。
教材は、オンラインにも対面にも対応できる内容とした。 今回、日常よく耳にするが初・中等教育で殆ど触れられない点で最も興味を引く科学分野の一つで、発展的・先端的内容を含む 「DNA」を題材に教材開発・科学教室を行った。更に時事的話題として、当時よく

図 1. 植物の DNA 抽出キット（右下）、実験者本人の DNA耳にするが、よく理解されないままニュース等で取り抽出キット(左下)、DNA 模型作成キット(上）上げられていると感じていた COVID-19 感染有無を調2. 方法べる検査に利用される「PCR」にも触れた。なお、全て(1)募集方法の参加者に事前に研究者オリジナル 実験キット〈図本科学教室は、熊本市の子どもを持つ保護者を中心1〉を送り、科学教室参加への心理的・労力的・金銭的とした 400 名以上のメンバーがいる LINE グループにハードルを下げた。個人で材料を揃える場合でも実験て参加者を募り、未就学児～中学生の子どもとその保を行いやすいよう、 殆どが生活用品で、安価に揃えら護者 30 組の参加があった。

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生理学・生物学技研報2023

(2)双方向オンライン + オンデマンド式配信での実施
熊本市の小中学校では、昨年度までに 1 人 1 台セル

2n の計算問題をクイズ形式で取り入れ、視覚的に PCRの原理の説明をした。

ラーモデルの iPad 導入が完了しており、Zoom での双方向授業やオンラインでの学びに利用されている。確実に本科学教室に参加できるよう、Zoom での双方向オンライン科学教室を行うとともに、当日に参加でき

図 2. 紙で DNA 模型作成方法

なかった場合、参加者限定で視聴できるオンデマンド式配信を行い、YouTube に動画をアップロードした。
(3)実験方法

図 3. お菓子で作成した DNA 模型

3. 結果・考察

図 4 にアンケート集計結果を示す。どの質問項目も実験方法は、以下の通りである。それぞれの実験に肯定的な回答が殆どであった(『とても当てはまる』、関して、研究者の発想・工夫点をまとめている〈表 1〉。

『当てはまる』)。『参加前よりも科学に興味がわいた

表 1. 実験内容と研究者の発想・工夫点まとめか』という質問に関して、『前から興味が高かったからそんなにかわらない』場合もあり、科学に興味がない、または、苦手意識がある参加者に関しては、科学に興味を持つきっかけとなったのではないかと期待する。
自由記述で『紙で折ったものをお菓子で表現するという行程が素晴らしかったです』等、DNA 模型作成に関する回答が目立った。特にお菓子は、子どもたちの興味を引くのにとても役立ったようであった。
親がその子どもの勉強面のサポートをするのは難しい場合もあるようで、『今回のようにキットを準備して頂き、一緒に進めていく形であれば私でも大丈夫！と①生活用品による植物の DNA 抽出

今回の実験で新しい世界が親子で開けた感じがしま

ニンニクの DNA を生活用品で抽出した。市販のすす！』との回答もあり、本科学教室の意義を感じた。

りおろしニンニクチューブのニンニクに水道水、中性

科学教室の開催に関して、オンラインと対面のどち洗剤、食塩を加え、茶こしでろ過して、無水エタノーらがよいかという質問に、オンラインが 40%、対面がルで抽出した。

27%、どちらでもよいが 33%となり、分散した。どの②生活用品による実験者本人の DNA 抽出

開催方法でも対応できるということは、場所や状況を綿棒で口腔粘膜細胞を取り、水道水、中性洗剤、食選ばない、一つの特長であると言えるだろう。

塩、コンタクトレンズ用タンパク質除去剤を加え、無当初、対面・オンライン・対面+オンラインのいずれ水エタノールで DNA 抽出した。この実験は、作成したで開催するかを検討していたが、実施予定の 2021 年 8動画の配信を行い、後日個人で行えるようにした。

月、熊本県は、まん延防止等重点措置下に置かれた。

③紙で DNA 模型作成

これを受け、オンラインのみでの実施とした。どのよ

紙で DNA 模型が作成できるプリントを作成・印刷し、キットに入れて配布した。はさみと色ペンなどをうな状況下でも子どもたちの学びを止めない教材開発の必要性を実感した。

用いて、切り抜き→色付け→折り紙をして DNA 模型を作成した〈図 2〉。DNA の 4 種の塩基を A：赤 T：紫
G：緑 C：橙とし、A-T、G-C がペアとなるように三角部分に任意に色付けをしてもらった。
図 4. アンケート結果④お菓子で DNA 模型作成
③で作成した DNA 模型を設計図としてお菓子でDNA 模型を作成した〈図 3〉 。

謝辞
本研究は JSPS 科研費 21H03945 の助成を受けたも⑤PCR についての説明のです。

DNA の一部が 1 サイクルにつき 2 倍に増幅される

生理学・生物学技研報202339