豊橋技術科学大学における高大連携の取組み

国立大学法人豊橋技術科学大学

学長補佐（将来構想担当：社会連携関係）

中野 裕美

2012年4月に発足

地元企業
地方自治体

未来ﾋﾞｰｸﾙｼﾃｨRC

地域社会

地域病院

社会連携
地域大学
地域小中学校

本学の有する人的・物的ﾘｿｰｽを駆使して社会貢献

人間・ﾛﾎﾞｯﾄ共生RC

社会連携推進本部
リサーチセンターの事業や成果，各種公開講座，高大連携等々の実施を通じて，大学と社会の架け橋になり，社会連携を推進します。

学内連携

先端農業・ﾊﾞｲｵRC

安全安心地域共創RC

17国立大学＋2私立大学＋3機構

三機関が連携・協働した教育改革

榊学長が「ヒトゲノム計画」の評価により文化功労者

ギカダイが上位２０位にランクイン/７３７大学中（前回１６位）

本学における高大連携の取組み事例
１．あいち理数教育推進事業「知の探究講座」
２．SPP事業の実施・協力
３．原子力・エネルギーに関する教育支援事業の実施・協力
４．SSH指定校事業への連携・協力
５．ＴＵＴラボ
６．豊橋技術科学大学情報講習会の実施
７．科学技術教育推進協議会発表会「科学三昧inあいち」参加
８．依頼講演
９．出前入試説明
１０．高校との懇談会
１１．ラボツアー
１２．オープンキャンパス
１３．東三河高大連携協議会

あいち理数教育推進事業「知の探究講座」
目的：従来、各高等学校で進めてきた理数教育に関する優れた取組を全校に普及するとともに、高大連携の充実を図ることにより、愛知の理数教育を一層発展させ、科学技術創造立国を支える優れた人材の育成を目指す（愛知県教育委員会 H19年～実施）【H25実績】「次世代ロボット創出プロジェクト」（10年後のロボット企画，プロトタイプのロボット制作・拡張）
人間・ロボット共生リサーチセンター 寺嶋一彦センター長、岡田美智男教授ほか
・日程：平成２５年７月３０日～１１月１６日の８日間（全体発表会は平成２６年１月１１日）
・受講生：名古屋西，春日井，岩倉総合，東浦，岡崎，岡崎東，岩津，安城南，豊橋西，成章，小坂井
以上、県内高校１１校から１２名が受講・開催場所：本学・実習内容：４種類のプロトタイプのロボットに基づいて，その基本動作を拡張してどのような動きをさせたいかをグループで構想し，ロボットを動かすためのプログラミングをして，構想した動きに近づける実習などを行いました。
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SPP事業
目的：児童生徒の科学技術，理科，数学に対する興味と知的探求心等を育成するとともに，進路意識の醸成及び分厚い科学技術関係人材層の形成【H25実績】（１）「ＰＣＲ法によるＤＮＡ増幅と電気泳動の実験実習」
環境・生命工学系 菊池洋教授
・日程：平成２５年６月１８日，８月２６日～２７日
・受講生：豊丘高校２年の生徒３３名
・開催場所：豊丘高校，本学（２） 「沿岸災害への備えとその対策～水理現象の基礎知識から実現象の理解へ～」
建築・都市システム学系 加藤茂准教授
・日程：平成２５年８月５日，６日，９日
・受講生：豊橋工業高校の生徒１３名
・開催場所：本学※ＳＰＰ事業・・・サイエンス・パートナーシップ・プロジェクトの略
学校と大学・科学館等の連携により，科学技術，理科・数学に関する観察，実験，実習等の体験的・問題解決的な学習活動を実施。

原子力・エネルギーに関する教育支援事業
目的：高校生にエネルギーや原子力並びに環境をめぐる問題について興味や関心を喚起し、知識の獲得と理解の促進を図る(文部科学省）【H25実績】 ※本学においては平成２４年度から実施・協力「エネルギーに関する模擬授業・実験」
電気・電子情報工学系 滝川浩史教授
・日程：平成２５年１０月５日
・受講生：岡崎北高校の生徒４１名
・開催場所：本学【色素増感型太陽電池を試作！】
・実習内容：太陽電池パネルの設置角度や方位を変えたり、パネルへの影のつき方によって出力の変化などを計測

英語村・SSグローバル【英語村】
概要：時習館高校とＳＳグローバル参加校の生徒が各班４～５名に分かれて，留学生と英語だけでFree Conversationを行い，英語力を養う
日時・場所：１１月１０日（日） １１：３０～１６：００，時習館高校
参加生徒数：１３７名
本学の協力：留学生３５名と日本人チューター１名が参加

英語村での生徒と留学生の英会話の様子【SSグローバル】 ※旧称：コアＳＳＨ
概要：ＳＳグローバル参加校の生徒が「科学三昧ｉｎあいち」及び英国で実施される合同研究発表会の準備として、研究内容の発表練習を英語で行う。
日時・場所：１２月１５日（日） ９：４０～１２：１５，時習館高校
参加生徒数：８１名
本学の協力：留学生１１名と日本人チューター１名が参加
SSグローバルでのポスター発表の指導

ＴＵＴラボ
目的：大学レベルの高度な技術・科学分野に関する実験・実習を体験することにより，本学または工学部に対する理解を深め，研究の魅力を感じていただく。
【H25実績】
・日 時：平成２５年８月２２～２７日 土日除く４日間
・受講者：愛知県及び静岡県西部地域の県立高等学校生徒※２６名（愛知県８校２３名，静岡県３校３名）が受講
・内 容：大学紹介・施設見学＋３日間演習（実験・実習）
最終日午後に成果発表会
講座テーマ「太陽電池をうまく使おう」
実験・実習の様子

・対流による熱の伝わりを知る
・太陽電池をうまく使おう －屋外での発電実験－
・薬を創るための分子シミュレーション入門
・生分解性高分子の球晶成長
・レーザーカッターや3Dプリンタを使用した建築ものづくり体験
成果発表会での質疑応答の様子※本講座は，時習館SSH事業の一つ「地域SS豊橋技術科学大学講座」を兼ねる。
東三河地域の高校からの受講生は地域SS豊橋技術科学大学講座の受講生として参加。
（受講生募集案内は時習館高校から通知）

SS技術科学
目的：科学技術全般に対する興味・関心、論理的思考力、問題解決能力や 探究力の習得【H25実績】
・受講者：時習館高校２年生全員（３１５名）を受入れ
・実験講座
・日程：平成２５年９月５日～６日(２日間）
・場所：本学・内容：学長講義＋ ５～６人の班ごとに実験・実習
・成果発表会・日程：平成２５年１１月１９日
・場所：時習館高校
・内容：４会場に分かれて班ごとの成果発表※座長を本学教員４名が担当

ＳＳ技術科学 テーマ一覧【平成２５年度】
1. 金属の缶を作ってみよう－金属は形を大きく変える－
2. 風切り音を体験しよう
3. 蒸気エンジンを使った発電システムの製作
4. ロボットの動作原理を学ぶ
5. 静電気の力を使ってミクロな機械を駆動してみよう
6. 交通安全支援技術の体験 ～仮想の街を作り，走ってみよう～
7. 水のなかから半導体をつくる－半導体と色、そして太陽電池－
8. 病院内 回診ロボット“TERAPIO”を体験しよう
9. 髪の毛の100分の1細いプラスチック糸の作製
10.ＬＳＩとセンサの設計製作入門から最先端まで
11.ワイヤレス電力伝送に関する実験
12.電池の仕組みを手作り電池で理解しよう
13.目でみる波の動き
14.SNSデータからのテキストマイニング
15.オブジェクト指向プログラミング入門
16.音声の物理的・生理的性質と音声の生成・合成実験

17.機械翻訳のしくみ
18.コンピュータ和算「塾」 和算+情報=デザイン力
19.視覚の心理学：錯視と錯覚の脳科学
20.試行錯誤からの学習
21.鏡像分子の性質
22.ライフサイクルアセスメントによる製品の環境性評価
23.最先端超伝導薄膜磁気センサの技術
24.蛍光顕微鏡で視る細胞のDNAと呼吸活性25.プラズマによる大腸菌の殺菌26.超音波風速計を利用した地表面からの熱量と運動量の測定
27.夏季における屋外都市空間を歩行する場合の深部体温の変動
28.建物の振動入門 ～建物の揺れを調べてみよう～
29.エクセルを用いた投資のリスク管理
30.3次元CAD入門 〜AUTOCADで階段を描いてみよう〜
31.効率よく英語の語彙力を強化しよう
32.マルチメディアを使ったe-learningコンテンツの作成

実習内容一例
電池の仕組みを手作り電池で理解しよう
リチウムイオン二次電池は携帯電話やノートパソコンといったモバイル機器用電源のみならず，自動車用動力源・太陽電池／風力発電用補助電源としても応用展開が進められており，ますます私たちの生活に欠かせない電池として大きな注目を集めています。
本実習テーマでは，リチウムイオン二次電池の構造・動作原理の基礎について学習します。また，実際に電子顕微鏡を用いて電池に使用される電極材料の観察や，これらの電極材料を使って皆さん自身が手作りした電池を用いた充放電特性の測定を行います。得られた結果に基づいて，電池の特性を左右する条件（材料＋動作条件）について理解を深めてもらうことを目的とします。
•••

１日目（午後）：コイン電池作製，電子顕微鏡による電池材料観察，充放電特性取得開始
２日目（午前）：電池に関する基本講義，データ整理
２日目（午後）：データ整理，報告資料作成ガイダンス

実習内容一例
視覚の心理学：錯視と錯覚の脳科学
私たちの住む世界は，見る，聞く，触る，嗅ぐ，味わう等の感覚を通してのみ体験可能です。
しかし，体験される世界は，必ずしも外界の物理特性と一致しません。たとえば，「錯視」では，同じ長さの線が違う長さに見えたり，平行な線が傾いて見えます。実は，錯視は特別なことではなく，私たちの日常の知覚そのものなのです。人の感覚器官が外界から得るデータは限られており，私たちが日々体験する知覚にとってはあまりにも少ないと言えます。そこで，脳は，感覚データから現実世界を推定して，知覚世界を作り出しているのです。
知覚心理学は，脳がどのように知覚を成立させるのかを科学的に解明しようとする研究領域です。今回は，基礎的な視覚研究についてのデモと講義のあと，各自で錯視デモの作成，観察，および心理物理実験を体験してもらいます。
・１日目（午後）：知覚心理学の講義とデモ・２日目（午前）：錯視デモの作成と観察・２日目（午後）：ランダムドットステレオグラムの作成と心理物理実験

SS技術科学の生徒アンケートから2010年度

2011年度

2012年度

2013年度

発表準備への取り組み姿勢

92％

95％

97％

95％

WORD作成技術向上

31％

31％

38％

36％

PPT作成技術向上

36％

35％

41％

39％

発表技術向上

78％

79％

79％

77％

科学への関心度向上

77％

80％

83％

81％

・まじめに取り組む姿勢
・WORD,PPTは大半の生徒がもともと使いこなせている環境。
・発表技術の向上や科学への関心度向上こそ、SSH事業の大きな成果。

SS技術科学アンケート
生徒の意見から抜粋•

面白かった(楽しかった）の記述をした生徒は、全体の意見の91％。理系の生徒のほうが多かった。

比較的多かった意見• 様々な知識を得ることができて面白かった。
• 内容は難しかったが、普段できない貴重な体験になった。
• 大学の研究のイメージが明確になった。
高校生のまじめな取り組みが反映された意見• うまく発表できず悔しい。次はもっとしっかりした発表をしたい。
• 今回の自分たちがした実験を応用化したものが、未来を良くするために使われるかもしれないと思うとわくわくした。
• 研究はただ何かを発見するだけじゃない。研究はつきつめるほど面白くなっていくと感じた高大連携事業における効果
高校

大学（TUT）

入学者へのＰＲ

入学者へのＰＲプレゼンスの向上プレゼンスの向上

教育の補完アウトリーチ活動

生徒の興味関心，実学の経験

高校を知る・理解する機会

進路選択指導社会貢献

ご清聴ありがとうございました。
これからSS技術科学の成果発表会で優秀賞を受賞されたチームによる発表があります。

• 実験実習講座(豊橋技術科学大学)
2年生全員が各テーマ32講座に分かれて実験講座例）
視覚の心理学・脳科学
電池の仕組みを理解しよう
蛍光顕微鏡で視る細胞のDNAと呼吸活性etc

・９～１０月
成果発表会準備
予稿集作成
ＰＰＴ作成
・１１/１９
成果発表会

髪の毛の１００分の１細い
プラスチック糸の作製

目的・研究背景(原理)
目的；直径が１㎛以下のナノファイバーの作製
利用例；
水のろ過装置光ファイバー再生医療現場
10 mm

ナノファイバーの作製
エレクトロスピニング法

溶液の濃度計算・溶液調製
PMMA・・・Poly(methyl methacrylate)→プラスチックの素NBA・・・Nile Blue A perchlorate→色素Chloroform→揮発性が高いDMF・・・N,N-dimethylformamide→溶媒溶液の濃度計算・溶液調製＜問題＞

PMMA 10ｗｔ％
in a mixture of DMF/chloroform（7/3 in a volume ratio）
NBA 2×10¯³mol/L for the PMMA
volume訳すと・・・
DMFとchloroformの体積比7:3の混合液に対してPMMAの質量％濃度が10％である溶液
PMMAの体積1Lに対してNBAを２×１０¯³mol/L

PMMA・・・Poly(methyl methacrylate) …0.37g
NBA・・・Nile Blue A perchlorate …2.5mg
Chloroform …1.34g
DMF・・・N,N-dimethylformamide …18.9g※合計は３ｍLになるよう計算

調製
PMF
chloroform

NBAPMMA

ナノファイバーの作製
エレクトロスピニング法

顕微鏡によるファイバーの観察短波長(高エネルギー)の光

ナノファイバー(NBA入り)

長波長(低エネルギー)の
光

実験結果
20000

green light

光強度(a.u.)

15000

10000

5000

0450

500

550600波長(nm)

650

700750考察・ 環境に優しい生分解性ポリマーでも作成可能
・ 従来のナノファイバーとは違い、曲げることが可能→大量生産できず、光効率が悪いため実用化には遠い46