令和３年度 CST 養成プログラム「理科実験室」【 講義指導 】

化学Ⅰ：物質 構造 ―

授業科目名

担当教員

岡村 浩昭（理工学研究科）

開講時期

―

℡ 099-285-8113（曜日・時刻）令和 3 年６月 29 日
土曜日１・２限目
８：５０－１２：００

e-mail：okam@sci.kagoshima-u.ac.jp

共同担当教員物質を構成する単位は原子・分子であり，分子は原子が結合したものである。身の回りの物質がどのように学修目標成り立っているかについて，原子・分子のレベルから理解を深める。ここでは「プラスチック」と総称される高分子化合物について，似たような物質であってもその化学構造が大きく異なっていることを理解する。

授業概要
（講義）

身の回りには非常に多くのプラスチック製品がある。日常生活や社会の中で使用されているプラスチックの性質や用途に触れながら，原子，分子の成り立ちについて解説し，プラスチック類の分類と構造，分子の構造と物性の関係を解説する。
第 1 時講義

授業計画

履修要件
教科書
備1.

原子の構造と元素記号（原子の記号），周期表との関係

2.

単体，同素体，同位体について，単体と化合物のちがい

3.

有機化合物と無機化合物について，有機化合物の特徴

4.

分子の構造とその表記方法
第２時講義

5.

低分子化合物と高分子化合物

6.

プラスチックの歴史，プラスチックの種類と構造

7.

身近な高分子化合物，製品とその分子構造

8.

プラスチックリサイクル

将来の教師，また現職教員として，理科

評価方法

授業への参加意欲・態度，科学的思考力，発表

教育のより高度な専門性を目指す意欲と基準意欲などで評価する

教員が作成したテキスト使用

参考図書

考

【実験・演習・実習指導】
学修目標

身の回りにある物質の構造を理解する。プラスチックの分子構造と物性の違いを理解する。コンピュータを利用した分子構造の作図法を修得する。

授業概要

分子構造作図ソフト ChemDraw の使い方を理解し，プラスチック類をはじめとする身近な物質の分子構造（実験・演習・実を２D および３D で理解させる。また，分子モデルを利用して，分子構造がどのように変化するか理解を図習）る。実際に，さまざまな種類のプラスチックを手に取り，その物性の違いを観察して理解を図る。
第 1 時演習・実習
1.

ChemDraw の操作と活用について

2.

分子の構造とその表記方法について

3.

２D 表示と３D 表示，分子の回転について

4.

分子モデルの取り扱い方と分子の組み立て

授業計画

履修要件
教科書
備考

第 2 時実験・実習
5.

プラスチックの分類と物性の違い

6.

プラスチックの比重を調べる

7.

プラスチックを溶かしてみる

8.

プラスチックを加熱してみる

9.

プラスチックを燃やしてみる

将来の教師，また現職教員として，理科評価方法

実験を通した探究心，実験技法の習熟度，創意教育のより高度な専門性を目指す意欲と基準ある実験レポート作成で評価する教員が作成したテキスト使用

参考図書

R3 年度 CST【成プログラム「理科実 室」

指導 】
授業科目名

化学Ⅱ

担当教員
絡先(Tel・mail)石川 学 水産学研究科

令和 3 年 月 日

時期の姿と 態変化

土曜日 ・曜日・時刻℡ 099-286-4180

目e-mail: ishikawa@fish.kagoshima-u.ac.jp

共同担当教員全ての物 は原子・分子から構成されており 固有の性 と共 の性 を持っている。物 のもつ特性を利学修目標用して様々な手法で分 することができる。授業を して混合物から純物 を分 する方法について理 する。また 単 するための原理について学 し 小中学校における理科教 の指導力向上を図る。

授業概

物 の三態の特徴をする。特に液体における「溶ける」という現 について 溶液濃度の単位・ 算

溶 度積と再結晶の原理 相平 図と 留の原理

析による 分子と低分子の分 の原理 沸点上昇・凝固点 下 浸 圧による分子 の求め方について理 させる。
小校での既 内容を基にな事 にする物 について問 提 し 授業に参加する意欲をめる。また 基本的な知 ・実 を う上での原理について理 させる。
純物 と混合物 単体と化合物 均一系と不均一系についての概念を
物 の三態の特徴 物 の状態変化について濃度の単位と 算を理 させる
授業 画パーセント濃度に れる 。

溶 度積について 明し イオンや中和反応との相平 図と沸点・凝固点 半する。

する。
についてもする。と浸 圧 クロマトグラフィーによる精 についてする。

[演示] 溶媒による抽出 液-液抽出
分液漏斗を用いて 水溶液に溶 した物 を有機溶媒によって抽出する。
[演示]クロマトグラフィーによる分クロマトグラフィーの例として層クロマトグラフィーについて取り上げ

理科教 に携わっていく意欲と理科教履修 件のより 度な専 性を目指す意欲を有すること。

教科書

教員が作成したテキストを使用する。

価方法と基準参 図書

層プレートの作 を う。

授業に対する意欲・態度、科学的思 力、レポートの内容などで 価する。
授業の中で 時紹介する。

備【実 ・演 ・実 指導】で学 した内容を まえながら実 を い 実
学修目標の原理と操作の仕方の正確な濃度 整法および実 器具の 切な取り扱い方を理 する。特に実 中の事故 止のためのの 正管理 安全確保の手立てについて理 を深める。実 を して理 と技 の両 から 切・安全な実施ができるようになる。
授業概
実 ・演 ・実天秤を使って正確な秤 による溶液の濃度 整 液体の精 法の一つである 留法 固体の精 のひとつである再結晶 簡便な分 法・ 層クロマトグラフィーについて実 を う。実 結果を分析してし 物が持つそれぞれの性 や特性を生かした分 法と原理・操作について理 させる。
天秤を使って正確に 品を秤 し、一定濃度の溶液を 整していく。
ガスバーナーの取り扱い方について演示する。危授業 画

止を喚 する。

水に溶 した二種 の固体の混合物を分 する実 を う 再結晶 。
固体と水の分析 デンプン水溶液からデンプンを 析法によって分 する。

有機化合物を 層クロマトグラフィーで分 する。
実 結果のまとめ レポート作成。
履修 件教科書
備理科教 に携わっていく意欲と実 への価方法授業に対する意欲・態度、科学的思 力、レポ参加意欲を有すること。と基準ートの内容などで 価する。

教員が作成したテキストを使用

参 図書

授業の中で 時紹介する。

R3 年度 CST成プログラム「理科実 室」【 講義指導 】

化学Ⅲ 物質の分解

授業科目名
担当教員
絡先(Tel・mail)共同担当教員絡先(Tel・mail)講時期

神暁子 理工学研究科

曜日・時刻

TEL: 099-285-8100

令和 3 年 月日

土曜日 ・目e-mail: akami@sci.kagoshima-u.ac.jp

物質の変化には、状態だけが変わる物理変化と、性質の異なる物質に変わる化学変化がある。代表的な化学
学修目標

変化として分解を取り上げ、 種 以上の物質から成り立つ物質があり、分解と化合によって様々な種 の物質が生じることを認識する。またマイクロスケール実 について学習し、理科授業への取り入れを考える。

授業概要
講義

物質を分解する化学変化には物質固有の性質と共 の性質とがあり、分解で得た生成物を して元の物質の成分を推定することができる。水の 気分解を して、溶液中でのイオンの生成と 解質の役割を考察し、極で こる反応を理解する。またマイクロスケール実 とそのメリットや、燃料 池について学習する。
第 時講義

授業計画

①

分解と化合について学習し、な実例を考察する。

②

分解にはエネルギーが必要であり、熱分解、 気分解、光分解などがあることを学習する。

③

水の 気分解における 極反応と、その 反応に相当する燃料 池の仕組みについて学習する。

第 時講義
④
⑤
履修要件
教科書
備

気分解実 における 解質の種 と 極材料の影 を考察する。
マイクロスケール実 について学習し、小・中学校での理科実 を視 に入れた応用例を考える。

将来の教師、また現職教師として、理科評価方法

授業への参加意欲・態度、科学的思考力などで教育のより 度な専 性を目指す意欲と基準評価する。

教員が作成したテキストを使用

参考図書

考

【実 ・演習・実習指導】
水の 気分解の実 を行い、 素と水素に分解されることを確認する。また、発生した気体の燃え方を観察
学修目標

することによる物質の同定の仕方を修得する。同じ実 をマイクロスケールで行い、マイクロスケール実の簡便性や安全性等のメリットについて体感する。

授業概要

水を 気分解し、両極に発生する生成物の正体を して化合物の構成を考察する。また、マイクロスケール

実 ・演習・実実 を行い、マイクロスケール実 の利点を体感するとともに、マイクロスケール化の工夫を習得する。実習において安全性を確保するために、注意喚 と実 操作上の工夫を行う必要があることを認識する。

授業計画

履修要件
教科書
備考

第 時実
① 解質を添加することにより、水の 導度がどのように変化するか教卓で演示する。
② 気分解装置を用いて水の 気分解を行い、両極の気体の燃え方から物質を特定する。
③ 分解して生成した物質から、 に元の物質の成分を推定できることを確認する。
第 時実④ 水の 気分解実 をマイクロスケール実 で行う。
⑤ マイクロスケール実 の技術と工夫を習得する。
⑥ マイクロスケール実 と 常の実 とを比 し、他の理科実 への応用を考察する。
将来の教師、また現職教師として、理科評価方法

実 を した探究心、創意ある実 レポート作

教育のより 度な専 性を目指す意欲と基準成で評価する

教員が作成したテキストを使用

参考図書「マイクロスケール実 」芝原寛泰・佐藤美子
OHM 社

R3 年度 CST【成プログラム「理科実 室」

義指導 】

化学Ⅳ 化学変化とイオン

授業科目名
担当教員
絡先(Tel・mail)共同担当教員絡先(Tel・mail)

時期
曜日・時刻

TEL 099-285-8106,

神崎 亮 理工学研究科日

土曜日 ・目e-mail: kanzaki@sci.kagoshima-u.ac.jp

冨安 卓滋 理工学研究科 TEL099-285-8107 e-mail Takashi Tomiyasu <tomy@sci.kagoshima-u.ac.jp >児玉TEL099-285-8108 e-mail 児玉

仁 理工学研究科

仁 <kodama@sci.kagoshima-u.ac.jp >物 の変化には 化学変化と物理変化がある。ここでは 水溶液の 気的な性
学修目標

令和 3 年 月とアルカリの滴定によ・塩基の強さ pHる化学変化について理 する。水溶液中のイオンの溶存状態 化学平 と平 定数についての概念など理 を深め 小中学校理科教育における指導者としての力をつける。
①
授業概
義

イオン化と水和相互作用であり②

塩基平は水溶液中で度が pH に依存する。

平 およ

水溶液中で完全のか

授業 画する強 に対し、弱 はその問 提

③

問 提④

問 提平イオン化 について

履修 件
教科書
備

度を 算する方法をする物 としない物する。

―― 水はなぜ 気を すしないのか――

イオン の水和水性と疎水性――水と油はなぜ交じり合わないのか
同じ濃度の塩 とと問 提pHする。

はなぜ空気中 真空中 で定数で pH が異なるのはなぜか 強 と弱 について平定数

なぜ水溶液の pH を測定するのかの 生成反応と 位子の 塩基性⑥定数 からアレニウスの②⑤的相互作用は極めて強いする。

び pH について 明し 平 定数
①してイオンを生じる。の変化は溶媒との 係を含めたドラスティックな変化を伴うことを――属イオンとの相互作用と pH属イオン

定数 との 係極の動作原理 ―― 標準 極 位 ネルンスト応答 緩 溶液と校正について保存など化学的な背景 ならびに

価方法

授業への参加意欲・態度 レポートなど

校程度の数学 対数・指数などと基準

実 と合わせて 価する

特に指定しない

参考図書

基礎からの分析化学 朝倉書店

考

【実 ・演習・実習指導】義で得た知 を元に、pH メーターの動作原理について習得し、校正法を実習する。校正された pH メー
学修目標

ターを用いて実 にのこっている化学平 との授業概
実 ・演習・実習

平 について実 し、化学平 について理 を深める。さらに 然界でについて理 し 理科教育の指導技 を める。

pH メーターを正しく校正することで、平 や 生成反応を検出することができる 実 の では、pH メーターの動作原理を理 した上で校正を い、さらに実 に反応や 生成反応に伴う pH の変化を検出し、溶液内で こっている化学平 について理 を図る。
①

pH メーターの校正 pH メーター 極の動作原理についてし、pH 測定がガラス 極の力測定に基づくものであることを理 する pH 標準液を用い、動作原理に従って、pH メーターを校正する。
②

緩 作用の体を加えた水溶液に塩 および水 化ナトリウムを加え pH = 7 に 整する。

支持

この水溶液の pH は変化しやすいことを確 する。次に、リン 二ナトリウムを加えた水溶液に対し同授業 画様の操作を い、pH が変化しにくいことを確 する この溶液が原理的に溶液であることを③ナトリウム緩する。

属イオン相互作用 時 に余 があった場合水溶液に亜 水溶液を加え、 生成反応によって溶液の pH が変化することを確 する。土壌中における 属イオンの挙動などをし 環境

教育への意 を める。
履修 件

保存など化学的な背景 ならびに

価方法

校程度の数学 対数・指数などと基準

教科書教員が作成したテキストを使用する

参考図書

備白 を持参すること

考

授業への参加意欲・態度 レポートなど
基礎からの分析化学 朝倉書店

R3 年度 CST【成プログラム「理科実 室」

義指導 】

化学Ⅴ 物質の構造 －デンプン－

授業科目名
担当教員
絡先(Tel・mail)濱田 季之 理工学研究科℡ 099-285-8114

時期
曜日・時刻

令和 3 年 月日

土曜日 ・目e-mail thamada@sci.kagoshima-u.ac.jp

共同担当教員
小 年・中 年で「葉の細胞の中にある葉緑体では 光を受けてデンプンをつくる。デンプンはヨウ素液の学修目標

色の変化で検出できる」と光合成について学ぶ。ここではデンプンに対するヨウ素液の発色メカニズムをデンプンの化学構 ・三次元構 の視点から学修し 有機化合物の基礎について理 的な理 を積み上げる。
デンプンはグルコース ブドウ糖 が 合したものであり ヨウ素液に反応して変色する。このメカニズム

授業概要
義について化学構 から観た理 を深めていく。特に 中 年の学習単元である「化学変化と原子・分子」のからデンプンの化学組成のプロセス 有機化学の基礎 構成、 像異性体の概念、糖およびデンプンの構 を学修する。なお、 義では 宜実 等を取り入れて理 を深める。

授業 画

履修要件
教科書
備考

① 有機化学 有機化合物について
混成、 像異性体② 糖の化学構
概③ 糖の化学構
イス型・ボート型の い、構 と安定性
④ グルコース ブドウ糖 の化学構
⑤ デンプン 多糖 の化学構 ・三次元構⑥ デンプンの化学構 ・三次元構 から観たヨウ素デンプン反応⑦ まとめ
将来の教師 また現職教師として 理科
価方法
授業への参加意欲・態度 科学的思考力 実
教育のより 度な専 性を目指す意欲
教員が作成したテキスト使用と基準
参考図書

レポートなどで 価する。
図書 などでする文献・ 料を借り出してんでほしい。

特になし【実 ・演習・実習指導】
目で見ることのできない有機化学の世界、特にデンプンを含めた有機化合物の構 や「ヨウ素デンプン反応」
学修目標などについて分子模型を用いて視覚的に捉えさせ 有機化合物の基礎知 についての拡大を図る。その上で、一 の学修を して 自分たちの考えに基づく思考 程を 定して化学構 レベルで観た有機化合物、構成するなど 探究する態度を う。

、 像異性体について分子模型を用いて視覚的に学修する。ま授業概要

た ヨウ素デンプン反応におけるデンプンやヨウ素液の化学構 を組み立て 化学反応がどのように こる

実 ・演習・実かについて視覚的に理 する。暗 科目として捉えがちな 有機 化学について イメージとして視覚的に習捉えな現 を科学的な思考力として める。また 分子模型を演習に取り入れ 化学組成のプロセスとヨウ素液による色の変化を視覚的・体感的に理 できるよう 慮する。

授業 画履修要件
教科書
備考① デンプンに対するヨウ素液の特性に する演示実
上義内② 分子模型を用いた混成や 像異性体の作成・観察 上義内③ 分子模型を用いた単糖の作成・観察
イス型・ボート型の い、構 と安定性
上義内
④ デンプン 多糖 模型の観察 上
義内⑤ 分子模型を用いたデンプンとヨウ素の反応の視覚化 上義内⑥ ウルチ米とモチ米を用いたヨウ素デンプン反応実⑦ ヨウ素デンプン反応にする呈色実⑧ ヨウ素デンプン反応実 についての考察⑨ 片付け
将来の教師 また現職教師として 理科
価方法
授業への参加意欲・態度 科学的思考力 実
教育のより 度な専 性を目指す意欲
教員が作成したテキスト使用

白衣を持参してください。と基準
参考図書

レポートなどで 価する。
図書 などでんでほしい。

する文献・ 料を借り出して