S uper Science Highschool 2022

KUMAMOTODAI-2

Ⅱ ＳＳＨ研究開発の成果と課題
別紙様式２−１

熊本県立第二高等学校

指定第Ⅴ期目04 〜 06❷令和４年度スーパーサイエンスハイスクール研究開発の成果と課題① 研究開発の成果
研究テーマ１課題研究を中核とした独自のＳＴＥＡＭ教育のシステム開発と普及
仮説）
本校独自のＳＴＥＡＭ教育システム「ＳＴＥＡＭ - Ｄ」を構築することで，理数科，美術科及び普通科の３科がより実践的な学科横断型の授業を展開する。
これにより「①科学者に必要な哲学的思考や倫理観を兼ね備えた高度な科学的探究力，②独創性と創造性に富んだ課題発見能力，③変化する社会に対する応用力」を備えたイノベーション人材の育成が可能である。
実施方法等）
Ⅳ期における課題研究全校展開や学科間の取組により，理数科の Technologyと Science のフィールドと，美術科の Design と Art のフィールドを融合した本校独自のフィールドが醸成できた。これは現在のＳＴＥＡＭ教育の形そのものであり，「二高ＳＴＥＡＭフィールド」と定義した（右図）。このフィールドを生かし，「ＳＴＥＡＭ - Ｄ」を開発・実践し，上記の３つの力を備えたイノベーション人材を育成する。
● 「ＳＴＥＡＭ - Ｄ」の年間実施計画と育成が期待できる能力育成が期待できる能力

受講形式◇：各学科が単独で実施◆：複数の学科が合同で実施／：開講されていない科目

Ａ：哲学的思考や倫理観を兼ね備えた高度な科学的探究能力
Ｂ：独創性と創造性に富んだ課題発見能力
Ｃ：変化する社会に対する応用力◎：特に育成が期待できる能力，〇：育成が期待できる能力育成が期待できる能力

事業内容
ＡＢ

理数科
Ｃ

１年

２年

美術科
３年

１年

２年

普通科
３年

１年

◆◇◆

◇

２年

３年

理数科・美術科・普通科における課題研究（ＳＳ・ＡＳ・ＧＲ）内で定期的に実施する内容（a）科学哲学◎（b）科学倫理◎（c）科学芸術（d）データサイエンス〇◇◎◎◎〇〇◇◆◆◇◆◆◆◆◇◇◇◇◆◆◆◆◇◆◆◇◇◇

理数科・美術科の学校設定科目として年間を通じて実施する科目（e）科学情報◎〇（f）科学英語◇◎◇◇（g）科学家庭〇◎（h）美術探究◎〇◇年次計画）
第１学年の探究科目（ＳＳ，ＡＳ，ＧＲ）に「ＳＴＥＡＭ - Ｄ」のプログラム（「科学哲学」「科学倫理」「科学芸術」「データサイエンス」）を取り入れる。第２・３学年の生徒については，Ⅳ期ＳＳＨの研究開発内容に準じた研究開発を継続する。
◇成果１：【探究科目（ＳＳ，ＡＳ，ＧＲ）の充実・深化】⑴ＳＳⅠでは，単位数１減になったことを踏まえ，化学探究の分野で探究内容を刷新した。それに伴い，新たなルーブリック※１を作成し，第Ⅴ期の３年間における生徒の変容を追跡できる仕組みを構築できた。数学探究の分野においても，昨年度と内容を変更し,表計算ソフトを用いて数学Ⅰで学習した代表値等の値を求めたり,ヒストグラムや散布図を用いてデータの整理や分析を行ったりする方法を習得させることができた。また，データの活用方法の習得だけでなく，実際に活用する力を身につけてほしいと考え，授業内容や課題を設定した。単位数１減かつ「ＳＴＥＡＭ-Ｄ」のプログラムを取り入れたため，昨年に比べ時間数は半分以下となったが，教材の工夫等をしたことにより，カバーできた。
⑵ＳＳⅡでは，昨年度改善した二高ＩＣＥモデルを踏まえたルーブリック評価※２を活用し，理数科２年生の変容の様子を捉えることができた。各種発表会にも多く出場し，最優秀賞や優秀ポスター賞，ベストアピール賞など多くの賞を受賞することができた。また，ほとんどの課題研究班がＫＳＣを活用し大学や研究機関，民間企業と連携し，研究支援を受け，研究テーマ２の高大接続研究の推進の一翼を担うことができた。
⑶ＡＳ・ＧＲでは，観点別評価の研修を全職員で実施し，第Ⅳ期で研究開発を行った「二高ＩＣＥモデル」との親和性について共有を行った。８月に，外部講師とのオンライン研修を実施し，観点別評価と二高ＩＣＥモデルとの相関についてさらに理解を深めた。また，ＧＲ・ＡＳの研究テーマと志望学部・学科との関連性が強い集団の合格率が非常に高かった※３（キャリア教育）。
※１

※２

Ⅱ

5

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DAI-2

S uper Science Highschool 2022※３

表

令和２年度卒業生の探究テーマと国公立大学合格の相関

Ａ・関連が強い

Ｂ・関連が弱いＡの集団の合格率

Ｂの集団の合格率

普通科文系

51 人

87 人

82.3%

19.5%

普通科理系

34 人

160 人

64.7%

51.1%

美術科

17 人

15 人

64.7%

20.0%

◇成果２：【二高独自のＳＴＥＡＭ教育（ＳＴＥＡＭ - Ｄ）の開発・実践】⑴第Ⅴ期より新たに導入する科学哲学の内容・ワークシート等について，ＳＳＨ探究部内で議論を重ね，実践することができた。
理数科１年生を対象に先行実施し，その後美術科・普通科にも実施することができた。公民科の教諭が，教科「公共」と関連付けながら哲学について学ぶなど教科横断的な取組を行えた。第１回のテーマとして「万物の根源とは？」に設定し，生徒から様々な考えを挙げてもらった。実践後のアンケートでは，「科学哲学」が第Ⅴ期で育成したい３つの力に役立つと感じたか４段階で調査したが，いずれの項目も３.５を上回っており，イノベーション人材の育成や課題研究の内容を深め，質を向上させていくために，「科学哲学」に触れていくことの重要性を改めて感じることができた。また，生徒の記述からは，“共通了解”の獲得を目指すことの大切さを実感した生徒が多く見受けられた。
一例として，第1回目の科学哲学の講義後に1年生の生徒にとったアンケート結果を示す。
表 生徒自己評価による各項目の割合（左：理数科，右：美術科，普通科）

（低）１２

３

４（高）

平均

（低）１２

３

４（高）

平均

①0％

0％

41.4％

58.6％

3.6

①

1.3％

7.3％

44.7％

46.6％

3.4

②0％

0％

34.5％

65.5％

3.7

②

1.3％

3.8％

44.4％

50.5％

3.4

③0％

10.3％

24.1％

65.5％

3.6

③

1.6％

7.7％

40.9％

49.8％

3.4

④0％

0％

17.2％

82.8％

3.8

④

1.0％

7.0％

34.5％

57.5％

3.5

質問項目
①「科学哲学」が哲学的思考や倫理観を兼ね備えた高度な科学的探究能力の育成に役に立つと感じたか。
②「科学哲学」が独創性と創造性に富んだ課題発見能力の育成に役に立つと感じたか。
③「科学哲学」が変化する社会に対する応用力の育成に役に立つと感じたか。
④「科学哲学」が課題研究などの探究活動に役に立つと感じたか。
⑵科学倫理の実践に向けて，講義内容の精査，ワークシートの作成を行った。研究における３大不正を学んだ後には，第二高校「探究チェックリストver01」を作成した。このチェックリストは，次年度以降も改善を重ね，本校で実施する課題研究での活用や他校への普及をすすめていく。
⑶美術科で実施しているＡＳや特別講義の内容を，理数科１年生にも実施（美術Ⅰを活用）しており，効果的にＳＴＥＡＭ-Ｄを取り組むことができている。特にエッグドロップ実験では，パッケージデザインの授業として実施した。作品は２回制作し，１回目の実験の反省をもとに，２回目は機能の向上とデザイン性の洗練を目指した。
⑷二高ＳＴＥＡＭフィールドと関連が深い実践を分類し，整理することができた。

問題提起
・価値の創造論理・科学哲学（全科１・２）
・科学倫理（全科１・２）
・九州大学芸術工学部講義（理２，美２）・九州国立博物館文化財保存講義（理美２）

感性・美術解剖学講座（美２）・材料研究フレスコ画講座（理１）・材料研究日本画講座（全科１）《Science》《Art》《Technology》《Design》
問題解決

・地域復興論球磨工業高校見学（理美１）・つまようじタワーコンテスト（全科２）・防災・減災フェア出場（全科１・２）・アントレプレナーシップ（理美１）・エッグドロップ実験
・防災グッズデザイン（美１）※理《理数科》，美《美術科》，普《普通科》，数字学年を示す。
◇成果３：【学校設定科目（科学情報・科学家庭・科学英語）の充実・深化】⑴科学情報では，散布図を作成する実習を通して，データを分析する手法について身に付けることができた。また，オープンデータを用いてデータを収集することで，課題研究に繋げることができた。例題と演習を繰り返すことで，プログラミングの基礎を身に付けることができた。数学と関連付けた問題を提示することで，プログラミングに興味を示した生徒が25％でてきた。実際に自分でプログラムを考えることは難しいという感想をもつ生徒も多かったが，プログラムの効率化を考えることが重要であるという認識は持たせることができた。
⑵科学家庭では，年間を通じて家庭と科学及び英語の教科横断的な取組を実施したことで，課題発見能力の育成につながったと考えられる。
⑶科学英語では，１年次に英語のプレゼンテーションの型を身に付けたことで，自分の意見や研究結果を英語でプレゼンテーショ
ンの型に沿って，発信する素地ができた。
研究テーマ２ 高度な専門性と独創性・創造性に富んだ人材育成のための高大接続研究仮説）
これまで行われてきた短期的な高大連携事業を発展させるため，ＫＳＣを中心に新規の高大接続事業を推進する。これにより，高校１年次段階からの長期的な研究支援が可能となり，大学及び大学院等の研究室での研究もこれまで以上に組織化されて行うことが可能となる。結果，イノベーション人材の育成システムの継続と自走化が期待できる。
実施方法等）
ＳＳＨ事業においてどのような人材が育成できたのかを立証するためには，できるだけ多くのエビデンス，具体事例を収集する必要がある。高校のＳＳＨ事業を経て，大学でどのような研究に取り組み，どのような学びを得て，どのように成長したかまで追跡するシステムを高校・大学間で構築する必要がある。本校がＫＳＣの事務局校となり，コンソーシアムの組織づくり，事業

6Ⅱ

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内容の検討，高校・大学といった長期間の卒業生追跡調査システムの構築を行う。また，ＳＳＨ指定校として長く研究開発を続けてきた本校が，ＫＳＣを通じて県内ＳＳＨ校が抱える課題を解決する機会を提供し助言を行う。
年次計画）
ＫＳＣを通じた高大接続事業を推進し，１年次からの研究指導を開始する。より高度で専門的な知識を習得するとともに，イノベーション人材育成に努める。ＫＳＣとして，県内の理数科・理数コースを有する５つの高校を加え，高大接続研究の連携先となる大学の増加を目指す。
● 「高大接続研究」の年間実施計画と育成が期待できる能力育成が期待できる能力

受講形式

Ａ：哲学的思考や倫理観を兼ね備えた高度な科学的探究能力
Ｂ：独創性と創造性に富んだ課題発見能力
Ｃ：変化する社会に対する応用力◎：特に育成が期待できる能力，〇：育成が期待できる能力◇：全員を対象◆：希望者あるいは選抜者対象〇 ＫＳＣの事務局としての取組〇 校内での取組④⑤⑥⑦① 崇城大学とＫＳＣによる高大接続プログラム② 産学官連携によるＳＳＨ事業自走化プログラム③ 自然・健康・文化・サイエンス熊本構想との連携育成が期待できる能力

事業内容
Ａ

Ｂ

科学系部活動の研究
特別講演会・特別授業
大学・研究機関等による研究支援
発表会・研修会

理数科
Ｃ

美術科

普通科

１年

２年

３年

１年

２年

３年

１年

２年

３年

〇 ＫＳＣの事務局としての取組①◇◇◇◇◇◇◇◇◇②◎〇◎〇◇◇◇◇◇◇◇◇◇③〇〇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◆◆◆◆◆◆◆◆◆◇◇◇◇◇◇◇◇◇◆◆◆◆◆◆◆◆◆◇◇◇◇◇◇◇◇◇〇 校内での取組
④

◎⑤
⑥⑦〇
◎◎〇〇〇

◎

◇成果４：【ＫＳＣを通じた高大接続の推進】⑴県内大学との高大連携・接続に関する事例について，崇城大学とはＫＳＣ校内で14件55名の生徒が研究支援を受けている。また，上記の生徒の中から，崇城大学の新しい入試制度である探究活動プログレス入試を利用して１名の生徒が崇城大学に合格した。県内の全ての大学について，研究支援の受け入れを可能としている件数は崇城大学で７科44テーマ，熊本保健科学大学で６科24テーマ，試行段階である熊本大学で２科２テーマに及び，その数を増やすことができている。
表崇城大学と第二高校がパイロットモデルとして行う研究支援リスト

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S uper Science Highschool 2022
表熊本保健科学大学と第二高校がパイロットモデルとして行う研究支援リスト表熊本大学と第二高校がパイロットモデルとして行う研究支援リスト

学年

人数研究テーマ

２５

トマトを感染症から守る

２３

アスファルトの熱伝導性について

学部・学科

指導教官

研究分野

生命科学研究若山教授

細胞学

先端機械システム

鳥居教授

熱工学

◇成果５：【ＫＳＣの組織の充実と深化】⑴熊本保健科学大学，熊本大学とも試行を含めた研究支援を開始しており，令和４年10月27日に行われた台湾の国際学会（ＩＳＮＳＴ）や12月２日に行われた国際学会（ＩＣＡＳＴ）での発表や，12月18日に九州大学伊都キャンパスで行われた，２０２２ア
カデミックフェスティバル世界に羽ばたく高校生の成果発表会で３minutes Presentationベストプレゼンター賞を受賞する等，確実に成果を残すことができた。
② 研究開発の課題
研究テーマ１
課題研究を中核とした独自のＳＴＥＡＭ教育のシステム開発と普及に関する課題と今後の取組■課題１：【課題研究を中核とした独自の STEAM 教育システムの開発と普及】⑴独自のＳＴＥＡＭ教育として取り入れた科学哲学・科学倫理及び科学芸術の取組を，県内ＳＳＨ校をはじめとする高等学校への普及を行うためのアーカイブ化を行う。
⑵これまで取り組んできた科学情報・科学英語・科学家庭・美術探究の成果をまとめ，それらの成果の普及・発信を目指す。
■課題２：【「二高ＩＣＥモデルルーブリック」を利用した詳細な観点別評価による評価法の確立について】⑴「二高ＩＣＥモデルルーブリック」は生徒の質的変容を評価するものであり，その評価の行動指標としていくつかの動詞を用いることで，評価に深さを生み出している。このことを観点別評価の知識・技能，思考・判断・表現，主体的に学習に取り組む態度にも組み込み，より詳細な評価法の確立を目指す。
研究テーマ２
高度な専門性と独創性・創造性に富んだ人材育成のための高大接続研究に関する課題と今後の取組■課題３：【自然・健康・文化サイエンス熊本構想の実現に向けた取組】⑴熊本大学，熊本県立大学等の国公立大学との高大接続プログラム及び連携協定の締結や，単位互換制度や入試制度にまで及ぶ高大接続研究の継続を目指す。
⑵熊本サイエンスコンソーシアムを起点とし，県教育委員会の指導助言を受けながら，高校生発表セッションの計画・運営を行う。
⑶産官学連携による SSH 事業の自走化を目指し，県内企業の連携を図り，課題研究等のアイデアを具現化し，商品化に向けた研究と合わせ，マーケティング戦略について学ぶ。
⑷高校，大学に及ぶ生徒の研究による質的変容を調査するための，コンソーシアム内の統一ルーブリックの作成。

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