高校生を対象とした次世代科学技術人材育成プログラムの開発と実践
加藤 晶 1），林 秀則 2），向 平和 2），高橋 亮治 1）
1）愛媛大学大学院理工学研究科
2）愛媛大学教育学部

Development and Practice of the Next-generation Scienceand Technology Special Training Programfor High School Students
Aki Kato1), Hidenori Hayashi2), Heiwa Muko2), Ryoji Takahashi1)
1) Graduate School of Science and Engineering, Ehime University
2) Faculty of Education, Ehime University

1. はじめに現在の科学技術は国際的に熾烈な先取権競争が繰り広げられている。これらの競争において他者を一歩リードし，

2. 愛媛大学グローバルサイエンスキャンパスについて
2. 1. プログラムの概要

新たなイノベーションを示すことができるのは，世界基準

本プログラムでは，
平成 30 年度から令和 3 年度において，での科学技術に深い理解をもつ，一握りの傑出した人材の国立研究開発法人科学技術振興機構（JST）協定事業とのみである。そのため，国際的に活躍する傑出した人材育成

実施協定に基づき「科学力と国際力を伸ばす次世代科学技においては，まず国際舞台で活躍できる世界基準での科学

術人材の育成プログラム－愛媛で学び，世界を目指せ－」

技術を学ぶことが重要である。また次世代を担い，国際舞というプロジェクトテーマで各年度の受講生に対して 1 年

台で活躍する科学技術人材の育成は，優れた先端研究セン以上継続した科学技術人材のための学習内容を用意してきター群を擁し「愛媛から世界に発信する大学」である愛媛

た 1。令和 4 年度からは，愛媛大学次世代科学人材育成室

大学や，住友金属鉱山㈱，東レ㈱，帝人㈱などの国際的にでプログラムを引き継ぎ，全学体制で取り組んでいる。

活躍する多くの科学技術産業を抱える愛媛県にとっても急

本事業の主な特徴としては，次の 5 つが挙げられる。

務である。
そこで「愛媛大学グローバルサイエンスキャンパス」で（1）理数教育に実績とノウハウを有する愛媛大学が主体とは，大学に入学する前の若手人材である高校生を対象に，なり，主に愛媛県の教育機関，研究機関，関連企業と愛媛の資源や産業を活用し，グローバルな視点で科学技術連携した，1 年以上継続した科学技術人材の育成プロにイノベーションを起こす傑出した高校生を育成すること

グラムである。

を目的として科学技術人材育成に取り組んでいる。
本稿では 4 年間（平成 30 年度～令和 3 年度）の取り組
1

みの中からいくつか実践例を挙げて紹介する 。

（2）愛媛県の科学技術を活用したイノベーションに興味を持ち，地域から世界を変える科学技術者を目指す受講生を主に四国及び近県から募集する。
（3）基盤学習：基礎科学から先端科学に至る，講義と実験を含む授業を毎月 4 回実施し，結果の考察について討

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加藤 晶，林 秀則，向 平和，高橋 亮治論を行う。インターネットによる自宅学習にも対応す組み期間とした。これらのプログラムは相互に関係しておる。

り，
例えば基盤学習は展開学習に必要な能力の育成を行い，展開学習は基盤学習で習得した能力をさらに深める一方，（4）展開学習：受講生が主体的に研究計画を立案，関連分
野の教員のアドバイス，指導の下に，課題研究を実施

先端的科学技術の理解など発展学習に必要な能力を育成し
た。
（表 1）

する。開始時期及びテーマのマッチング等は柔軟に対応。報告会や成果発表会において，受講生が相互に研

表 1. プログラムの実施スケジュール

究内容を把握し，相乗的に課題を深化させる。

時期

実施内容

5 月～
7月

募集（約 70 名），一次選抜（約 40 名）

8 月～
12 月

基盤学習（大学 1 ～ 3 年生レベル）
・講義，実験，討論，月 4 回
・事前学習，結果のまとめ，事後課題
・動画の配信11 月～
1月

二次選抜（約 15 名）・研究計画立案，教員のアドバイス
・担当教員の選定，テーマ絞り込み

12 月～
翌 12 月展開学習（課題研究）
・課題研究の実施（原則個人研究）・進捗状況の報告←相乗深化
・成果報告会（学内）・学会等で発表

12 月～
翌 12 月

発展学習（展開学習と同時進行）（大学 3 ～ 4 年生レベル）
・研究機関・企業の見学・研修
・英語による授業（国際性を付与したプログラム例）
・留学生，海外研究者との交流
・国際学会等の見学（国内開催）
・国内外研究機関の訪問（プレゼン含む）
・国際学会等に参加（5）発展学習：留学生や外国人研究者などとの交流，科学技術英文の読解などによる国際性の育成，及び国内外の学会発表などによるプレゼン能力を育成する。
2. 2. 育てたい人材像と能力・資質の目標水準
本プログラムにおける「育てたい人材像」とは「グローバル科学技術人材」である。「国際的に活躍する科学技術人材」にとって，将来の職務は基本的に「研究・開発」であり，その育成のためには「先行研究の理解」「情報と分析とオリジナルな研究の立案」「結果の解析と新たな発見」
さらに「成果をグローバルに発信」という一連の流れが必須である。
この一連の流れにおいて必要となる能力を育成するため，本事業では科学技術人材の育成目標を以下の 5 つとした。
（1）世界基準の科学技術への深い理解をもつ（2）既存の科学技術を理解した上で，ブレイクスルーとなり得る疑問をもつ（3）疑問を解決するために粘り強く，多角的に情報を分析し，解決方法を考えつく（4）多方面から意見や協力を取り入れて，相乗的に課題を深化させる（5）研究成果を世界へ向かって発信できる
上記の 5 つの目標を高水準で備えた人材が本事業の目的とする次世代の傑出した科学技術人材であり，これらの目
標に到達が見込まれる高い才能と意欲を有する生徒を選抜して受け入れる体制を整え，また，特定領域に偏らない科
学と技術の広範な領域についての教育プログラムを提供するための全学的な実施体制を構築した。

3. 2. 教育プログラムの主な内容について
一次選抜後に受講する「基盤学習」は基本的に講義，実験，結果の考察，討論で構成され，基本から先端まで科学知識や技術を学習するだけでなく，課題研究のテーマ設定に向けた実践的取り組みも組み込んだ（表 2）。関連する内容の実験や作業を行い，4 ～ 5 人のグループでその結果を解析し，考察した内容について検討させた。基盤学習の重要な育成内容は「課題発見能力」であり，二次選抜後の課題研究テーマを受講生が主体的に考えることができることを目標とした。
「展開学習」は主に研究計画の立案と課題研究の実施である。研究計画の立案は，一次選抜の受講生全員を対象とした基盤学習で育成する知識や技術，論理性，情報分析力，
課題発見力の集約である。研究の実施は二次選抜された受講生を対象とし受講生が主体的に立案し，アドバイスを受

3. 教育プログラムの取り組み

けて修正した研究計画を主に大学の研究室で実施した。

3. 1. 教育プログラムの全体像

主に学会発表や英語による授業やフリーディスカッション

教育プログラムは「基盤学習」，「展開学習」，「発展学習」で構成した。それぞれの実施時期については，5 月か「発展学習」
は「基盤学習」「展開学習」，と並行して実施し，などプレゼン力や国際性を育成するために実施した。

ら 6 月頃にかけてプログラムの募集を開始，原則 7 月または 8 月に学習を開始して，翌 12 月頃までを基本的な取り78

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高校生を対象とした次世代科学技術人材育成プログラムの開発と実践
表 2. 基盤学習講義タイトル一覧（令和 3 年度）
回

分野講義タイトル1

物理

等電位線の測定2

化学

生命活動とタンパク質3

生物

生命活動と DNA

4

化学

有機化学

5

工学

光とエネルギー

6

生命科学

微生物のもつ色素タンパク質が医療とどう結びつくのか？

7

産業科学

愛媛の産業技術の発達および施設見学

8

地球科学

見えない地球の中を『見る』：固体地球惑星物理学でできること

9

環境科学

環境汚染化学物質の最前線

10

工学

熱とエネルギー

11

地学

銀河に住む私達

12

地学

野外実習

13

生命科学

タンパク質研究の展開と応用

14

生命科学

衛生管理・検査の実際

15

研究倫理

研究倫理

16

産業技術

愛媛県の産業技術開発

から，継続して実施している。

図 1. オンラインクラス「サイエンスコミュニケーション」の様子

ビデオテーマの一例
・A Story of Wrong-Way Migration, Caused By Climate
Change3. 3. 国際性付与について本プログラムは，世界基準の科学技術への深い理解をも・Could You Eat So Much That Your Stomach Explodes?
・What if cracks in concrete could fix themselves?

つこと，そして，研究成果を世界へ向かって発信できる科

・Why These Bears“Waste”Food

学技術人材の育成を目標としている。そのため，育成プロ

・Carbon nanotubes built this bizarre ultra-black material

グラムにおける国際性の付与が大きな課題となっている。
中でも国際性育成に科学英語は必須であるため，基本的な科学英語から専門的な科学英語まで，一次選抜後の育成プ

4. 受講生の募集と選抜の実施について

ログラムから次年度の二次選抜後の課題研究の実施までの

4. 1. 受講生募集の方針と選抜基準

間，継続的に異なったレベルで国際性を付与するプログラ

本プログラムの対象は高校，高専，の原則 1 年生と 2 年ムを実施した。最終的には国際学会において英語で発表あ生（中等教育学校 4 年生と 5 年生）としている。地域によるいは海外研究者と英語で情報交換できることを目指す

る限定はしなかった。ホームページを開設して応募要領をが，これは通常の大学院生でもかなりハードルが高く，成明記し，インターネットから申し込みを受け付けた。令和績のいい高校生でも，いきなり英語で研究内容について話

2 年度と 3 年度は大学に来て直接応募できる機会も用意しすのは無理がある。その大きな理由は英語を使った会話のた。広報に関しては，ポスターとリーフレットと依頼状を経験がほとんどないからである。一方で科学英語は文法的

県内外の約 800 校に送付して周知を図った。愛媛県，香川にはほぼ中学卒業程度の英語力でカバーできることが多県，徳島県，高知県の各教育委員会，愛媛県総合研究センく，専門用語とその分野の研究内容を知っていれば，あるターに依頼するとともに，県内 20 校及び県外 2 校の校長

程度理解できるはずである。そのため，本事業では「基礎や理科教員に口頭で直接説明して依頼，及び，愛媛大学サ

的科学英語力の育成」と「専門的科学英語力の育成」の 2

イエンス・リーダーズ・キャンプに参加した高校教員など

段階の英語学習を実施し，それを実現する機会を用意して，に依頼して，受講生を募集した。また，大学のホームペー

国際性付与を行った。

ジに紹介記事を掲載した。募集目標数は全ての実施年度にコロナ禍に入ってからは，オンラインによる国際学会でおいて 70 名とした。

の発表を見据えて，科学英語に接する機会及び鍛錬の場として，月 2 回の科学英語に関するオンラインクラス「サイ4. 2. 募集・一次選抜の具体的な取り組みや方法

エンスコミュニケーション」を実施した（図 1）。教員 2 名，【募集】

愛媛大学大学院博士課程に在籍する外国人留学生 3 名と受事業内容と応募方法を記載したポスター及びリーフレッ

講生とが事前に与えられた事柄についてのビデオを視聴しトを作成した（図 2）。リーフレットでは以下のような夢

当日英語で議論をした。参加した受講生の中には英検のリや希望を持っている高校生を主な対象としていること，及スニング対策や結果に結びついたという意見もあったこと

び本学習プログラムで専門的な知識や技術に加え，国際的大学教育実践ジャーナル 第22号 2023

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加藤 晶，林 秀則，向 平和，高橋 亮治

な素養も育成することを説明した。
①生命から宇宙に至る様々な自然現象に強い関心があり科学者として活躍したい。
②実験や物作りが大好きで，大学や研究機関などで働きたい。
③精密機器や IT を駆使した先端的研究に興味があり，関連した職業に就きたい。
④先端科学や科学的思考法を学び，科学的素養を企業やマスコミで活かしたい。
⑤国際的な科学研究プロジェクトに参加し，海外で活躍したい。
作成したポスター及びリーフレットに事業の周知と応募の依頼文を添えて，県内 78 校に加え，香川県，徳島県，高知県，山口県，広島県，岡山県，兵庫県の 740 校の高校及び中等教育学校，松山市内の公立図書館などの公的機関，
約 100 施設，及び愛媛大学・サイエンス・リーダーズ・キャンプに参加した全国の約 100 名の高校教員に送付した。
平成 30 年 7 月上旬には，本事業のホームページ URL
及びポスターを公開し，幅広く募集を行った 2。
2 年目に応募者数の減少が見られたため，広報及び応募方法について検討を行った。受講生からのアンケート結果
から，受講生の多くは高校教員から勧められて応募するこ

図 2. 配布したパンフレットの一例とが多いことが判明した。そのため高校教員 500 名に対するアンケートを令和 2 年度の募集の前に実施し，その内容
からこれまでのインターネットからの応募に限定するのではなく，次のような応募方法を追加した。

【一次選抜】
受講生を選抜する上では特に以下の項目について極めて高い能力を有し，さらに本県の国際的に活躍する科学技術
分野もしくは産業に高い関心をもつかどうかを評価した。

1. 高校教員の「大学の施設などを見学できると生徒の学習
意欲が向上する」という意見に応じて，主に県内の高①科学の基礎知識

校生を対象とした大学の研究室や研究施設の見学会を②興味・関心実施し，参加した生徒にグローバルサイエンスキャン③熱意・積極性

パスの取り組みを説明し，希望者はその場で応募でき④理解力・考察力るようにした。

⑤忍耐力・粘り強さ

2. 高校教員の「学習プログラムの内容を説明して欲しい」⑥科学へのこだわりというコメントに対しては，前年度受講生の研究報告会を公開し，グローバルサイエンスキャンパスでの研選抜にあたっては，
応募時の書類及びプレチャレンジ（後究例を紹介するとともに，育成プログラムなどを説明述）の際に提出するレポートの書類評価と大学に来て講義

し，希望者にはその場で応募できるように対応した。

を聴き実験をしてレポートを提出する行動評価を実施し4 年間のうち 2 年度目からコロナ禍に突入したが，そうた。

した状況においても応募方法や時期を変更し柔軟に対応した。

【プレチャレンジについて】
プレチャレンジでは大学もしくは家庭で以下の分野の実験をするよう指示し，レポートを提出させた。大学で実施した際には，土曜と日曜の午前と午後，各時間とも 30 分
～ 50 分の講義の後，4 ～ 5 人一組で，約 1 時間の実験あるいは作業と結果についてのグループディスカッションを80

11 加藤晶，林秀則，向平和.indd 80

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高校生を対象とした次世代科学技術人材育成プログラムの開発と実践行ったのち，各自がまとめた考察をレポートとして発表さ令和元年には 1 年生の方が多かった。当然知識や学力は 2せた。

年生の方が高くて，選抜されやすいと思われるが，書類評
価や行動評価は令和元年度の応募者の方が全体的に高く，

・「植物の色を見る（化学・生物）」

1 年生でありながら，本事業において育成する対象と考え

・「ミクロからマクロへ（数学・物理）」ている優れた能力と意欲を持ったが生徒が多かったと考え

・「鳥の渡りを考える（生物）」ている。

・「太陽系を計測する（地学・環境）」

令和 2 年度は新型コロナ感染拡大の影響によって，募集の時期を令和元年よりも約 2 か月遅らせたが，「受講生の4. 3. 選抜結果と選抜した受講生の能力・資質特性につい発表を聴いて応募する」方式を追加した結果，平成 30 年て度とほぼ同様の応募があった。令和 3 年度は募集方法にさ過去 4 年間の応募者数，一次選抜者数，その内訳は以下

らに「研究室見学をして応募する」方式を追加して，3 種の通りである。
・平成 30 年度

類の方法で応募できるようにしたこと及び WEB 広告を取
応募者

72 人

り入れたことなどから，70 人以上の応募があり，また県【県内：69 人（11 校），県外：3 人（3 校）】，【1 年生：34 人，

外からの応募が 11 人（7 校）と 4 年間において最多であっ

2 年生：37 人，3 年生：1 名】【男性：45 人，女性：27 人】

た。
プレチャレンジにおける講義に関するノートのまとめ方

・平成 30 年度

一次選抜者

47 人

や，レポートの記載内容等も多くは 70％以上の評価であ【県内：45 人（11 校），県外：2 人（2 校）】，【1 年生：18 人，

り，科学技術への理解，多角的な分析，意見交換などの能2 年生：28 人，3 年生：1 名】【男性：28 人，女性：19 人】

力があると判断でき，本事業の人材育成の目標に適した素質を有していると判断した。

・令和元年度応募者

54 人

また令和元年 10 月に一次選抜された受講生に実施した【県内：49 人（11 校），県外：5 人（5 校）】，【1 年生：36 人，

アンケートにおいて，応募の理由として，約 70％は「面

2 年生：18 人】【男性：29 人，女性：25 人】

白そうだから」，「理科・数学が好き」と回答しており【興味・関心】【熱意，積極性】【科学へのこだわり】の強い生・令和元年度

一次選抜者

47 人

徒が選抜されたと判断できる。応募書類の動機の記述やプ【県内：44 人（11 校），県外：3 人（3 校）】，【1 年生：31 人，

レチャレンジの際に提出した研究の提案なども全体的に2 年生：16 人】【男性：27 人，女性：20 人】

しっかり記述されており，【科学の基礎知識】【理解力，考察力】もあると判断した。

・令和 2 年度

応募者

75 人

【県内：73 人（16 校），県外：2 人（2 校）】，【1 年生：56 人，
2 年生：19 人】【男性：47 人，女性：28 人】

4. 4. 受講生の二次選抜の実施について
二次選抜は基盤学習における学習効果が認められ，受講生が主体的に提案した課題研究の計画が適切であるかどう

・令和 2 年度

一次選抜者

55 人

かを判断して選抜を行った。具体的には，課題研究の推進【県内：54 人（16 校），県外：1 人（1 校）】，【1 年生：39 人，に必要となる能力・資質である先端科学技術の理解，観察2 年生：16 人】【男性：33 人，女性：22 人】

力，洞察力，論理的思考力，情報分析力，課題探求能力などが基盤学習で育成されているかどうか，また取り組もう

・令和 3 年度

応募者

72 人

【県内：61 人（12 校），県外：11 人（7 校）】，【1 年生：40 人，
2 年生：32 人】【男性：40 人，女性：32 人】とする研究が定められた期間に実行可能かどうかを判断した。
学習成果の評価と研究計画の発表に対する評価を合計して上位者を選抜した。評点は基盤学習の平均点 25 点満点

・令和 3 年度

一次選抜者

44 人

（一回あたりの平均点，GPA を換算）
，基盤学習の総点 25【県内：38 人（12 校），県外：6 人（6 校）】，【1 年生：24 人，

点満点（総計 GPT を換算），研究計画発表 50 点満点の合

2 年生：20 人】【男性：24 人，女性：20 人】

計 100 点満点とした。

平成 30 年と令和元年の応募者を比較すると平成 30 年度【学習の成果に対する評価】には 1 年生と 2 年生がほぼ同数であったのが，令和元年に事前学習の評価：基盤学習における授業ごとに，授業担は 2 年生の応募者が半減した。一方，一次選抜された受講

当者及びコーディネータ，サブコーディネータが事前に提生は平成 30 年度には 2 年生の方が多かったのに対して，出された課題への回答から受講生が講座内容もしくは関連

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加藤 晶，林 秀則，向 平和，高橋 亮治

内容を正しく理解しているどうか，事前学習における課題

・ 説明がわかりやすいか？

の達成などの学習への取り組みを評価した。
（10％）

・ 答えるべき質問に的確に回答しているか？

授業中の行動評価：毎回の講座において，参加者の行動をコーディネータ，サブコーディネータ及び TA が観察し，二次選抜の実施状況については以下の通りである。令和

以下に例示した項目など合計 10 項目について 4 段階で評元年度以降については，早期選抜，通常選抜と 2 パターン

価した。（20％）の二次選抜を実施した。早期選抜については，高校 2 年生
やジュニアドクター育成塾修了生など実施したい研究内容

・ 説明を聞いて理解しているか？

がある程度立案できている受講生を対象として実施した。

・ ノートに必要なことがメモされているか？
・ 講義の内容を理解して実験をしているか？

・ 平成 30 年度

・ 科学的知見に基づいて，合理的に予想しているか ?

早期選抜：該当なし

・ 実験手順は合理的であったか？

通常選抜：平成 30 年 11 月 3 日，10 日

・ 他の受講生と協調して実験ができたか？

平成 31 年 1 月 19 日，20 日

研究計画の提案
二次選抜実施・ 結果を観察しているか，記録ができているか？
・ 正しい考察ができているか？

・ 令和元年度

・ 結果について，他者と協働しながら考察したか？

早期選抜：令和元年 9 月 29 日

・ 結果について，科学的知見に基づいて考察したか？

令和元年 10 月 18 日
通常選抜：令和元年 11 月 3 日，4 日

事後学習の評価：毎回の授業においてレポートを提出さ令和元年 12 月 21 日，22 日

研究計画の提案
二次選抜者を決定
研究計画の提案
二次選抜実施せ，観察力・洞察力，論理的思考力，課題発見力などの観点から評価した（20％）

・ 令和 2 年度「事前学習」「授業中の行動」「事後学習」それぞれの評

早期選抜：令和 2 年 10 月 26 日

価の合計について，出席回数が一定でないため各受講生の令和 2 年 2 月 24 日

出席した講義に対する評点を平均したもの（GPA，25 点

通常選抜：令和 2 年 12 月 21 日

満点に換算，理解力等に優れた受講生に配慮）と総合計点

令和 3 年 2 月 15 日

（GPT，25 点満点に換算，熱心に授業に取り組んだ受講生		に配慮）の両者を加算した（50％）。

・ 令和 3 年度
早期選抜：令和 3 年 10 月 18 日

【研究計画への評価】

令和 3 年 11 月 26 日

課題研究への取り組み意欲と推進能力を評価するため，

通常選抜：令和 3 年 12 月 14 日

平成 30 年 11 月上旬，一次選抜者全員に課題研究で取り組

令和 4 年 1 月 23 日

研究計画の提案
二次選抜者を決定
研究計画の提案
二次選抜実施研究計画の発表
二次選抜者を決定
研究計画の提案
二次選抜実施みたい内容について発表させた。その内容に対して関連分
野の教員によるアドバイスを受け，具体的に実施可能な内【研究室マッチングについて】容に修正したものを平成 31 年 1 月上旬に発表させ（発表

受講生が提案した課題研究の内容について，コーディ

5 分，質疑 10 分），その発表を以下に示した 10 項目につネータ，サブコーディネータが学内もしくは学外（連携機

いてそれぞれ 4 段階で評価した。（50％）

関）の教員と相談し進めた。相談された研究室の中には，
より課題研究の内容と分野が近い研究室を勧めてくれるこ・ 関連分野の基礎知識や基盤技術が習得できているか？

ともあった。
中には実施が不可能とされた課題についても，

・ 先行研究を調べ，理解しているか？

課題研究が実施できるように研究室に沿ったものに変更や・ 先行研究に対して，自分の研究の位置付けを把握してい修正をしてくれた教員もいた。受講生が提案する内容をそるか？

のまま実施可能とすることは困難であるが，受講自身のこ・ 研究の目的が具体的に設定されているか？

だわりや興味をできる範囲で実施できるよう，時間をかけ・ 目的にかなった研究内容（実験操作）が具体的に設定さて研究室マッチングを実施した。

れているか？
・ 具体的な期間と達成目標が設定されているか？
・ 適切な専門用語を使用しているか

4. 5. 二次選抜後の個別指導について
二次選抜後は，研究指導担当教員，コーディネータ，サ・ 科学的に考察されているか？

ブコーディネータと受講生が個別に相談してより詳細な研・ はっきり聞こえるように話したか？

究計画を検討，受講生ごとに大学の研究室などで研究を開

82

11 加藤晶，林秀則，向平和.indd 82

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高校生を対象とした次世代科学技術人材育成プログラムの開発と実践始した。課題研究の実施において，多くの場合，コーディ

表 3. 令和 3 年度二次選抜者課題研究テーマ一覧

ネータ，サブコーディネータ，研究指導担当教員，実験補助を行う研究室所属の TA，研究室には所属しない全般的な指導助言を行うチューター（メンター）の 4 者がそれぞれの立場から指導に当たった。研究が円滑に進展するように，実施担当者，コーディネータ，サブコーディネータは研究指導担当教員と連絡を取り，各受講生の研究の進捗状
況を把握するとともに，必要に応じて受講生を指導した。
令和 2 年度からは新型コロナウイルス感染対策のため，来学年

課題研究タイトル

1

高2

微細藻類で行く宇宙～微細藻類からの固体ロケット推進剤の研究～

2

高1

カエルの変態による体色変化能力の獲得について～オタマジャクシに体色変化能力はあるのか～

3

高2

ミノムシ糸とクモ糸の紫外線照射による破断強度
の違い

4

高1

とげのないみかんの木を作ろう

5

高2

元池から採取した紅色非硫黄細菌の肥料への利用

学に制限のあることが多かったが，受講生の状況，研究内

6

高1

浴槽掃除ロボットの製作

容によって，それぞれ可能な範囲で実験・研究を遂行した。

7

高2

コケ植物のアレロパシー物質の探索

二次選抜後，課題研究に取り組んでいる受講生に週間レ

8

高1

地衣類の生成物質

ポート及び月間レポートを提出させた（図 3）。これをコー

9

高1

クラゲの刺胞射出にカルシウム受容体は関係しているか

ディネータ，サブコーディネータ，TA が確認して，課題研究の実施状況を把握した。また 2 か月に 1 回程度の研究
報告会の時間を設定し，複数の受講生が集まって，または
オンラインで相互に研究の進捗状況を紹介した。
令和 3 年度受講生に対しても，2022 年 3 月で JST 事業

10

高1

植物における粒子吸収メカニズムの研究

11

高1

山車に載せる LED ロウソクの開発

12

高1

生活関連化学物質（PPCPs）による水棲生物および水環境の汚染実態解明

13

高1

北高に眠る化石とその歴史の採択期間が終了したが，前年度までと同様に，課題研究
期間を約 1 年間とし，以下のような研究内容について引き続き研究を継続している（表 3）。

5. 受講生の育成状況について
5. 1. 一次選抜者の第一段階の育成状況について（1）能力育成に関する定性評価～実施担当者等による判断～
受講生は高校 1 年生と 2 年生が半々で，特に 1 年生は実験の方法や実験ノートの取り方が全くわからない状況であった。2 年生は 1 年生よりある程度実験に慣れていたので，実験・授業の班分けは学年や在籍校が偏らないように配慮し，4 ～ 5 人を 1 班とし様々な実験・観察に取り組ませた。最初はぎこちなかったが，回を増すごとに手際よく実験が行えるようになってきた。これは担当する教員が高
校生の力量をよく知っている。すなわち，これまでも高大連携の授業・実験を何度も担当されてきた経験豊富な教員が行ったことと，
学生補助員の役割が大きく寄与しており，
ある意味，大学の 1，2 年生より効率よく実験・実習に取り組むことができたと判断する。
高校の理科実験のように決められた時間に予想通りの結果が出るというものではなく，どのような結果になるか予想して実験をしたり，予想通りの結果にならなかったり，
班ごとに結果が違ったりと，実際の研究現場により近い現実に遭遇し，戸惑う一方で，情報収集力や分析力，論理的思考力が養われたと思われる。
実験・観察ノートの取り方も，どうノートに書き留めれ図 3. 週間および月間レポートの一例

ばよいか，戸惑っていたが，回を追うごとにしっかりとしたノートになっていった。もちろん，実験・観察ノートの重要性，例えば鉛筆ではなくボールペン等，消すことのできない筆記用具で書くことなど，これまでの学校教育の場
では教えられていないことにショックを受けながらも，一大学教育実践ジャーナル 第22号 2023

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つひとつ理解した上で，身につけていった。
毎回，各班の実験・観察結果とそこから何が言えるのか（4）育成能力に関する定量的評価～受講生の判断による育成された能力～を発表させた。最初は記録した数値をいうだけで，その数受講生に対して基盤学習によって以下のような能力が高値の意味まで理解できなかったが，これも回を追うごとにまったかどうか，自己評価をさせたところ，「とても高まっ的確に考察ができるようになってきた。また，これらは授た」，「高まった」の合計が「外国語でのコミュニケーショ

業担当者とコーディネータ，サブコーディネータ，学生補

ン力」以外はいずれも 80％も超えていた（英語による授助員が目をとおすとともに，問題点などの指摘やアドバイ

業は実施していたが，受講生が英語で討論する時間は少なスを行い，受講生に返却した。また，提出されたレポート

かった）。このプログラムを通じて受講生自身も自身の能は受講者一人ひとりの「受講者活動記録」としてファイル力向上に良い影響を与えたと考えていると判断した。

されている。「この受講者活動記録」をみると，レポートの書き方をはじめ，考察が約 4 か月の間で格段の進歩がアンケートの質問内容あったと判断できた。

①未知への事柄への興味（好奇心）②学校の勉強に対する意欲や姿勢（向上心）（2）能力育成に関する定性評価③理科の実験，観測や観察への興味～受講生自身による判断～④理科・数学の理論・原理に対する理解（基礎学力）

後述する基盤学習終了時に行ったアンケートの自由記述⑤考える力（洞察力，発想力，論理力）

欄には実験に取り組む姿勢について，問題を解決するため⑥真実を探って明らかにしたい気持ち（探究心）の考え方，取り組み方が変化したこと，また議論や発表す⑦学んだことを応用する能力（応用力）

ることについてそのことについて自身の能力が高まったと⑧自然現象や情報から何かを発見する力（問題発見力）

いう内容が多く見られ，本事業の育成目標である，観察力，⑨問題を解決する方法を考える力（課題解決力）

洞察力，論理的思考力，情報分析力，課題探究能力，プレ⑩成果を発表し伝える力（プレゼン力）

ゼン力などが育成されたと受講生が判断している。

⑪自分から取り組む姿勢（自主性）⑫周囲と協力して取り組む姿勢（協調性，リーダーシップ）（3）能力育成に関する定量的判断⑬ねばり強く取り組む姿勢（継続力）～授業における教員の評価～⑭独自なものを創り出そうとする姿勢（独創性）

基盤学習の育成に関する定量的判断として，まず出席し⑮将来科学技術の分野で活躍したいという気持ち（理系

た授業の事前学習，授業中の行動評価，事後学習のそれぞに進む意欲）

れの評点を集計した。行動評価については理解力，論理的⑯外国語でのコミュニケーション力

考察力，行動力，積極性などについて 10 項目で評価した。

⑰異なる文化や考え方を持つ人と理解し合える力（異文評価の経時変化は多くの受講生について，ほぼ一定の範化理解）

囲 70 ～ 90％の間で変動はあるものの，あまり目立った特徴は見られなかった。中でも比較的特徴的であったのは次

5. 2. 二次選抜者の育成状況についてに述べる 2 つのパターンだった。前者は徐々に評点が下

5. 2. 1. 課題研究成果発表についてがってきたケース，後者は全体的に評点が回を追うごとに二次選抜者は多くの場合二次選抜後，1 月頃から実質的上昇した例である。前者において特に減少したのは行動評

な研究活動に取り組み，11 月頃に課題研究発表会におい価であり，この受講生は既に高校において研究に取り組んて研究成果を発表した。令和 30 年度受講生からは 12 件，

でおり，科学実験などの経験があったため，初期には他の令和元年度受講生からは 20 件（発表動画の提出を含む），

生徒よりも相対的に高かったのに対し，回を追うにつれて

令和 2 年度受講生からは 14 件（オンラインでの発表，動他の生徒がその評価に追いついたと考えられる。一方後者

画の提出などを含む）の成果発表があった。発表に際し，のパターンの受講生は本来文系志望であり，本事業の取り受講生は発表概要を日本語と英語で作成し，それらは研究組みによって，科学的素質が徐々に育成されたと考えられ

成果報告集として冊子にまとめると同時に web ページ上る。授業の内容は様々であり，受講生の得意，
不得意も様々

で一般に公開した 3。

であるため，基盤学習における評点の経時変化から育成の成果を画一化に判断することは困難であったが，授業の内5. 2. 2. 学会などにおける発表や受賞実績

容は徐々に高度になっているのに対して，評価があまり変平成 30 年度～令和 3 年度のグローバルサイエンスキャ

化しなかったことは，受講生の知識・能力が全体的に向上

ンパス全国受講生研究発表会に合計 12 件発表し，優秀賞したことを示していると判断できる。

2 件と受講生投票賞 1 件を受賞した。国内外における研究会や学会の高校生部門などでも発表し，受賞した研究発表

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高校生を対象とした次世代科学技術人材育成プログラムの開発と実践もあった。

ジュニア農芸化学会 2021 銀賞		（1）国内学会などにおける研究発表例（令和 3 年 12 月の

第 7 回中高生のためのかはく科学研究プレゼンテーション

時点）

大会

最優秀・有馬朗人賞			

1件

平成 31 年 1 月 13 日

第 12 回高校生バイオサミット in 鶴岡優秀賞

1件

生物教育学会第 103 回全国大会

1件

3件
5. 2. 3. 海外渡航での研究活動とその成果

平成 31 年 3 月 29 日
ジュニア農芸化学会 2019 年度大会

1件

（1）平成 31 年 3 月 18 ～ 24 日

令和元年 7 月 28 日		

受講生 1 名をインドネシ

アに派遣

第 5 回中高生のためのかはく科学研究プレゼンテーション

ゴロンタロ大学の水産学部のセミナーにおいて教員や学4件

生を相手にした研究成果の紹介及び，バリにおいて捕獲し大会			

令和元年 9 月 12 日		
日本微生物生態学会

たクラゲを用いた実験を実施した。

2件

令和元年 9 月 22 日		

（2）平成 31 年 3 月 24 ～ 30 日

日本魚類学会

ランドへ派遣		1件

令和元年 10 月 22 日

受講生 2 名をニュージー

花粉化石や植生に関する現地調査を実施した。

日本農芸化学会中国四国支部市民フォーラム

3件

一人は過去の陸上植生環境の変遷を明らかにすることを

令和 2 年 7 月 24 日		

目的として，自然林などにおける堆積物の花粉・胞子を解第 6 回中高生のためのかはく科学研究プレゼンテーション

析した。もう一人は地質体の特性によって生育が左右され大会					る菌類などの起源について包括的に理解するため，自然林

2件

令和 3 年 3 月 13 日		
第 17 回日本物理学会 Jr セッションなどを対象として，菌類の調査を行った。
1件

令和 3 年 3 月 19 日		
ジュニア農芸化学会 2021

（3）
令和元年 12 月 10 ～ 13 日，
受講生 5 名をインドに派遣，4件

国際シンポジムでポスター発表。

令和 3 年 8 月 7 日

Asian Test Symposium (ATS) 2019，令和元年 12 月 10 ～第 7 回中高生のためのかはく科学研究プレゼンテーション

13 日 KOLKATA大会				

・An Application of Halophilic Bacteria as a

3件

Countermeasure against Salt Damage（2）国際学会等での研究発表（国内）例・Research on Sterilization and Deodorization Effects of

令和元年 9 月 11 日

Protein Island Matsuyama

Shell Fired Calcium

国際シンポジウム		

1件

・Development of new therapeutic strategy for HME by

令和 3 年 12 月

genome editing

KAGAYAKI AWARD（オンライン） 1 件

・Caffeine Effects on Activity of Animal and Plant

国際学会等での研究発表（国外）

・Comparison and Characterization of Acetic Acid

令和元年 12 月 12 日

Bacteria Isolated Form Brewing Vinegar and Nature

Asian Test Symposium (Kolkata，India）

5件

Habitat
要旨，ポスター及びスピーチの発表原稿は受講生が作成（3）その他の論文発表

し，ネイティブスピーカーによる英文校閲を受け，質の高「酢屋で継代培養されてきた酢酸菌の遺伝子比較」，化学と

い英語となった。発表当日，高校生の発表に興味を持った

生物

研究者たちがポスターを見に来て，いろいろ質問もされた

Vol. 57，No. 11，714-717（2019）

が，内容に関して回答ができたようである。学会参加者は（4）受賞例

情報関連の研究者が多く，一方で受講生の発表の多くは生第 6 回中高生のためのかはく科学研究プレゼンテーション

物系のもので，質問の多くは基本的な内容であったため，

大会

ある程度の説明ができたものと思われる。

最優秀・有馬朗人賞他		

3件

令和 2 年度（第 58 回）愛媛県児童生徒理科研究作品
優秀賞					このような取り組みを通じて，英語による科学的文章の1件

作成の能力や国際的な感覚が習得されたと判断でき，その第 19 回神奈川大学全国高校生理科・科学論文大賞

成果は本事業で開発した eGS 課題研究ルーブリックによ

努力賞					2件る評価においても反映されている。

第 17 回日本物理学会 Jr セッション

1件

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奨励賞

令和 2 年度以降，新型コロナウイルス感染拡大に伴い，
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加藤 晶，林 秀則，向 平和，高橋 亮治

海外派遣はできなかった。オンラインで開催しているもの

6 月 19 日について積極的に参加，発表を行った。

Groups (2hr)

令和 3 年度は東南アジアの高校生を対象としたオンライ

6 月 20 日

Lecture Part. 3 (1hr) & Discussion byPresentation by groups (3hr)

ンの科学研究セミナーに令和元年度受講生を参加させた。
以下のようなスケジュールで，韓国，フィリッピンなどの参加した受講生は米国にホームステイの経験があり，日高校生約 30 人と研究発表，講義の聴講，グループディス

常的な英会話にはある程度習熟していた。しかし，科学研

カッション，レポート発表などのプログラムに沿って学習

究における英会話はほとんど経験がなかったが，本セミするとともに，懇親会などにおいて交流を深めた。

ナーに参加して，英語でオンライン授業を聞き，海外の高The 8th Online-AMGS Conference for Teen Researcher

校生と英語でディスカッションし，Why Is Blue So Rare

（AMGS: APEC Mentoring Center for the Gifted in

In Nature? という課題に対して，英語でレポートを作成

Science）

した。これらの活動を通じて科学に関連した会話も積極的

場所：リアルタイムオンラインにできるようになり，科学英語力が飛躍的に向上したと判

スケジュール：

断できる。

6月5日

Presentation of research results/progressby students (2hr)
6月6日

Introducing research field by mentors (1hr)

6. 受講生に対する評価手法の開発と実施

6 月 12 日

Lecture Part. 1 (1hr) & Discussion by

6. 1. 育てたい人材像と育成したい能力・資質に照応したGroups (2hr)

評価方法

6 月 13 日

一次選抜後の各基盤学習の評価については上記の育成しLecture Part. 2 (1hr) & Discussion byGroups (2hr)

たい能力・資質のうち，スキルに相当する観察力，洞察力，

図 4. 本事業で使用した「eGS 課題研究ルーブリック」

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高校生を対象とした次世代科学技術人材育成プログラムの開発と実践

論理的思考力，情報分析力，課題探求能力を中心に，「事また，系列 1 ～ 4 の評点のレーダーチャートを発表の順を

前学習」，「事後学習（レポート）採点」，「行動評価」によっ追って表示した（図 6）。代表的なパターンを 3 件図示して評価した。これらの観点からの評価の具体例については

たが，概ね発表の回を追うごとに各項目の評点が上がり，基盤学習による育成の部分（5. 1.）で述べているが，科学

特に研究発信力が上昇した受講生や特に研究遂行力が上昇

技術者に必須の能力と資質である論理的思考力，情報分析力，課題探求能力，独創性，想像力，表現力を評価するた
め二次選抜における研究計画の評価では以下のような観点から評価した。
①関連分野の基礎知識や基盤技術が習得できているか②先行研究を調べ，理解しているか③先行研究に対して，自分の研究の位置付けを把握しているか④研究の目的，（何を調べて，何を明らかにしようとしているかが具体的に設定されているか）⑤目的にかなった研究内容（実験操作）が具体的に設定されているか⑥具体的な期間と達成目標が設定されているか⑦適切な専門用語を使用しているか科学的に考察されているか

1. 受講生 X⑧はっきり聞こえるように話したか⑨説明がわかりやすいか⑩答えるべき質問に的確に回答しているか
二次選抜後の評価については，すべての能力・資質について，本事業で開発した「eGS 課題研究ルーブリック」を用いて評価した（図 4）。「eGS 課題研究ルーブリック」は大観点として「研究デザイン力」「研究遂行力」「研究発信力」「研究協働力」を設定し，研究デザイン力には「課題設定」「情報収集」「実行可能性」「研究倫理」を，研究遂行力には「内容理解」「実験・観察の技能」「分析・解析」「多面的思考」を，研究発信力には「表現の適切さ」「論理性・一貫性」
「わか
りやすさ」
「質疑対応」を，研究協働力には「役割分担」「リー
ダーシップ」「相乗効果」の 15 の小観点を設定している。

2. 受講生 Y

また受講生の能力育成に関して，受講生のことをよく知る担任，理科担当教員また部活顧問などに受講生の能力に関するアンケートも行った。質問事項は前述の受講生に対して行ったアンケートと同様である。
6. 2. 評価の実施結果と課題
展開学習，発展学習の育成の成果は，グローバルな能力育成を視野に入れたルーブリックを本事業において作成しこれを用いて行った（図 5，図 6）。平成 30 年度受講生の令和元年 4 月 17 日，6 月 1 日，7 月 24 日（8 月 8 日，8 月16 日），9 月 7 日，10 月 26 日，12 月 12 日の研究発表において，15 項目について評価した。それを元に各発表における研究デザイン力（系列 1），研究遂行力（系列 2），研究発信力（系列 3），研究協働力（系列 4）の評点の合計と3. 受講生 Z

その平均（系列 5）を発表ごとのグラフ（図 5）とした。

図 5. 平成 30 年度受講生の各研究発表における評点の推移

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加藤 晶，林 秀則，向 平和，高橋 亮治

した受講生がいた。この結果から報告会での発表や学会，
特に英語によるポスター発表を通じて研究の内容の理解が7. 得られた成果の把握と普及・展開

進むと同時にプレゼン力も育成されたと考えられ，評価に企画で得られた成果の把握，効果検証の方針や進捗状況

ついても妥当であると判断した今後の課題として，受講生を外部評価委員に評価にしていただいた。年に 1 回程度コへの評価のフィードバックを行う必要がある。

ンソーシアム委員会を開催し，学外の委員（高等学校長，
理科教員部会長，元企業職員）に事業の評価を依頼した。
その中では，事業の目的，内容，取り組み状況を説明し，成果や有効性，課題と改善点について意見をいただいた。
理科教育の面では多くの成果が得られていると評価をいた
だいた。寄せられた課題や改善点の多くは，プログラムを受講する高校生が，いかに高校の授業と部活動を両立させながらプログラムに参加するかという点についてであった。「時間的制約をどう克服するか」が課題であるとの指摘もあった。県立高校などの行事については事前に県教育委員会に問い合わせた上で，大きな行事と重ならないようにしていること，またコロナ禍が始まってからはオンラインによる授業も充実したため，遠隔地に住む受講生の移動にかかる時間も負担も軽減された。こうした課題や改善点

1. 受講生 Xについては次年度以降に反映させた。
また本プログラムは高校生を対象としていることから，
高校教員 500 名にアンケート（10 項目）を実施した。ア
ンケートの結果から，理科教員の 80％以上が本プログラムの存在を知っていたが，一方で生徒に応募を勧めたのは
約 30％であった。存在は知っているが応募させなかった
理由を明確にして，それに対する対策をすれば，応募者の増加につなげられると考えた。応募させなかった理由は大きく 2 つ存在した。1 つ目は，生徒の学力によるもの，2
つ目は高校の教育方針に関するものであった。応募者の半数以上が，高校教員の勧めによって応募しているため，より多くの高校生が応募できるよう，これらの意見を参考として，募集方法などを検討した結果目標数の 70 名を達成することができた。

2. 受講生 Y

また受講生を知っている多くの先生の過半数が，いずれの学習プログラムも理系の才能の育成に有効であると回答しており，
外部評価委員の意見と概ね一致していた。一方，個別のコメントには，愛媛大学の近郊に住んでいない遠隔地の高校生への対応，旅費の支援や，東予・南予地域での講義の開催，高校教員が講義に参加する機会の提供など，
より具体的な記述がみられた。その点については今後の学習プログラムや実施方法の改善に対して有益であると考える。
また本プログラムを修了した受講生との関係性の維持にも努めている。例えば，令和 2 年に本学に入学した平成30 年度受講生のうち 1 名が令和 3 年度受講生の基盤学習
や展開学習のチューターを務めており，年度を越えた受講生の間での関係維持ができている。さらに令和 4 年度につ

3. 受講生 Z

いても継続して本プログラムの学習だけでなく，JST 主催

図 6. eGS 課題研究ルーブリックによる受講生の育成の評価の全国受講生研究成果発表会のティーチングアシスタント88

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高校生を対象とした次世代科学技術人材育成プログラムの開発と実践としても本学から推薦されており，受講生だけでなく修了生についての人材育成にも目を向けている。また，令和 2

https://ehime-u-gs.jp/
注 3：平成 30 年度，令和元年度受講生課題研究報告集

年，令和 3 年度に本学に入学した受講生についても令和 4https://ehime-u-gs.jp/files/2021-project_research_report_

年度の学習に高校生対象の授業等でチューターなどを担当

collection.pdf?20210521

しており，本プログラム修了生には愛媛大学を希望し入学するものも多く見られるため，授業のチューターだけでな謝辞く，今後修了生が配属された研究室で課題研究を実施する

本事業は国立研究開発法人科学技術振興機構（JST）グ

機会についても考えていきたい。受講中だけの一過性のプ

ローバルサイエンスキャンパスの支援を受けて実施した。

ログラムではなく，人材育成というのは，長期に渡って波支援いただいた JST に感謝申し上げる。本稿で紹介した及していくものであり，5 年，10 年という年月をかけて修グローバルサイエンスキャンパスに関わった愛媛大学なら了生の追跡調査を可能にしていきたいと考えている。

びに連携機関の教職員，またコンソーシアム委員の皆様をはじめ，四国 4 県の教育委員会や高校教員の先生方に多大

8. 今後の取り組みについてな協力と貢献に感謝申し上げる。

JST 支援による令和 3 年度までの取り組みは，令和 4 年度から愛媛大学学内に設置された「次世代科学人材育成室」
が事業を引き継ぎ，高大連携に関連した事業とあわせて推進している。この組織では，グローバルサイエンスキャン
パス及びジュニアドクター育成塾との連携をさらに強化
し，JST 補助事業の成果をもとに地域の科学教育振興事業の支援と実施を遂行している。本年度，グローバルサイエ
ンスキャンパスについては大学の独自予算として実施している。組織として次世代科学人材育成室の中に各学部及び関連する機構（先端研究，学術推進機構，国際連携推進機
構など）の代表者で構成されるグローバルサイエンス実行員会を設置し，毎週，実施計画や実施状況を検討している。
事業開始時から令和 3 年度までは応募時に 1 次選抜を設定していたが，令和 4 年度より募集時に選抜を実施せず，対象を高校 3 年生にまで拡大し，受講を希望する受講生で学校長の推薦書の提出があった全ての高校生を受け入れた。
その結果，四国県内から 124 名の受講生が集まった。また第 1 段階の「基盤学習」においては，本学の科目履修生として登録し，共通教育科目「人間科学入門」の科目を受講した。本科目は，愛媛大学の各学部，センターを中心に，連携機関である岡山理科大学獣医学部，松山大学薬学部，
愛媛県総合科学博物館を含めた計 26 講座については，愛媛大学 Moodle を活用し授業を実施した。今後は「展開学習」，「発展学習（課題研究）」を用意しており，最大で 1
年半の受講生の継続，発展した次世代科学技術人材育成のための教育プログラムを提供していく予定である。
脚

注

注 1：この取り組みは，平成 30 年度採択機関成果報告集としてグローバルサイエンスキャンパスのホームページに掲載された。https://www.jst.go.jp/cpse/gsc/
注 2：愛媛大学グローバルサイエンスキャンパスホームページ

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