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課外講義「これがサイエンスだ!」冬合宿開催

投稿日:2018年12月28日

 12月21日(金)から23日(日)にかけて、本庄キャンパスにてゼミ合宿が行われました。期間を通じて参加者は数学・情報・物理・地学の4つのパートに分かれ、それぞれの課題に取り組みました。
 数学パートでは「数値解析入門」として定積分の値を四角形の面積の和で近似する作業をExcelを使って行いました。さまざまな四角形のとり方を考え、速く目的の値に収束する方法とはどのようなものであるのかを実験していきました。また実験だけではなく、大学レベルの数学を用いて収束が速くなることの証明も行いました。参加した生徒は、数学はガリガリ計算するイメージだったが、Excelを使ったり、仲間と協同して課題解決したりすることに新鮮さを感じていたようです。
 情報パートでは、Pythonによるプログラミング実習(RSA暗号作成体験)と、仮想Linuxサーバへの攻撃体験を行いました。1からRSA暗号を作り通信する / 実際のシステムを模擬した仮想サーバを攻撃するという体験を通して、どのようにすればより安全なシステムを構築できるかについて考えました。
 物理パートでは、まず初日(21日)に基礎となる数学をおさらいし、その中のいくつかのことがら(微分係数や漸化式)をexcelを用いて計算しました。そして2日目(22日)には斜方投射や水波の運動について、excelのマクロを用いて解析しました。
 地学パートでは、「化石の剖出をして、古気候を推定してみよう。」というテーマで実習を行いました。岩石採集地である栃木県那須塩原市の情報を伝えた後に、化石の剖出を開始しました。最初は岩石の適当な場所をハンマーで叩いていた生徒たちも、岩石の中に化石がどのような状態で堆積しているのかを考えてから叩くようになり、徐々に化石の量が増えていきました。化石剖出後は化石を込まなく観察し、資料を照らし合わせて同定と記載を行いました。一人で判断できないものはグループで意見を交換し合い鑑定しました。その後、全員分のデータを用いて、化石が堆積した当時の気候を推定しました。今回の実習を通して、座学で学んだことを実際に手を動かすことで理解を深めていくことができていました。古気候推定の議論では、答えが一つではないので、各々が科学的根拠をもとに主張する力を養うことができました。また、自分とは違った意見を理解することでより良い考察ができていました。生徒たちは終始楽しそうに実習を行っていました。また、「次回は巡検をやってみたい!」とやる気に満ち溢れていました。

 また特別講義として、21日(金)には本学院数学科教諭の太田洋平先生より、「圏論入門-圏論から集合論を眺めてみよう-」というタイトルの講演をしていただきました。集合論の基本的な概念・圏の定義・極限の定義を学び、集合論の幾つかの概念が極限として表されること、また極限の交換可能性として集合論の定理が示されることを学びました。22日(土)には本学院の卒業生で青山学院大学理工学部物理・数理学科助教の山本大輔先生より、ご自身の専門分野である物性物理学についてわかりやすく解説していただき、さらに研究者という職業・そこに至るまでのキャリアパスについてお話いただきました。生徒たちは研究者の具体的な姿がわかり、「物理は勉強ではなく、趣味」ということばが印象的だったようです。
 最終日には各パートから成果報告会を行い、質疑応答や議論などの情報交換を行いました。生徒たちは他のパートの発表に興味をそそられたり、異なる分野でも手法につながりを感じたりするなどの刺激的な時間を過ごせたようです。

「これがサイエンスだ!」の他の活動や夏合宿についてはこちら


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