ELCAS・最先端科学の体験型学習講座（京都大学理学部）未来の科学者養成講座

問題演習を行い、解けた人には発表してもらった。

チューター　

　岩木耕平（博士課程1回生）、佐藤　信夫（博士課程 1回生）

実施場所

　理学部３号館109号室

実習内容

　前回、9/3(土)に予定されていた第1回のELCASが台風により中止になったため、今回が初めての実習となった。今回は勉強する予定の本"Proofs from THE BOOK"を配布し今後の実習の方針を説明した上で、来週の発表者の割り当てを決めた。また残り時間は問題演習に充て、解けた人には黒板で発表してもらった。

受講生の感想

• ずっと考えていたので疲れた。学校で習ってることを使ってもあんまり歯が立たなかった。
• 普段学校でやってることと全然ちがうので難しかったです。
• 出された問題が難しく苦戦した。しかし解いてる間は気持ち良かった。
• 出てくる問題は、一年生の私たちには難しいものでした。これから知識を身につけて、みなさんについていけるようにしたいです。
• 初めて、ELCASの体験をして、とても緊張した。しかし、自分達で問題解いて教え合うのは楽しかった。
• オイラー関数の問題がn=p^k（p:素数）のときはできてよかった。つかれた。また家でもやりたい。
• 問題を出し合ってみんなで考えるのは面白い。本を見た感じ、ある程度予備知識を前提しているようで心配。
• 第1回ということで、どんな授業になるのかなーと思っていたのですが、思っていたよりフリーな感じで驚きました。次回からはテキストを進めるようなのですが、洋書は助けなしで読めるか少し不安です。ただ、読むの楽しみです。

実習前半、講義の様子

実習後半、デモ実験の様子

実習後半、デモ実験の様子

実習指導

　山本　潤 (ソフトマター物理学研究室　教授）、
　高西　陽一（同　准教授）

チューター　

　吉岡　潤(博士課程２回生)

実施場所

　理学部5号館115, 219, 221号室

実習内容

　4時間の実習時間のうち、最初の1時間は山本教授による講義で、ソフトマター、とりわけ液晶についてのイントロダクションを行った。残りの3時間は2つのグループに分かれて、それぞれ高西准教授及び大学院生の吉岡による液晶を用いた簡単なデモ実験を行った。内容は、偏光顕微鏡を用いた液晶の組織観察、及び液晶ディスプレイの原理を体験できる電気光学応答の実験であり、高校生にも実験の作業の一部を行ってもらった。

受講生の感想

• 丁度学校の授業でコンデンサーや、コロイド溶液の物性などについて学んだところだったのでタイムリーなテーマだった。特に、液晶ディスプレイの仕組みが高校物理で習うような知識で理解でき、さらにそれを実際に確認出来たのがとても面白かった。また初めて触る実験機器がほとんどで、それを操作するのも面白く、とても楽しい体験だったと思う。
• 合宿行きたいなあ・初めてのELCASで緊張しました。・物理のELCASメンバーで仲良くなれて良かった。・毎年物理の人は変わった人が多いと思った。・ソフトマターとは何なのかいまだに分からない。・これからも楽しんでいきたいです。
• 身近な事を扱っているので興味をもてました。途中いろいろな難しそうな式が出てきて全然分からなかったんですけど、わからないことがある度に丁ねいに教えて下さいました。そのおかげで実はその式は理にかなっているとわかり、すごいびっくりして頭がすっきりしました。
• 物体の三態というのは一応化学グランプリで見たことがあるので、さわりは理解できたが、アモルファスの話が出てこなかったので少々残念だった。全エネルギーの公式に積分が出てきて少々興奮したが意味が解せなかった。実験室は肌寒かった、精密機械のためだから仕方ない。今回やった実験は5CB、8CB、CLCという異なる相での温度の変化による変化の特徴の観察と5CBに矩形波かまして厚さが10mm,25mmのセルで挟んでその電圧の変化を調べるという実験で、少々理解するのに苦しんだがなんとか理解できてよかった。どんな世界でも秩序というのは無いのだなあと感慨に耽った。
• 物理を高校２年生で習う私にとっては、まったく内容が理解できなかったです。しかし、液晶については少しぐらい理解できたかなと思います。数学の式が出てきたのですが、qもDも習っていないので？マークが多すぎて頭が困惑しているのが現状です。高校１年生の時点で、２年生くらいまでの知識を持っておかないと厳しいのかと思いました。
• 初めてのことばっかりですごく楽しかったです。まさか自分の体も液晶だったとは!　あんな顕微鏡も見たことなかったのですごく楽しかったです。次回の内容ともつながっているとかで、やっぱりいろいろ奥が深いなぁと思いました。次回もよろしくお願いします。あとあれです。いっぱい合宿行きたいです。
• 物質の状態については、気体、液体、固体の三態に関して知っている程度だったが、液晶などは様々な形があることが分かった。フレデリクス転移に関する部分は大まかな内容は理解できたが、式を理解するのは難しかった。
• 初めて聞いたことばかりだったんですけど今後のELCASがとても楽しみに思いました。こういう講義はELCAS選抜試験で初めてだったのでまたこのような機会ができてとても嬉しいです。分子の基本みたいなものでも、知らないことが多かったです。ネマティックという液体でも固体でもない液晶状態は考えたことがなかったんで驚きました。人間の脳もネマティックのようなものだというのはおもしろいなと思いました。テレビの液晶も分子がフレデリクス転移ということをして光を出しているというのも見てみたいです。今日は実験まで入れなかったんですけど、次を楽しみにしています。

クレータをOHPシートにうつしています

クレータをトレース中のOHPシート

パソコンに取り込んだクレータのトレース画像から、
クレータの直径・単位面積当たりの個数を抽出し、
それらの値を使って表層年代を算出する作業中

実習指導

　山路　敦 （理論テクトニクス研究室　教授）

チューター　

　嵩　由芙子（修士課程1回生）

実施場所

　理学部６号館503号室

実習内容

　講義形式で月の基本的な知識や月にも地質学が適用できることなどを紹介した後、月の表層年代を知るための手段として用いられるクレーターカウンティングを晴れの海南部の地域の画像を使い実際に行ってもらった。

受講生の感想

• 今日の体験学習コースは、台風で初日が中止になったせいで、今日が初日になりましたが、会場にくるや否や、事務連絡の後にすぐに体験学習コースが始まり、まるで初日ではないような感じの内容の濃い授業でした。今日の体験学習コースは、月のクレーターからできた時期を読み解くということでしたが、地道に専門のソフトやエクセルを使ってデータを処理することはとても根気のいる作業でした。コツコツ作業を積み重ねていって、少しずつ答えに近づいている感じはとてもやりがいを感じました。また、答に近づくまでにいろいろわからなかったり困ったりしたことを先生方に教えていただき、より授業の内容を深く理解することができました。月のクレーターをなぞるなんていうことはおそらくもうないかもしれないので、とても貴重な体験でした。次回からもこの調子の講義であれば、学校の授業よりもっと楽しく、興味を持ってできると思います。家に帰ってから、今日受けた講義について、機会があればいろいろもっと深く調べてみたいです。
• 月のクレーターを数えるなんて初めての経験でした。見れば見るほど月の表面はブツブツしていて、いかに月に多くの隕石がぶつかったかがリアルにわかりました。エクセルを使っての年代計算は、やっていることを自分でも理解できていないまま最後までしてしまって、わけがわからないわ、結果は史@愛だわで二重にちょっと切なかったです。でも、自分でデータからグラフを導き出したりエクセルでものすごい数の計算をしたりすることがとても楽しかったです。いつかしっかり理解しながらこういう計算をして、正しい結果を求められるようになれたらいいなと思いました。JAXAの非ともこんなことしているのかなーと思い、自分がJAXAの研究を少ししたような気持にもなれました。難しかったですが、面白かったです。ありがとうございました。
• クレーターの数によって地層の年代を知れるという調べ方は、写真をみて分析する簡単でおもしろい調べ方だと思った。月がそんなに激しく(?)地殻変動してるなんて特に溶岩が流れてるところとかを想像してとても以外に思った。また、今日は月の地殻変動について学習し、月の地質図を見せてもらった時に、よく月は地球の一部だみたいなのを思い出して、こんなにたくさんの種類の岩石があったらそれをがんばって調べていったら何かそれの参考となるようなものが必ず見つかるだろうなーと思った。あと、今日はパソコンにすごく苦戦したのでやっぱりデータの分析にパソコンは必要不可欠なので少しはうまくならないとなと反省した。
• 初めてのELCASを受講して、緊張しました。月のクレーターから、地層の年代を知り、そこからさらに月で起こったことまでわかるというのは、今までクレーターがそんなに情報をかかえているものだとは知らなかったので、僕の中で驚きでした。あと、学校の授業で習ったことのある「log]がこういう場で利用されているというのも新しい発見でした。授業は高校まででやってきたものとはなんとなく違う感じがして、面白かったです。
• 今回の体験学習の内容は、私にとって大変興味深いものでした。宇宙の中では、比較的身近に感じる月の地殻について、今までやったことのないようなやり方で触れることができたと思います。月のクレーターを移す作業が、意外と難しかったです。クレーターなのかクレーターではないのかを判断するのが難しかったです。私は今日初めて月のクレーターの多さを知りました。今まで大きいものしかみていなかったのですが、今回は拡大画像を注意しながら見たので、小さいクレーターも見ることができました。次回も新しい発見があるといいです。
• 初めて、クレーターを数えるという作業をしておもしろいと思ったのと、こんな感じで時代を調べていくということがわかって楽しかったです。対数や知らないグラフが多く、作業が遅くなってしまったので、対数とはどのようなものなのか調べたいと思いました。最終的に出た時代がずれていたのが残念です。もう少しクレーターを正確にみつけて丸を付けるとよかったと思います。今の宇宙でのできごとは、実際に見てみるよりもパソコンですることのほうが多いといわれていたので、もっとスムーズに作業できるようになりたいと思いました。月でのデータが他の惑星にも使われているという話が興味深かったです。
• いろいろ難しいところがあったのですが、作業の過程が分かったのでよかったと思います。月についての講演で月でも地学ができるのか、と思いました。「かぐや」の資料を今回は使ったので、「かぐや」がいかに世界に貢献しているか、深く実感しました。10m単位で月を見ることができて、最先端の資料を使うことができて、本当によかったです。
• クレータ年代学については、あまりくわしくは知らなかったのですが、山路教授のお話の中で、すごく興味をもてました。家にかえってからも、もう一度Image Jを使って、今日の授業でしたことをもう一度してみます。最初、Image Jを使って自分たちで実際にやってみると聞いたときは、自分にできるかどうか不安でしたが、いろいろと詳しく教えていただいたので、一応最後までやり遂げることができました。すごく楽しく、ためになる授業をありがとうございました。

実習の様子。実験の合間にどういった現象が
起きているのかについて、説明を受ける。

実験開始。左が野生型で、右が突然変異株。
どういった違いが両者に現れるか観察開始。

実験開始から２時間後。両者の間に差が出ている。

実習指導

　鹿内　利治(植物分子遺伝学研究室　教授）

チューター　

　國吉　哲紀（修士課程２回生）、福田　裕也（理学部４回生）

ボランティア

　田原　亜沙子（研究補助員）

実施場所

　理学部２号館第2セミナー室

実習内容

　シロイヌナズナを使い、植物の重力屈性の特徴を観察する。その際、野生型と重力屈性の出来ない突然変異株とを比較し、その違いを観察する。

受講生の感想

• 重力屈性が、植物ホルモンのオーキシンによって引き起こされていることを初めて知りました。茎が重力に逆らって伸びることを不思議に思っていたので、講義を受けることができて良かったです。内皮の中のアミロプラストが、平衡石の役割をしていて、そのおかげで重力の方向を感じることが出来ることも初めて知り、驚きました。実際に、植物を横にした状態から茎が上へ伸びていく様子も観察できて、嬉しかったです。だんだん上へ伸びていく様子をビデオで見た時は感動しました。パソコンで再生して何回も見たいと思います。また、液胞の膜に問題があると、重力を感じられなくなるということにも驚きました。その謎はまだ解明されていないということなので、いつか解明出来たらいいなと思いました。改めて、解明されていないことが多い生物は、研究のやりがいがあるんだな、と感じました。
  実験室も案内してくださり、初めて見るような機械や実験器具があって、大学ってすごいな、と思いました。
  ELCASの初回ということもあり、緊張していたのですが、先生も大学生の先輩も優しくて、楽しむことが出来ました。植物への関心も高まった気がします。これからのELCASの講義・実験が楽しみです。
  今日はありがとうございました。
• 本日は、今まで知らなかったことをたくさん知ることが出来、とても楽しかったです。Pinはオーキシンの流れを作るタンパク質で、さらにそのpinがクラゲの蛍光タンパク質で一緒に光ってくれるというのは、とても興味深く感じました。実際に屈性で植物が起き上がるのを実験で目にし、実際に見るとやはり面白いと感じました。
  光合成で、強い光が当たると活性酸素を作ってしまうということも初めて知り、驚きました。葉緑体を盗み、自ら光合成をするウミウシはそれをどのように防いでいるのか、とても興味を持ちました。人間での光合成が難しいという理由もよくわかりました。
  研究室では様々な機会を見せて頂き、勉強になりました。121度、15分で滅菌するものや、-80度で保管をするものなど、このような機械を使って実験をされているんだなと感動しました。一番興味深かったのは、自分の欲しい塩基配列のDNAがとれるという装置です。そのような装置があるなんて、全く知りませんでした。様々な装置があって、それらをうまく利用していくことで、実験や研究が進んでいるんだということが分かりました。いろいろな知識を得られて本当に良かったです。
• 今日は始めて聞く単語も出てきて難しかったけれど、知らなかったことをたくさん知れて良かったです。最初にしおれたようなシロイヌナズナを見た時、「栄養が足りないのかな」というぐらいにしか考えられなかったのですが、実は遺伝子を壊しているのだと知って驚きました。茎が生えてこない針のようなナズナもあり、遺伝子をほんの少し変えるだけでこんなに見た目も変わってしますのはとても面白いなと思いました。
  私は今まで植物は動物のように動かないし、簡単な構造なのだろうと勝手に考えていたのですが、光合成や重力屈性の複雑な仕組みを知って、動けないことが逆に大変なのだとよく分かりました。植物に謝りたいです。液胞も大事な役割があるとは知りませんでした。
  今回の体験学習で、自分は全然生物の勉強ができていないと反省しました。もっとたくさんのことを知って、自分で生物について語れるくらいになりたいです。
• 「植物がまっすぐ根から上にむかって伸びる」という当たり前だと思っていたことは、少し植物を傾けただけで、くつがえされたので、面白かったです。人間と同じように、植物も重力を感じる機能を持っていても、植物が「重力を感じた部分がどうやって、全体に、重力の方向を伝えるか」といった細かなつながりの部分は分かっていないと分かり、やはり、人間と植物は似ているとしても、違うものであると改めて思いました。
  食料不足の問題の解決につながる、人間の光合成、人工光合成なども、不可能ではないと分かりましたが、それには、光の受けすぎによる問題を解決せねばならないので、色々と長い時間がかかるのだろうと思います。私は、今までどちらかというと植物より動物の方に興味を持っていましたが、今日の講習で、植物にも関心を持ちました。
  初めての講習なので、緊張もしていたのですが、次回からはもっと質問するなどしたいと思います。
• 植物は、光合成をして生きているので、実は光を嫌っているということを聞いて驚いた。
  光合成は、自分でエネルギーを作れるという点で、とてもすばらしい仕組みだと思っていたけど、実は、活性酸素を作ってしまうというとても大きなリスクを抱えているということは、今日はじめて知った。
  植物が重力を感じるという話は、耳にしたことはあったけれど、実際の仕組みを知れて、とても興味深かった。
• 生物をまだ学校で学習していないので、話が理解出来るか心配でした。
  でも、難しい話でしたが、分かりやすい説明でしたので、だいたいを理解することが出来ました。植物が植えに向かって育つのは知っていましたが、こんなことが植物の中で起こっていたのは驚きました。茎と根ではオーキシンに対しての反応や、アミロプラストの位置が違ったり、１つの遺伝子がおかしいだけで、葉も花もないただ伸びただけの植物になったり。
  重力の感じ方がおかしい植物は、だいたい液胞がおかしいことが疑問でしたが、まだ詳しくはっきりとは分かっていないのは残念でした。でも、生物学にはまだまだ分からないことが多いということは、まだ、誰も知らない、世の中をひっくり返すようなことが隠されているかもしれないということなので、私はまだ、未来を迷っているのですが、研究者になることに、魅力を感じました。

反応が適度に進むスピードでブロモアリールを滴下
している

滴下漏斗に反応剤を入れている

色の変化や発熱度合など、反応の様子を観察している

実習指導

　西村　貴洋（有機化学研究室　講師）

チューター　

　伊藤　智章（修士課程1回生）、王　恵瑜（修士課程1回生）、大田　健介（修士課程1回生）、渡部　遼（修士課程1回生）

実施場所

　理学部6号館663号室

実習内容

　各種ブロモアリールを用いたGrignard試薬の調製、および、それに引き続くボロン酸の合成反応。

受講生の感想

• 今回、有機化学の実験をしたのですが、今学校で有機化学に入ったところで、とても良いタイミングで実験でき、本当によかったです。
  ベンゼン環などにはまだ入ってないのでよく分かりませんでしたが、メチルやアセトンなど知っている単語もあって嬉しかったです。
  とても大きな実験器具で、なかなか高校では見ることもないようなものだったので、そこでやっと大学へきたという実感がわきました。今まで様々な大学の講習のようなものを受けましたが、生物系だったり物理系だったりと、『実験』らしい実験をしたことがなかったので、今回は本当に楽しかったです。最後、手動で薬品を滴下するのがとても地道で疲れました。次回の体験学習もとても楽しみです。
  
• 前回は台風のため中止になってしまい残念だったが、今日は４時間みっちり実習することができ、高校ではぜったい見れないような実験ができたので今日は今日でとてもよかった。今回は運が悪く、固体を溶かすところから始めたが、次は今回よりも多くのことを見聞きしていきたいと思う。
• 初めての大学での実験でしたが、はじめは緊張していましたが、だんだん言葉数も増えてきて、楽しくなってきました。実験は有機化学でした。まだ学校で有機化学は学習していませんが内容はわからなくても反応していることや、液体などを取りに行ったりするのが楽しく、初めて見たので興味がわきました。今日の実験の意味はあまり理解できなくて、残念でしたが、はじめての実験で大学の実験の感覚はつかめた気がします。学校では実験する場所はあるのに学習材料がないという感じなので、体験は貴重だと思いました。今日は最後に手動で薬品を入れるのがちょっとずつの仕事でとてもしんどかったです。しんどいこともありますが、次も楽しみになりました。
• 京大の実験室に初めて入ってみてまず実験器具の多さや見慣れない器械の多さに驚いた。高校でも化学の時間に実験をすることがしばしばあるがメスシリンダーやフラスコ、ビーカーといった初歩的な物しか扱わないので今日の実験のように変わった形をしたフラスコや中に水の通るフラスコ（ジムロート冷却器）など様々な器具を使ってみて素直に感動した。また、学校の実験とは違って大学での実験はとても精密で、測定結果と真の値との誤差ができるだけ少なくなるように配慮してあると思った。ガラスとガラスをくっつける時にも空気が入らないように特別な接着剤のような物を塗ったり、実験を始める前にフラスコ内の空気を窒素置換したり、溶媒を測りとる時も、もともと針の中に入っていた空気を出してから測りとる、といったように様々な場面で細かい作業がされていることにすごいと思った。実験内容は、今年ノーベル化学賞を受賞した鈴木さんや根岸さんらが作ることに成功した便利な有機物を作る、というもので、最初はその反応式を見ただけでこんなものが僕たちに作れるのかと思ったが、先輩が手取り足取りで一つ一つの作業の要領、やり方、目的、注意する点などを親切に教えてくださったので最後にはきちんと目的の物質を作ることができ、本当に先輩に感謝しています。そして実験の合間や暇な時間に話していただいた、水や色々な有機溶媒の話から、一人暮らしや大学生活についての話までとても面白かったし、ためになったのでよかったです。今日先輩に教えてもらった作業のやり方をこれからのELCASの実験でも生かしていきたいし、きちんとマスターできるようになりたいと思う。今日は初回からこんなにインパクトのある実験をさせてもらいありがとうございました。
  
• ELCAS体験学習での初めての活動は僕にとってとても新鮮なものでした。優しい大学生の方々に引率してもらい、実験の内容や進め方、複雑な器具の使用法や注意点などを細かく丁寧に教えて下さいました。そして空いた時間には大学生活はどんなものか、実験する日常はどんなものかといった話もしたりととても優しく接してくださいました。特に、その少し空いた時間を利用して、水と有機溶媒はどう違うのかといったことを実際に溶液を用いて実験したことがとても面白かったです。この一回目の活動を通じて、大学での研究の楽しさを感じることができました。とてもいい経験となりました。次回も期待して待っています。
  
• 今日初めてのELCASは、来る前は何もかもわからないことばかりで、どんなことをするのか全く想像できなかった。実際に参加していると、予想以上に指導がきめ細かで、実験も落ち着いて進めることができた。実験の部屋は高校の理科室とはかけ離れた最先端の研究施設という感じで、自分も本格的な研究をしているようだった。実験内容はあまりよく理解できなかったが、何となくどんな反応をしているのかはわかった気がした。さらに感じたのは参加している高校生のレベルの高さだ。遠い所から来ている人もいて、すごく積極的な人が多いように感じた。これから半年のELCASの活動を通して、最先端の科学を学び、レベルの高い仲間を作っていきたい。
• ・途中からの参加となり、緊張しました。実験室の周りはよく知らない器具がいっぱいあって、また、それを触らないように注意しました。それでまた、緊張しました。
  ・有機物は学校ではまだやってません。なので、どういうものをやるのかと思ってました。結構、目には見えない反応を使うんですね。液体を注入したときは温度変化を手で確かめたりして実験に関わりました。
  ・担当してもらった人には、待っている時間が結構あったので、京大での場所の話などをしてもらって楽しかったです。ずっと、立っていて足がつかれました。