資質・能力育成を志向する中等化学教育のためのグリーンケミストリー教材の開発と評価

以培养素质和能力为目标的中等化学教育绿色化学教材的开发与评价

基本信息

批准号：
22K02989
负责人：
今井泉
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Toho University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本年度は、(1)生分解性樹脂であるポリ乳酸の加水分解経過を追跡するグリーンケミストリー教材を開発した。また、(2)塩化コバルトを用いた触媒作用を可視化する教材を開発し、環境負荷及び安全性を定量的に評価するための評価軸を試作した。(1)ではポリ乳酸を分解し、その分解を予めフィルムに取り込ませた色素の溶出によって定量する方法を使用し、塩基（水酸化ナトリウム）と酵素（プロテイナーゼK）による3Dプリンタ用ポリ乳酸の反応経過を追跡した。その結果、時間とともに色素濃度が増加し、分解した質量とも相関性が見られたため、色素による追跡は可能であると判断した。そこで、タイのコンケン県にある国立の高等学校2年生を対象に、各班で小型吸光度計（ヤマト科学, PiCOEXPLORER PAS-110-YU）を用いた実験授業を実践した。その成果を日本化学会第103春季年会で口頭発表した。(2)では、第一段階として触媒作用をもつ塩化コバルト溶液を添加しない反応として、硫酸酸性下で酒石酸溶液と二クロム酸カリウム溶液の酸化反応速度を吸光光度計（HITACHI U-5100）を用いて定量的に追跡した。この実験を環境負荷と安全性の視点から新規に構築した評価軸を用いて評価した。その結果を踏まえ、タイのバンコクにあるカセサート大学教育学部の学生対象に小型吸光度計（既述）を用い、新規に構築した評価軸を使った実験授業を実施した。その成果を日本化学会第103春季年会で口頭発表した。また、現在、日本のグリーンケミストリーであるグリーン・サステイナブルケミストリーの概念から新規に構築した環境負荷と安全性の視点を取り入れた実験教材の評価方法について、日本科学教育学会『科学教育研究』に投稿中である。

今年，我们开发了（1）绿色化学教材，追踪可生物降解树脂聚乳酸的水解进展；此外，（2）我们开发了教材，以可视化使用氯化钴的催化作用，并创建了用于定量评估环境影响和安全性的原型评估轴。 (1)采用预先掺入薄膜中的染料溶出，使3D打印机用聚乳酸与碱(氢氧化钠)和酶(蛋白酶)反应，分解聚乳酸并定量分解的方法。 K）。结果，染料浓度随着时间的推移而增加，并且与分解质量之间存在相关性，因此确定可以使用染料进行追踪。因此，各小组使用小型吸光度计（Yamato Scientific，PiCOEXPLORER PAS-110-YU）为泰国孔敬府一所国立高中的二年级学生进行了实验课。该结果在日本化学会第 103 届春季年会上口头公布。 (2)中，作为第一步不添加具有催化作用的氯化钴溶液的反应，在硫酸酸性下使用吸收光度计(HITACHI U-5100)测量酒石酸溶液和重铬酸钾溶液的氧化反应速率。对结果进行定量跟踪。本次实验采用新构建的评价轴从环境影响和安全的角度进行评价。根据结果，我们使用新构建的评估轴和紧凑型吸光度计（如上所述）为泰国曼谷农业大学教育学院的学生进行了实验课。该结果在日本化学会第 103 届春季年会上口头公布。此外，我们目前正在向日本科学教育学会“科学教育研究会”提交一篇论文，内容涉及从绿色可持续概念新构建的纳入环境影响和安全视角的实验教材评估方法。化学，这是日本的绿色化学。