公開日 2025年04月22日 本校の課題研究の紹介 本校のSSHプログラムで生徒たちが取り組んだ研究内容を、より詳しく紹介するページです。３年生の研究班を中心に、テーマ決定の経緯や研究の手法、課題に直面したときの試行錯誤など、インタビューを通じて得た生の声を掲載しています。活動時の写真やプレゼン資料、データ分析のファイルなども公開し、取り組みの実態や成果をまとめました。 研究者を志す生徒はもちろん、保護者や進路を検討する方々にも、SSHならではの先進的な学びの具体像を知っていただけます。また、研究を進めるうえでの失敗や反省点、チームワークや発表の工夫なども紹介することで、研究を後押しするヒントになるはずです。生徒たちが主体的に挑戦し、得た発見や感動をぜひご覧ください。 本ページを通じて、次代を担う研究者や問題解決型の学習に興味を持つ方々に、新たな発見や学びのきっかけを提供できれば幸いです。 ◎ 気になる研究テーマをクリックしてください。（再度目次に戻る場合はブラウザの「戻るボタン」をクリックしてください。） １ カブトムシの亜種間雑種について ２ サツマイモデンプンからプラスチックを作るⅡ ３ パール桜島の観測を目指してⅱ〜鹿児島の魅力を世界へ〜 ４ ヒット曲の特徴を探れ!-KH Coder を用いた計量テキスト分析- ５ ギンボシザトウムシはいかにして脚を自切するのか？ セクション1 カブトムシ班 Q1 課題研究のテーマ名は？ カブトムシの亜種間雑種についての研究です。 Q2 このテーマにした理由やきっかけは何ですか？ もともと昆虫観察や飼育が好きなメンバーが集まり、特にカブトムシへの関心が高かったです。いろいろな種のカブトムシに興味があり、このテーマにしました。 Q3 研究の目的・狙いを端的にまとめてください。 カブトムシの種を分ける境界線がどこにあるのかを探し、生物の移入防止の活動に繋げることを目的としました。 Q4 最初に立てた仮説や目標はどのようなものでしたか？ 多くの論文や同様の研究を調べ、台湾海峡上にカブトムシの種を分ける境界線があるのではないかと仮説を立てました。 Q5 研究計画（スケジュールや役割分担など）はどのように立てましたか？ まずは担当の先生と一緒にホワイトボードを使って計画を立てました。グループ内で多くの意見を出し合い、夏は交雑実験を行い、冬は幼虫のお世話と形態比較をしていくという基本方針を立てました。 Q6 実験や調査（インタビュー・アンケートなど）ではどのような方法を取りましたか？ 交雑実験はオスと未交尾のメスを同居させ、羽化や形質の変化を時期ごとに観察しました。形態比較では標本を作製し、デジタルノギスを用いて各部位を計測し、Excelに記録・分析することで変異の傾向を捉えました。 Q7 グループ内でのコミュニケーションや協力体制はどのように行いましたか？ LINEグループを活用し、定期的に研究の方向性の確認・係決めなどのミーティングを行っていました。 Q8 研究を進める上で苦労した点や壁にぶつかった点は何ですか？その解決策は？ 思ったようにデータが取れない時期もありました。見通しを持って計画的に研究を行う重要性を知り、データに偏りが出ないように研究を続けました。後は、カブトムシの幼虫ケースを運ぶ作業が大変でした（笑）。重かったです。 Q9 最終的にどのような結果や成果が得られましたか？ 東アジアに生息するカブトムシは３種に分けられることがわかりました。 Q10 その結果・成果に対してどのように考察・分析しましたか？ 私たちが考えていた仮説は正しかったということがわかりました。 Q11 グループで研究を行うことで得られた学びや発見は何でしたか？ 複数人で役割を分担しながら協力することで、円滑な情報共有や作業効率の向上を実感しました。意見が異なる場面では議論を深め、研究を進められるようになったのも大きな収穫です。 Q12 もし次に同じテーマや類似の研究を行うとしたら、どのように取り組みたいですか？ もし再び同じテーマや似た研究に取り組むとしたら、より多くの人数や多様な視点を集めつつ、大学や研究機関などの専門家の方と積極的に連携し、研究を深化させたいと考えています。 Q13 これから同じように課題研究を行う後輩・他校の生徒に対してアドバイスをお願いします。 グループで研究を行うと、意見の食い違いから衝突も起こります（笑）。でもお互いに考えをきちんと伝え合いましょう。多彩なメンバーが集まるほど発想が広がり、自分の得意分野を活かせると研究も楽しくなります。 ◎ 実際に発表会にて使用したプレゼンデータ 詳細なプレゼンデータはこちら カブトムシ班① 詳細なポスターデータはこちら カブトムシ班② 上記のようにExcelを用いてデータを蓄積し、多くの分析方法を用いて分析を行いました。 セクション2へ プラスチック班 Q1 課題研究のテーマ名は？ サツマイモデンプンからプラスチックを作るⅡ についての研究です。 Q2 このテーマにした理由やきっかけは何ですか？ 先行研究を行っていた先輩の祖父母が芋農家でした。そこで生産され廃棄される芋がもったいないと思っていたことを聞き、現在問題となっているマイクロプラスチック問題と同じように畑の土壌の中にマルチシートの切れ端が残ってしまっているという問題もあることから、この２つの課題を解決するため，廃棄予定となったイモからデンプンを抽出し，生分解性のデンプンプラスチックを開発し、マルチシートを作成する研究をしようと考えました。 Q3 研究の目的・狙いを端的にまとめてください。 石油由来のプラスチックに代わる環境負荷の低い素材を目指し、サツマイモから得られるデンプンを利用してプラスチックを製造します。さらに、分解されやすい性質を活かして農業用マルチシートに加工し、持続可能な農業資材として実用化することが狙いです。 Q4 最初に立てた仮説や目標はどのようなものでしたか？ サツマイモ由来のデンプンとカルボン酸をエステル化することで、石油由来プラスチックに代わる新たな樹脂ができるのではないか、と考えました。生分解性の高いプラスチックとして実用化できるかを目標に、実験計画を立てました。 Q5 研究計画（スケジュールや役割分担など）はどのように立てましたか？ 各週の月・水・木曜日にデンプンのエステル化反応を進めてプラスチックを生成。十分な試料がそろい次第、耐久性や分解性の評価実験を行うスケジュールを組み、メンバー同士で役割を分担して進めました。 Q6 実験や調査（インタビュー・アンケートなど）ではどのような方法を取りましたか？ 試料を細長く成型し、ばねばかりを使った引っ張りテストを実施しました。破断するまでに必要な力を測定することで、素材の耐久性を評価し、どの程度の荷重に耐えられるかを検証しました。 Q7 グループ内でのコミュニケーションや協力体制はどのように行いましたか？ 日程調整や実験手順の打ち合わせは、LINEグループの通話を使ってオンラインで行いました。全員の予定をすり合わせながらプレゼン練習も定期的に実施し、役割分担や質疑応答を確認できたため、スムーズに作業を進められました。 Q8 研究を進める上で苦労した点や壁にぶつかった点は何ですか？その解決策は？ 研究途中で人手不足を痛感し、作業が想定以上に長引く場面がありました。そこで担当の先生に相談し、下校時間ぎりぎりまで実験室を使わせてもらうことで研究時間を確保。交替制で作業に当たるなど工夫し、遅れを取り戻しました。 Q9 最終的にどのような結果や成果が得られましたか？ 実験の結果、特定のカルボン酸を用いるとデンプンとのエステル化が成立し、実際にプラスチック状の材料が生成できました。これにより、生分解性のあるプラスチックの可能性が見え始め、石油由来材料の代替としても期待が持てる成果となりました。 Q10 その結果・成果に対してどのように考察・分析しましたか？ 酸によっては、エステル化がうまく進まず厳しい結果となったこともあり、これらの結果は揮発性の高い酸は反応温度で蒸発しやすく、十分なエステル化が起こりにくいと推測しました。また、価数が小さい酸の場合、分子間で強固な結合を形成しにくく、プラスチック状の構造まで至らない要因になったと考えています。 Q11 グループで研究を行うことで得られた学びや発見は何でしたか？ 先輩の研究を引き継ぎたいと思い、グループメンバーと意見を交わしながら取り組むうちに、「自分が興味を持てることは何か」を探し、楽しみながら研究を続けることがどれほどモチベーションを高め、成果へ結びつくかを実感しました。 Q12 もし次に同じテーマや類似の研究を行うとしたら、どのように取り組みたいですか？ 今後、同じテーマや類似の研究に取り組む際には、実験条件や検証手法のバリエーションを増やし、多角的かつ定量的なアプローチを取り入れることで、結果の再現性や信頼性をいっそう高めたいと考えています。 Q13 これから同じように課題研究を行う後輩・他校の生徒に対してアドバイスをお願いします。 研究記録や発表資料を作成する際、作業風景や実験過程を写真でこまめに撮影しておくと、後からの振り返りや説明に大変役立ちます。最終的に必要な写真をそろえられるよう、多めに撮影しておきましょう。 ◎ 実際に発表会にて使用したプレゼンデータ 詳細なプレゼンデータはこちら プラスチック班① 詳細なポスターデータはこちら プラスチック班② セクション3へ パール桜島班 Q1 課題研究のテーマ名は？ パール桜島の観測を目指してⅱ 〜鹿児島の魅力を世界へ〜 Q2 このテーマにした理由やきっかけは何ですか？ インターネットで偶然目にした「パール富士」に強い興味を抱き、桜島でも同様の現象を観測できないかと考えたのがきっかけです。 Q3 研究の目的・狙いを端的にまとめてください。 パール富士のように満月が桜島の山頂付近に重なる現象を「パール桜島」と定義し、その観測条件をまとめることが目的です。さらに、いつ・どこで見られるかを予測し、誰でも簡単に確認できるようなWebサービスを作成することを狙いとしています。 Q4 最初に立てた仮説や目標はどのようなものでしたか？ 桜島を見上げる角度と月の移動速度を組み合わせれば、山頂を越える月の昇る時間を理論的に算出できるはず、という仮説を立てました。これにより、パール桜島の発生時刻を予測できるのではないかと考えました。 Q5 研究計画（スケジュールや役割分担など）はどのように立てましたか？ 〇月〇日の〇時〇分に〇〇へ行き、パール桜島を観測する日程を組む一方、〇〇大会へのプレゼン準備は〇〇までに終わらせるよう役割分担を決定しました。観測時に必要な機材や撮影担当、データ整理の担当を振り分け、計画的に進められるようスケジュール管理をしました。 Q6 実験や調査（インタビュー・アンケートなど）ではどのような方法を取りましたか？ 地理院地図や国立天文台など公的サイトのデータを参照し、Google Scholarで先行研究を調査。理科年表の情報も活用しながら、桜島周辺の高さと月の位置関係を分析して観測条件を検討しました。 Q7 グループ内でのコミュニケーションや協力体制はどのように行いましたか？ LINEやGoogle カレンダー、共有ホワイトボードを使ってスケジュールを視覚的に共有。大会後には改善会を実施し、２か月に一度のミーティングで方針や課題を確認し合うなど、協力体制を整えました。 Q8 研究を進める上で苦労した点や壁にぶつかった点は何ですか？その解決策は？ チームメンバーの予定が合わず、毎月のパール桜島撮影が難しかったため、最低でも一週間前に連絡を行うルールを設定しました。また、データを正しく表現するグラフ形式の選定にも苦労し、適切な書き方を見つけるまでに半年ほど費やしました。 Q9 最終的にどのような結果や成果が得られましたか？ 月の軌道の変動によって満月の出方角や出現時間が正確に予測しづらいことを確認しつつ、パール桜島の観測条件を具体的に示すことができました。また、実際に観測を重ねたことで、その美しさを改めて実感する成果を得ました。 Q10 その結果・成果に対してどのように考察・分析しましたか？ 満月になるタイミングと月の出方角・時刻の記録データを照合し、グラフのばらつきが生じる原因を探りました。月の軌道特性や観測地点の地形的要因が大きく影響しており、正確な予測にはさらに多角的な検証が必要だと考察しました。 Q11 グループで研究を行うことで得られた学びや発見は何でしたか？ 自由に意見を出し合える環境をつくり、計画を事前に共有しながら役割を分担することで、研究を円滑に進められると実感しました。メンバー同士を尊重するチームワークの重要性も再認識し、より効率的に成果を生み出す土台になりました。 Q12 もし次に同じテーマや類似の研究を行うとしたら、どのように取り組みたいですか？ 早めに専門家にアポイントメントを取り、積極的に相談する方針を取りたいと考えています。自分一人で抱え込まず、ほかの人と意見を交わすことで新たな視点が得られ、一つの考えに囚われず柔軟に研究を進められるようにしたいです。 Q13 これから同じように課題研究を行う後輩・他校の生徒に対してアドバイスをお願いします。 最初から完璧な成果を求めるより、早めの計画立案と行動が大切です。研究の問題が全て解決できていなくても参加できる大会に積極的に出て、外部からの意見を得ることも勉強になります。さらに、メンバーそれぞれの得意分野に合わせて仕事を分担し、お互いをサポートしながら進めてみてください。 ◎ 実際に発表会にて使用したポスターデータ 詳細なプレゼンデータはこちら パール桜島班 セクション4へ 歌詞分析班 Q1 課題研究のテーマ名は？ 「ヒット曲の特徴を探れ! -KH Coder を用いた計量テキスト分析-」についての研究です。 Q2 このテーマにした理由やきっかけは何ですか？ 班のメンバーの多くが音楽に興味を持っていたので、音楽を分析することで社会全体の状況や変遷を追究したいと思ったからです。 Q3 研究の目的・狙いを端的にまとめてください。 ヒット曲の歌詞に注目し、計量テキスト分析をおこなうことで、「人々がどのような言葉を受容してきたのか、どのような価値観を持っているのか、またその変遷を定性的・定量的に明らかにすることができるのではないか」と考えました。 Q4 最初に立てた仮説や目標はどのようなものでしたか？ ヒット曲の歌詞を分析し社会の状況を読み取ることで、これからの社会で何が流行っていくのかを知ることができるのではないか Q5 研究計画（スケジュールや役割分担など）はどのように立てましたか？ 【役割分担】 データ収集（全員） データ分析 パワポ作成 【スケジュール】 ⑴中間発表会（10月）まで ①各種音楽ランキング⁽オリコン・TikTok・LINE MUSIC・Spotify⁾における上位10曲を調べる。 オリコンについては、CD売り上げランキングとストリーミングランキングをそれぞれ調べることにより、媒体によってどのような差異があるのか、また差異があるとすれば、なぜそのような差異が生まれるのかを調査 ②上記の楽曲について、「曲名」「アーティスト名」「作詞者名」「作曲者名」「発売日」「年代」「時代区分」「歌詞データ」を収集する。 歌詞検索サイト「Uta-Net」を参考 ③集めたデータを「KH Coder」というソフトを用いて計量テキスト分析する。 KH Coder3.Beta.03i（樋口2020）を使用 ⑵11月以降 ①1980～2022年におけるオリコンシングルCDランキング各年上位50曲を調べ、歌詞検索サイト「Uta-Net」から、曲名・アーティスト名・作詞者名・作曲者名・発売日・年代・時代区分・歌詞データを収集しExcelファイルにまとめる。 ②収集した歌詞データ計2357曲をKH Coderを用いて計量テキスト分析する。ランクインした楽曲数の多い作詞者上位10名を挙げ、その楽曲（611曲）の歌詞について、KH Coderを用いて以下のように分析する。 A：対応分析（抽出語×作詞者） B：語彙の豊かさの指標TTR（タイプ・トークン比）の算出 C：共起ネットワークの作成 ③上記に加え、ボカロ楽曲（７０9曲）についても同様にデータを収集し分析する。 ④1980～2023年を約5年ずつ区切って分析する。 ・品詞別割合(出現回数)の推移 ・品詞別割合(文書数)の推移 ・人称代名詞の年代別推移 Q6 実験や調査（インタビュー・アンケートなど）ではどのような方法を取りましたか？ 前項目に記載 Q7 グループ内でのコミュニケーションや協力体制はどのように行いましたか？ データの共有はGoogleドライブを活用しました。各自で調べたことなどはグループLINEを使って報告しました。 Q8 研究を進める上で苦労した点や壁にぶつかった点は何ですか？その解決策は？ ・データ量が膨大だったので作業が大変でしたが、ＰＣの操作やofficeソフトの扱いを身につけることができました。 ・歌詞データを収集する際、表記ゆれなどもあったので、データを整える作業が必要でした。これをしっかりしておかないと分析に影響が出るので、全員で分担しながら丁寧に作業をしていきました。 Q9 最終的にどのような結果や成果が得られましたか？ ・作詞者を三つのグループに分けることができました グループ1の秋元康、つんく♂のグループ グループ２の浜崎あゆみ、稲葉浩志、福山雅治、桜井和寿のグループ グループ3の松本隆、康珍化、売野雅勇、桑田佳祐のグループ →これらは年代との関連性も高く、年代ごとの特徴をある程度捉えることができました。 ・年代が進むにつれて、歌詞の中で用いられる名詞の割合が減少し、未知語（英語）の割合が増加傾向にあるということがわかりました。その背景としてグローバル化が影響しているのではないかと考えました。 ・年代が進むにつれて「おまえ」「俺」「あなた」の頻度が低くなっており、「きみ」「僕」「僕ら」が増えていました。関係性が対等なものに変化しているのではないかと考えました。 ・ボカロにおいては、ボカロP間での歌詞の差はそれほど大きくないことがわかりました。また、ボーカロイドソフトを使っているため、声質の差もそれほど大きくないことから、ボカロ楽曲においては、歌詞よりもメロディーやリズムなどが、重要なのではないかということが考えられます。 Q10 その結果・成果に対してどのように考察・分析しましたか？ 前項目に記載 Q11 グループで研究を行うことで得られた学びや発見は何でしたか？ ・情報を収集する前に、どのような情報を集めるか明確にしておく必要がある ・情報を分析するために、収集したデータを整える必要がある・ ・研究した内容を分かりやすく伝えるために、互いに何度も発表練習をする必要がある ・人文社会科学的なテーマでも統計的な手法を学ぶことが大切 Q12 もし次に同じテーマや類似の研究を行うとしたら、どのように取り組みたいですか？ ・歌詞データだけではなく、リズムやメロディーなどの音調的要素やプロモーションの要素についても調査することで、さらに多角的な分析ができると思いました。 Q13 これから同じように課題研究を行う後輩・他校の生徒に対してアドバイスをお願いします。 ・PCの操作を身につける ・統計の基礎を学ぶ ・情報収集はやみくもにおこなわない ◎ 実際に発表会にて使用したプレゼンデータ 詳細なプレゼンデータはこちら 歌詞分析班① 詳細なポスターデータはこちら 歌詞分析班② セクション5へ ザトウムシ班 Q1 課題研究のテーマ名は？ 「ギンボシザトウムシはなぜ足を自切するのか？」についての研究です。 Q2 このテーマにした理由やきっかけは何ですか？ 2021年度の先輩の先行研究でギンボシザトウムシの脚の自切が前脚に多いことが分かり、その仕組みをさらに深掘りしたいと考えました。そこで、固定器具を用いた新たな実験や、脚場の粗さの影響などを検証し、より詳細なメカニズムを明らかにしようと思ったのがきっかけです。 Q3 研究の目的・狙いを端的にまとめてください。 脚を固定されたザトウムシがどのように自切に至るのか、具体的な要因を突き止めるのが目的です。特に、脚場の粗さや他の脚の引っ張る力が関与しているかを検証し、捕食回避につながる生存戦略の一端を解明する狙いがあります。 Q4 最初に立てた仮説や目標はどのようなものでしたか？ 「脚場が粗いほど自切が起こりやすい」と予想し、さらに第２脚が最も大きな力を発揮して引っ張ることで切断につながるのではないか、と仮説を立てました。前年度までの知見を踏まえ、能動的に脚を外す行動原理をより明確化することを目標に設定しました。 Q5 研究計画（スケジュールや役割分担など）はどのように立てましたか？ まずポスターやスライドの情報を整理し、脚場の粗さや力の測定実験を組み合わせた二段階方式を導入。リーダーは実験内容と器具の管理、副リーダーはデータ集計・分析を担当し、残りのメンバーが採集・撮影・記録を分担する形で週ごとに進捗を共有しました。 Q6 実験や調査（インタビュー・アンケートなど）ではどのような方法を取りましたか？ 小型の固定器具で第２脚をはさみ、やすりの粗さを段階的に変えて自切の発生条件を観察しました。また、他の脚に重りをつけて引っ張る力を測定し、引く力の大きさと自切の関係を探る実験も並行して実施。これらを動画撮影し、動作の詳細を確認しました。 Q7 グループ内でのコミュニケーションや協力体制はどのように行いましたか？ LINEグループで観察の進捗や動画を共有し、定期的に集まって分析結果を報告し合いました。前年度のPDFや今年度のスライドをクラウド上にまとめ、全員がいつでも参照できるように整備。疑問点はオンラインミーティングで話し合い、データ不足があれば追加採集や再実験を協力して行いました。 Q8 研究を進める上で苦労した点や壁にぶつかった点は何ですか？その解決策は？ 脚を切る瞬間を撮影するのが難しく、最初は何度も見逃してしまいました。そこでカメラの台数を増やして異なる角度から録画し、一定のフレームレートでスロー再生が可能な機器を活用。さらに、採集時期による個体数の変動が大きいため、こまめに調査タイミングを調整してデータ不足を補いました。 Q9 最終的にどのような結果や成果が得られましたか？ 脚場の粗さは自切に大きな影響を及ぼさず、どの粗さでも自切が確認されました。一方、引っ張る力の測定では第２脚の力がわずかに大きい傾向が見られましたが有意差はなく、むしろ「からだをひねる」動作が自切の主要因ではないかという新たな可能性が浮上しました。 Q10 その結果・成果に対してどのように考察・分析しましたか？ 脚の固定だけでは切断されず、ザトウムシ自身が体をひねったりねじったりする動作が重要と推測できます。結果的に脚場の粗さや引っ張る力よりも、能動的なねじり動作が自切を引き起こす要因として強く示唆され、捕食回避の緊急手段である可能性がさらに高まったと考えています。 Q11 グループで研究を行うことで得られた学びや発見は何でしたか？ 前年度の先輩の先行研究の成果からスタートし、新実験で補強する形で新たな視点を得られた点が大きな学びでした。メンバーそれぞれのアイデアを反映させ、役割分担をしつつコミュニケーションを密に取ることで、実験の精度や考察をより深められることを実感しました。 Q12 もし次に同じテーマや類似の研究を行うとしたら、どのように取り組みたいですか？ 脚のねじり動作をより詳細に計測するため、高速カメラや3D解析ソフトを活用したいと考えています。また、異なる季節や生息地でのサンプルを増やし、巣や捕食者の多さと自切頻度の関連も調べるなど、多角的に検証を進めてザトウムシの生存戦略をさらに明らかにしたいです。 Q13 これから同じように課題研究を行う後輩・他校の生徒に対してアドバイスをお願いします。 先輩の発表資料を参考に、まずは研究背景や実験手順を把握することが近道です。そこに自分たちの疑問や工夫を加えると新たな発見につながります。撮影や測定の方法を丁寧に設計し、安易に結論を急がずデータをじっくり分析する姿勢が成果の質を高めるポイントです。 ◎ 実際に発表会にて使用したプレゼンデータ 詳細なプレゼンデータはこちら ザトウムシ班① 詳細なポスターデータはこちら ザトウムシ班② PDFの閲覧にはAdobe System社の無償のソフトウェア「Adobe Reader」が必要です。下記のAdobe Readerダウンロードページから入手してください。 Adobe Readerダウンロード
