福野泰介の一日一創 - create every day

福井県立武生高校(たけふ、TKF)のSSHにて化学の実験をIchigoJamを使って定量的に行う公開授業!
SSHとは、次世代人材育成事業の一環で、スーパーサイエンスハイスクールのこと。
異分野融合、化学だけ、コンピューターサイエンスだけ、など、単独のスペシャリストではなく複合的に使いこなすことが大事!

化学 x プログラミング with IchigoJam!
Na2S2O3 + HCl → 2NaCl + H2O + SO2 + S


前日の50分授業いて、コンピューターとプログラミングの基礎をエルチカからかわくだりゲームによるアルゴリズムの基本までをざっと紹介。 (復習スライド、はじめてのパソコンづくりとプログラミング


WAITでタイミングを調整、GOTOで繰り返し、前日のLEDつけたり消したりのプログラムの応用です。


いよいよ、化学xプログラミング、今回は反応時間から反応速度を算出する実験。


今日使う機材はこちら(ミニモニターまたはPCとUSBキャプチャーをIchigoJamのディスプレイに)


メインディッシュ、チオ硫酸ナトリウム水溶液と濁度センサー(SEN0189)、IchigoJamのメモリーに記録することもできますが、まずはシンプルに手書き!
濁度センサーは、D/Aでデジタルとアナログを切り替えスイッチを、A(アナログ)にするのを忘れずに。


IchigoJam x 化学実験、動画でふりかえり。
Na2S2O3 + HCl → 2NaCl + H2O + SO2 + S

Na2S2O3 : チオ硫酸ナトリウム
HCl : 塩酸
NaCL : 塩化ナトリウム(塩)
H2O :
SO2 : 二酸化硫黄
S : 硫黄(硫黄コロイド粒子、白濁の元、臭いの元)

塩酸で反応して、白濁していく様子を濁度センサーとIchigoJamで観測。プログラミングをいじって、計測しやすくするのがポイント。


塩酸を加えると、どんどん濁っていく溶液。濃度や温度の関係をセンサーとコンピューターをプログラミングつなげて計測すれば、定量的に計算できますね!次の時間で、Excelを使ってグラフ化!


後片付け、協力してやりましょう!(絵がかわいい!)


中学校ぶりに、見た化学、改めて見るとおもしろい!楽しそう!
棚を見ると、まるでパズルな分子構造、自然界、スゴイ。


H2O - molecularVR」(src on GitHub)
気になった分子模型、はじめのいっぽ、水分子をVR化!

<!DOCTYPE html><html><head><meta charset="utf-8"/> <title>water - molecularvr</title> <script src="https://aframe.io/releases/0.9.2/aframe.min.js"></script> </head><body> <a-scene id="scene"> <a-sky color="#000000"></a-sky> <!-- H2O - H-O-H angle:104.45, Math.cos(104.45/180*Math.PI/2-Math.PI/2)=0.7904223683023976 --> <a-sphere position="0 1.5 -2" radius=".8" color="#EF2D5E"> <a-sphere position="0.7904223683023976 -0.6125622251553133 0" radius=".7" color="white"></a-sphere> <a-sphere position="-0.7904223683023976 -0.6125622251553133 0" radius=".7" color="white"></a-sphere> </a-sphere> </a-scene> </body></html>

とってもシンプル、分子構造好きな人、ぜひチャレンジしてみてください!
追加分子のプルリク(GitHubへの追加編集依頼)お待ちしてます!
Oculus Questで、分子構造と戯れるのも楽しいかも?


化学の先生は、福井高専物質工学科出身、なまずの後輩、谷口渓先生!
プログラミングと化学の融合授業、大成功!

links
- SSH | 学校案内 | 福井県立武生高等学校
- 化学の実験とプログラミング、濁度センサーで反応速度をグラフ化してみよう

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CC BY 福野泰介 - Taisuke Fukuno / @taisukef / アイコン画像 / プロフィール画像