第1(基礎)ステージFIRST STAGE

これまでの課題探究コース

第4期

ユニット番号 ユニット名 概要
S1 整数論で学ぶ現代数学 整数論は，導き出される結果の美しさと方法の繊細さで，古くから多くの人々を魅了し続けてきました。現在でもその発展は留まることなく，新しい結果を生み出し続けています。ここでは，初等整数論から始めて，現在に至るまでに得られた結果を概観し，さらにいくつかの応用および未解決問題について学びます。
S2 粒子と波動の基礎物理学 光の波動性と粒子性について，講義と実験をとおして学びます。波動性に関しては，干渉実験や波長・光速度・振動数の決定を行います。粒子性に関しては、光電効果の実験を行い、アインシュタインの光量子説について学びます。
S3 吸光・発光から分子の世界を探る 原子や分子のように非常に小さくなる（大きさが10-10～10-9 m）と、物質はとびとびのエネルギーを持つようになる。量子性と呼ばれるこの特殊な性質は、物質による光の吸収（＝吸光）や放出（＝発光）から調べることができる。本課題探求コースでは、分子の吸光、発光を測定することで、量子性を含む分子特有の性質を考察する。
S4 キラリティーの世界 キラリティー（掌性）とは、右手と左手に見られる鏡像が重なり合わない性質の事を示し、医薬品と密接な関わりを持つ。本講座では、キラリティーを理解し、我々の身体に作用する医薬品とどのように係わるか詳しく学び、実際のキラル化合物の単離を経験して理解を深める。
S5 生物と環境との相互作用　-生体構造から生物社会まで- 生物と環境の相互作用をキーワードに実験室およびフィールドにて実験を行います。マクロレベルでは環境により生物群集が異なることを、個体の外部形態とDNAの違いから調べます。生体構造に関する実験では、魚類の胚を用いて形態が形成される過程を学んでいきます。
S6 海底熱水鉱床と生物 深海には手つかずの鉱物資源が眠っている。中でも，深海底から噴き出す熱水周辺には金属が農集している。その金属濃縮の一部は生物が担っている。本ユニットでは深海生物の体表・体内に存在する金属量を見積る実験を通じて，地球の活動と生物の関係を探っていく。

第3期

ユニット番号 ユニット名 概要
S1 整数論で学ぶ現代数学 整数論は，導き出される結果の美しさと方法の繊細さで，古くから多くの人々を魅了し続けてきました。現在でもその発展は留まることなく，新しい結果を生み出し続けています。ここでは，初等整数論から始めて，現在に至るまでに得られた結果を概観し，さらにいくつかの応用および未解決問題について学びます。
S2 粒子と波動の基礎物理学 光の波動性と粒子性について，講義と実験をとおして学びます。波動性に関しては，干渉実験や波長・光速度・振動数の決定を行います。粒子性に関しては，光電効果の実験を行い，アインシュタインの光量子説について学びます。
S3 熱化学を体験してみよう 化学反応では，物質の持つエネルギーが変化するために熱の出入りを伴うことが多い。この熱の出入りから物質の状態や化学反応について議論する学問を熱化学，または化学熱力学と呼ぶ。本課題探求コースでは，実際に吸熱反応，発熱反応を行い，化学反応における反応熱について考察する。
S4 不思議な反応場　-電極反応から化学の世界を眺めると- 電極反応場は化学から電気へのエネルギー変換を行う場所であり，化学的には酸化還元反応の酸化と還元を分離する場所と言い換えることも出来ます。電池や水の電解など，身近な電極反応を電気化学的に評価し，この不思議な反応場について考えます。
S5 生物と環境との相互作用　-生体構造から生物社会まで- 生物と環境の相互作用をキーワードに実験室およびフィールドにて実験を行います。マクロレベルでは環境により生物群集が異なることを，個体の外部形態とDNAの違いから調べます。生体構造に関する実験では，魚類の胚を用いて形態が形成される過程を学んでいきます。
S6 薄膜厚制御による色彩の制御 物体が透明な薄膜を表層に持つとき，その色（反射光）は薄膜厚とその屈折率に依存して変化する。色彩を持たない基盤上に高い屈折率を持つ薄膜を製膜することで色彩を付加することを試み，またその色彩を予測することを試みる。

第2期

ユニット番号 ユニット名 概要
S1 整数論で学ぶ現代数学 整数論は，導き出される結果の美しさと方法の繊細さで，古くから多くの人々を魅了し続けてきました。現在でもその発展は留まることなく，新しい結果を生み出し続けています。ここでは，初等整数論から始めて，現在に至るまでに得られた結果を概観し，さらにいくつかの応用および未解決問題について学びます。
S2 粒子と波動の基礎物理学 光の波動性と粒子性について，講義と実験をとおして学びます。波動性に関しては，干渉実験や波長・光速度・振動数の決定を行います。粒子性に関しては，光電効果の実験を行い，アインシュタインの光量子説について学びます。
S3 アミノ酸置換によるタンパク質の機能改変 アミノ酸のポリマーであるタンパク質の構造と機能は，アミノ酸の配列に支配されています。従って，遺伝子を操作して鍵となるアミノ酸を変えると，タンパク質の構造や機能を制御することが可能です。実際にアミノ酸を置換してクラゲの蛍光タンパク質の色を変え，タンパク質の構造と機能（発色）の関係について考えます。
S4 インテリジェントソフトマテリアルの正体を探る インテリジェントソフトマテリアルは，熱や光などの刺激によって性質変化する柔らかい材料の総称です。身近な柔らかい材料に焦点を当て，実際に合成しながらその正体を学び，性質変化の原因について考えます。
S5 生物と環境との相互作用　-生体分子から生物社会まで- 生物と環境の相互作用をキーワードに，ラボで実験します。微生物・植物・動物を実験材料に用いて，生体内低分子と高分子間，生体分子と細胞内オルガネラ間，細胞とその環境間，組織とその環境間，個体とその環境間の相互作用のダイナミクスを調べます。
S6 自然現象に見るばらつきの数理科学(サイズ分布の規則性) 自然界に存在するものは，同種のものであってもその属性値（物理量）にはばらつきがあり，その統計結果としてサイズ分布が得られます。自然界に現れる分布の種類について，その成因を理論，実験，シミュレーションによって理解し，生物個体，砂粒，クレーターのサイズや地震の規模など森羅万象の分布について考えます。

第1期

ユニット番号 ユニット名 概要
S1 微積分法の発見から現代数学へ ニュートンとライプニッツに始まる微積分法は，「微分方程式」という自然現象を記述する道具を生み出すとともに，図形や数の研究にも新たな道を拓きました。微積分法の基礎となる「無限小」の概念を通じて現代数学へとつながる道を垣間見たいと思います。
S2 粒子と波動の基礎物理学 光の波動性と粒子性について，講義と実験をとおして学びます。波動性に関しては，干渉実験や波長・光速度・振動数の決定を行います。粒子性に関しては，光電効果の実験を行い，アインシュタインの光量子説について学びます。
S3 見えない分子を計測する理論と技術 分光法や顕微鏡といった計測技術により，我々の目で直接見ることのできない分子の構造や物性を計測できることを学び，実際にそれらの計測装置を使って理解を深めます。
S4 金属イオンの色の秘密を探る Na+などの典型金属イオンは無色であるのに対し，多くの遷移金属イオンには特有の色がついています。有機配位子を使っていろいろな金属錯体を合成しながら，金属イオンと配位子の結合や光吸収の仕組みについて学び，金属イオンの色の起源について考えます。
S5 生物と環境との相互作用－生体分子から生物社会まで－ 生物と環境の相互作用をキーワードに，ラボで実験します。微生物・植物・動物を実験材料に用いて，生体内低分子と高分子間，生体分子と細胞内オルガネラ間，細胞とその環境間，組織とその環境間，個体とその環境間の相互作用のダイナミクスを調べます。
S6 自然現象に見るばらつきの数理科学（サイズ分布の規則性） 自然界に存在するものは，同種のものであってもその属性値（物理量）にはばらつきがあり，その統計結果としてサイズ分布が得られます。自然界に現れる分布の種類について，その成因を理論，実験，シミュレーションによって理解し，生物個体，砂粒，クレーターのサイズや地震の規模など森羅万象の分布について考えます。

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