1.1 VRでミクロな世界をのぞいてみよう！

九州文化学園中学校敷地内を360°カメラ（リコーTHETA SCWH）を用いて撮影した．また，周辺にある樹木やきのこなどについてもタブレット端末のカメラ機能を用いて撮影した．撮影した360°画像データをMatterport社が提供する空間データプラットフォームにアップロードし，デジタルツインを作成した．作成したデジタルツイン上に土壌中の細菌を培養したシャーレやきのこの写真をピン留めし，そこに土壌細菌を培養したことなどを記載した．なお，きのこの同定は困難なため，同定はせずにきのことして表記した．

NTTコノキュー社が提供するメタバース空間DOOR™においてルームを作成し，デジタルマイクロスコープ（KEYENCE VHX-8000）を用いて撮影した昆虫の羽表面拡大画像などを並べて表示した．画像の横には色や形状の特徴など中学生が観察し，考えた説明文を記載した．

1.2 DNA抽出実験

果汁100％オレンジジュース20 mLに食塩（0, 2.22, 4.44, 8.88 g）を加えよく混ぜた後，冷エタノール40 mLをビーカーの壁面を伝わらせてゆっくりと加えて静置した⁽⁴⁾4) 岩手県立総合教育センター：「高等学校「生物基礎」における観察，実験サポート資料」．．当初，ブロッコリーの花蕾をすり潰してDNAを抽出する実験方法を行ったが，上手くDNAを抽出することが出来なかった．そこで，簡単に入手することができる果汁100％オレンジジュースを用いる方法に変更した．

1.3 微生物アートを楽しもう！

独立行政法人製品評価技術基盤機構バイオテクノロジーセンター（NBRC）より入手したJanthinobacterium lividum NBRC 12613, Methylobacterium aerolatum NBRC 106314を，LB寒天培地（トリプトン1％，酵母エキス0.5％，塩化ナトリウム1％，寒天1.5％）を用いて30°Cで培養した．事前にシャーレの大きさになるように紙に円を書いておき，そこに好きな絵を描いた⁽⁵⁾5) フナコシニュース，2023年2月1日号（No. 763）．．下絵の上に作成したシャーレを置き，J. lividum NBRC 12613を紫色，M. aerolatum NBRC 106314を赤色，土壌より分離した未同定細菌を黄色とし，ディスポループを用いて寒天培地に菌株を塗り付け，室温で静置した．参考文献では様々な色を出すために複数の微生物が用いられているが，今回は紫色，赤色，黄色の3色を使用した．

1.4 野菜の酵素でボンッ‼

大根おろし大匙1～2杯を30 mL容プッシュバイアルに入れ，オキシドールを大根おろしが浸るまで加えて速やかに蓋をし，1～2 m離れた場所に置き，蓋が飛ぶまで1～2分程度観察した⁽⁶⁾6) 日本分析化学専門学校：すぐできる！なるほど★ザ★化学実験室，https://www.bunseki.ac.jp/naruhodo/experiment/expdetail.php?id=243．

1.5 牛乳からプラスチック

300 mL容ビーカーに牛乳100 mLを入れ，電子レンジで沸騰するまで加熱した．沸騰した牛乳に固形物が生じるまで酢を少しずつ加えた．ガーゼを用いて牛乳から固形物を取り出し，流水で洗浄した．その後，よく水分を取り成型した後，電子レンジを10秒ずつ乾燥するまで何度か照射した⁽⁷⁾7) 本田技研工業株式会社：HONDA Kids, 地球にやさしいプラスチックを作ろう～SDGsについても考えよう～，https://www.honda.co.jp/kids/jiyuu-kenkyu/upper/27/．電子レンジを用いた乾燥では文献では1分ずつとなっていたが，使用する電子レンジによっては出力が大きすぎて焦げてしまうため，10秒ずつに変更した．

1.6 微生物電池

畑などで取ってきた土に水を加えペースト状にした．5 cm四方，3 mm厚のカーボンフェルトを水道水に浸けて良く水を染み込ませた後，直径0.7 mm，長さ20 cmの銅線を横から刺した．500 mL容ポリ容器に土を2 cm程詰め，その上に銅線を刺したカーボンフェルトを銅線が容器の外側に出るようにして置いた．空気が入らないように土を3 cm程被せ，その上に銅線を刺したカーボンフェルトを乗せ，フェルトが浸るぐらいまで水を加えた⁽⁸⁾8) 「国立大学55工学系ホームページ」運営事務局：長崎大学工学部　土壌微生物電池でLEDを点灯させよう‼，https://www.mirai-kougaku.jp/laboratory/pages/231013.php．電極となるカーボンフェルトをインターネット販売で購入できるものを使用することで，自宅でも実験できる形にした．

1.7 ゼリーを固めない果物

水250 mLに粉ゼラチン5 gを加えて加熱溶解した後，40°C程度まで冷却し果物を入れた別容器に分注した．その容器を氷の上に置き，30分程度ゼリーが固まるまで静置した⁽⁹⁾9) 新田ゼラチン：ゼラチンが固まらないときは？，https://www.nitta-gelatin.co.jp/gyomuyo_top/knowledge/not-gelling.html．果物を使用する際にみかんであれば中身と皮をそれぞれで実験するなど，部位による違いが分かるようにした．

1.8 麹であぶり出し⁽¹⁰⁾

蒸留水100 mLに可溶性でんぷん1 g，寒天1.5 gを加え加熱溶解後，滅菌シャーレに分注し，でんぷんプレートを作成した．醤油や甘酒などを綿棒に付け，でんぷんプレートに文字や絵などを描いた後，でんぷんプレートを約40°Cのお湯に10分程静置した．その後，0.05 mol/Lよう素溶液をでんぷんプレート表面全体に流し込んだ．

2.1 VRでミクロな世界をのぞいてみよう！

VRを活用して微生物について身近に感じてもらうことを目的とし，デジタルツインにより九州文化学園中学校内を3Dで見て回り，そこにある土壌中細菌を培養したシャーレやきのこなどの写真および説明を見ることができる微生物マップを作成した（図1a図1■作成した実験教材）．また，メタバース空間を用いた方法では，作成したルーム内をアバターを用いて見学するMicro Museumを作成した．微生物マップでは学校という身近な場所にある微生物などの存在を知るコンテンツとした．Micro Museumは様々な生物とその拡大画像および説明を見て回る博物館のようなコンテンツとした．作成当初は出前授業時にVRヘッドセットを使用して微生物マップおよびMicro Museumを利用してもらう予定であったが，小中学校のネットワークは接続先が制限されているとともに，部外者の端末を校内ネットワークに接続させることはセキュリティ上問題であったため，URL（https://door.ntt/JBnuacJ/micro-museum-ver-04）⁽¹¹⁾11) 株式会社NTTコノキュー: Micro Museum ver.04, https://door.ntt/JBnuacJ/micro-museum-ver-04を共有することでパソコンなどを用いて体験できる形へと変更した．

2.2 DNA抽出実験

言葉はよく聞くが目に見ることができないDNAについて，市販されているジュースおよびエタノールを用いて抽出する実験を行うことで実感してもらうことを目的とした．食塩を加える条件を変えて実験した結果，食塩2.22 gを加えた条件のときDNA析出量が最も多く，析出時間は約2分程度であった（図2図2■出前授業の様子）．一方，食塩8.88 gを加えた条件ではDNA析出量は食塩2.22 gの条件よりも少なかったが，析出する時間が最も短く約10秒程度であった．食塩を加えない条件ではDNAがほとんど析出しなかった．

図2■出前授業の様子

DNA抽出実験．（左）ジュースにエタノールを加えている．（右）DNAの沈殿が形成された．左のビーカーはオレンジジュース，右のビーカーは乳酸菌飲料を使用．

2.3 微生物アートを楽しもう！

微生物を使って色々な絵を描くことで，普段触れることのない微生物について楽しく実験してもらうことを目的とした．J. lividum NBRC 12613, M. aerolatum NBRC 106314，未同定細菌を用いてLB寒天培地上に絵を描くことができた（図1b図1■作成した実験教材）．しかし，3種類の細菌で増殖速度が異なるため，色が出てくるまでに時間が掛かるとともに，安定して発色しないことが問題点として挙がった．また，培養する時間が必要であるため，実験を何回かに分けて体験する形の講座として実施することが好ましい内容となった．

2.4 野菜の酵素でボンッ‼

野菜に含まれるカタラーゼにより過酸化水素水を分解し，酸素を生成することでプラスチック容器をロケットとして飛ばす実験を通して酵素反応について知ってもらうことを目的とした．大根おろしを使って過酸化水素水を分解し酸素を生成させることで，プッシュバイアルの蓋を約1 mの高さまで飛ばすことができた．また，大根おろしの汁だけを用いた場合においても同様に蓋を飛ばすことができた．実験する人が異なっても同様な結果となるため再現性は高いが，大根おろしとオキシドールの使用量を同じにしても実験によって蓋が飛ぶまでの時間が異なることがあった．これは蓋を閉める際の力の入れ具合などの違いによるものと考えられる．また，参考文献⁽⁶⁾6) 日本分析化学専門学校：すぐできる！なるほど★ザ★化学実験室，https://www.bunseki.ac.jp/naruhodo/experiment/expdetail.php?id=243ではフィルムケースを用いていたが，現在フィルムケースは入手困難であるため，その代替としてインターネットで購入することが可能なプッシュバイアルを使用することにした．本実験では内容物が飛散するため，ブース形式といった室内で実施する際には蓋付きクリアケースの中で実施するなどの工夫が必要である．

2.5 牛乳からプラスチック

牛乳に含まれるカゼインを取り出し，固めることで生分解性プラスチックを作ることができることを学び，環境に配慮したものづくりについて知ってもらうことを目的とした．牛乳から取り出したカゼインを成形し乾燥することでプラスチックを作成することができた（図1c図1■作成した実験教材）．しかし，電子レンジを用いて乾燥させる操作において出力および時間の調整が難しく，適度な硬さにするために十分に乾燥させると表面が焦げてしまった．そのため，電子レンジ照射については出力を低くして短時間にするか，一部に自然乾燥を用いると良いと考えられる．本実験で作成したプラスチックは生分解性であるため，土に埋めて経時的に変化を観察すると学習効果がより高まると考えられる．

2.6 微生物電池

微生物電池とは，微生物が有機物を分解する過程で生じる電子を利用して発電することであり，下水などを利用した創エネが可能となる．そのような発電を行う微生物が身近な土壌にも存在していることを知ってもらうことを目的とした．微生物電池を作成して1週間後に電圧および電流を測定したところ，最大で0.3 V, 6 µAであった（図1d図1■作成した実験教材）．今回作成した微生物電池では電圧および電流値が低く，LEDを点灯させることができなかった．電池作成に使用した土によりそこに含まれている微生物が異なるため，色々な場所で採取して実験を行うとより電気を発生させる微生物がいる環境が解明されると考えられる．

2.7 ゼリーを固めない果物

果物の中にはゼリーに使うことができないものがあることを知り，その理由について学ぶことで酵素の働きについて知ることを目的とした．パイナップルやキウイを用いた場合ゼリーは固まらなかったが，みかんの果肉や果皮，舞茸などのきのこを用いた場合はゼリーが固まった．これより，タンパク質分解酵素が含まれている食品が分かった．また，パイナップルやキウイを加熱して用いた場合はゼリーが固まったことから酵素が失活したことを確認した．本実験は特別な器具などを必要とせず，ゼリーを作るという作業の中で体験することができるため，家庭で簡単に酵素について学べる内容となった．

2.8 麹であぶり出し

中学生にもなじみのある，ヨウ素デンプン反応を用いて文字やイラストを浮かび上がらせることで様々な食品にアミラーゼが含まれていることを知ってもらうことを目的とした．醤油や甘酒を用いてあぶり出しをすることができた（図1e図1■作成した実験教材）．しかし，当初は醤油などを塗りつけるだけで加温していなかったため，あまりはっきりと文字などが浮き出なかった．この結果より，アミラーゼによるでんぷんの分解では温度が重要であることが分かった．この実験では中学校で学ぶアミラーゼがヒトの唾液中だけでなく麹を使った食品中に含まれており，そのアミラーゼは麹によって産生されていると学ぶことができる内容となった．あぶり出しに用いるアミラーゼを含む食品は実験をする生徒自身に準備してもらうことで，どのようなものにアミラーゼが含まれているか考えてもらうように工夫した．

以上の結果をもとに，オンライン対応出前授業テーマとして佐世保高専ホームページ上に掲載し⁽¹²⁾12) 佐世保工業高等専門学校：令和6年度　出前授業一覧，https://www.sasebo.ac.jp/wp-content/uploads/2024/07/R6demae-3.pdf, 2024，令和5年度に対面2件（DNA抽出実験，野菜の酵素でボンッ!!）出前授業の申し込みがあり実施した（図2図2■出前授業の様子）．どの出前授業でも初めて行う実験に生徒たちはとても興味を持ち，「なぜそのようになるのか」について考えながら実験に取り組んだ．