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菅野 元行 教授「環境科学概論」

「環境科学概論」の概要

 環境やエネルギーの問題は私たちの生活に密接な関係があります。しかし、環境問題について多くの人が正しい判断ができているかといえば、はなはだ疑問といわざるを得ません。誰かの大きな声に引きずられ、環境にとってそれが正しい判断となるのか分からないまま安易に賛同してしまう例も少なくありません。そこで、多角的、横断的な視点から環境問題を理解していくためにも、また、環境問題に対する自分の意見の基準となる視点を得るためにも、自然科学の原理から環境問題を見つめる講義を行っています。

私たちが知るべき環境問題とは何か。自然科学の観点からその全体像が理解できるように、身近な現象を取り上げて、やさしく、おもしろく。

環境やエネルギーの問題は私たちの生活に密接な関係があり、仕組みが分かると面白い

 現代生活学科は「環境」「自立」「メディア」の領域の科目が配置されていますが、環境領域の基礎を環境科学概論で学び、自然科学の観点から環境問題について理解してもらうことが目的です。しかし、当学科の学生の中にはメディアや社会学に関心が高く、化学や物理を苦手とする学生も少なくありません。そこで、「美しいオーロラはどういう原理で生まれるのか」、「日焼け止めを選ぶとき、SPF50とかPAの後についた+の数は何を意味しているのか」など、身近な現象や話題を引用しながら、苦手意識を持たずに自然科学を知り、環境問題を理解できるように講義を工夫しています。

 1年の前期に配置されたこの講義は、まず、地球、大気、太陽光など成り立ちや仕組みから学んでいきます。地球が現在の環境になるまでには、空気や水のように当たり前に感じるものが奇跡的に地球のみに形成されたことを理解し、太陽光の中の有害な電磁波が地球に届かないように防御する役割を持つ大気について学び、さらに、太陽光の中でも、紫外線による影響や赤外線による地球温暖化の仕組みについても説明していきます。

 前回の講義では「オーロラの発生」を取り上げました。太陽光からは光や電磁波のほかにもプラズマ(原子のプラスとマイナスが分かれて存在する気体)も放出されていますが、そのプラズマによる現象としてオーロラがあります。オーロラの発生する仕組みや、その色が出没する高度によって緑だけではなく赤や紫があることなど、可視光線として見えるオーロラの現象を解説しました。

今日の講義は「紫外線」。大気のオゾン層から、美白を守る日焼け止めの効果まで考える

 今日の講義テーマは「紫外線」です。

 比較的大きな教室である331号室には多くの学生が集まっています。先生が教室に入ってくると、まず、今日の講義に関する資料が配られます。一つは紫外線の仕組みが図解されている資料、そして、「紫外線を一番多く浴びてしまうスポーツは女子テニス」など紫外線に関する新聞記事を集めた資料、さらに、後述しますが「コメントシート」と、前回の講義で回収したコメントシートに書かれた学生たちの質問に答えた「回答集」が配られます。

 配布が終わると先生は黒板に向かい板書を始めます。紫外線(UV)には、UVA、UVB、UVCの3種類があること、さらにUVAからUVCに行くほど波長が短くなり、X線に近づいてしまうことなどを表記。また、人間に害を及ぼすイメージがある紫外線にもデメリットだけではなくメリットがあることなどを書いていきます。学生たちも静かにノートに写しながら、早く書き終えた学生たちは今日の資料に目を通したりして、みんなが書き終わるを待ちます。

 「光には赤外線と可視光線、それと今日お話しする紫外線があります。これは、すでに講義で話したかと思いますが、今日は、紫外線には波長の長さによって3つの種類があることを知ってもらいたいと思います。」先生が説明を始めます。「UVCは波長が短く、大気層に吸収され地表に届かないのですが、近年オゾン層の破壊により届く場合もあります。UVBも大気層に吸収されますが、一部は地表に到達します。そして、地表に届く紫外線の約9割を占めているのがUVAで、物質を通過しやすく、雲などの影響を受けにくい特徴があります。」と、ここまでで説明が終わってしまえば、理科もしくは物理の基礎みたいな講義。ここから、学生たちをぐっと引き付ける講義が始まります。「UVAは肌の表皮を通過してその下の真皮まで届いてしまうので、真皮を破壊しシワやタルミを引き起こし老化の原因になりやすい。日焼け止めのパッケージに書かれているPA+からPA++++までの4段階はこれを防ぐ効果を示したものです。UVBは表皮と真皮の間にあるメラノサイトを刺激してメラニン色素を生成してしまうので、シミ・ソバカスの原因になります。日焼け止めのSPF30とかSPF50という表示はUVBを防ぐ目安を表示したものです」。学生たちはなにやらいっせいにメモを始めます。板書を書き写したノートのUVAの文字横にPA+~、UVBの横にSPF30~と書いている模様。もはや化学・物理という興味ではなくスキンケア学、美容・化粧といった興味が授業に重なってきているようです。脱線した話のようで、実は自然科学を説明するうえでとても役立つ話になっているのです。

 その後、紫外線はデメリットばかりでなく、殺菌効果があること、UVBは身体のカルシウムの吸収を促すビタミンDの生成にも関わっていること、紫外線やオゾン層は実は地球温暖化とは無関係など面白い講義内容が続いていきました。

ひとつの講義から学生たちがもっと知りたいと関心を持ち、行動する講義内容にしていきたい

 石炭の液体燃料化や、食品廃棄物などバイオマスの燃料化、プラスチック廃棄物の液体燃料化など、石油代替燃料・再⽣可能エネルギーの研究分野で、約50報の学術論文をはじめ、海外燃料化学専門誌での受賞、さらには約200回にわたる国内や国際会議での発表など、研究者として第一線を歩んできた先生に転機が訪れたのは、福島第一原発事故の経験。エネルギー資源のあり方を深く考えさせた原発事故の経験を経て、また、環境に関わるエネルギーの研究をしてきたこともあり、「環境やエネルギーの問題が社会や生活、経済に深い関わりがあることを学生に教えて、これからの社会の環境問題を解決できる人材を育てたい」と強く思うようになりました。そこで2014年に新設された現代生活学科に新天地を求め、研究よりも教育に重点を置いて携わるようになりました。

 菅野先生に、現代生活学科でのこの講義についてお話をしてもらいました。

【菅野先生】今後、社会ではエネルギー、情報、地域を結ぶビジネスを担う人材が求められるのは必須です。しかしながら、本学は文学や家政学分野においては伝統が長いものの、地球環境科学やエネルギーは関わりの浅い分野。ややもすると自然科学が苦手と思う学生も多いと思いました。そこで、とにかく関心を持ってもらうために、なるべく学生たちの関心のあること(おもしろい、きれいと思えること、自分の身体の美容や健康に関わること、キャンパスの環境やエコ問題など)を取り上げて環境科学について興味を持ってもらうようにしました。さらに、毎回、「コメントシート」を渡し、今日話した講義内容のポイントをまとめて(5~6行でOK)提出させるようにしました。そうすることによって、私も学生も、何がわかって何がわからなかったかを知り、今後の改善につなげていくことができます。また、コメントシートの下段には、質問や感想を書かせるスペースを設けています。前回のオーロラの講義内容の質問では、「オーロラと虹の原理はどう違うのですか」といった基本的な質問から、「なぜプラズマと原子、分子が衝突すると色がつくのですか?」、「オーロラの出る位置が高いほど緑色で低いほど赤色ならば北海道で赤色のオーロラが見えますか?」など、講義を理解した質問などがありました。さらに、感想として「パソコンのブルーライトはどのぐらいの波長なのか調べました」「電子レンジはどんな電磁波なのか調べました」など、新たに自分で調べるといった行動に出た学生もうかがえました。

 最後にこの講義の大きな狙いについてお話をしていただきました。

【菅野先生】今後は、オゾン層の保護対策や光化学スモッグ、酸性雨などを取り上げていきます。この環境科学概論を通して、企業や社会で現在話題となっている持続可能社会の大切さを認識してもらい、より環境に興味を持ってもらいたいと考えています。学生たちは「環境」がどんな職業に直結するかをいまいち想像できないかもしれませんが、行政を含めたどの企業も「環境」をビジネスに生かしていかなければ今後は存続できないほど、「環境」は大切なものであり、それを修得した人材をいかに企業が必要とするかを理解し、学んでいってほしいと思います。

「環境科学概論」受講生の声

「環境科学概論」を受講している学生の皆さん

4人の学生たちに先生の講義について話してもらいました。

 ベストティーチング賞は去年の講義の中から学生たちが評価して選んだ賞なので、私たち1年生は、この講義がベストティーチング賞に輝いたことは知らずに受けていました。もともと必修科目なので選択の余地はありません。ですが、この講義がその賞に値するということはすぐにわかりました。とにかくわかりやすく、面白い講義です。板書も難しい言葉を使わず、この講義を通して環境問題の全体像を理解してほしいという先生の狙いがひしひしと伝わってきます。それに、「地球がどのようにして生まれたのか、蒸気って100度がいちばん高温と思っていたけど、それをはるかに超える温度の蒸気から大気が作られ始めた」「なぜ、北極と南極という磁力があるのか、昔は北極がS極で南極がN極の時期があった」など、興味深い話を話してくださるので、私たちは、小学生が前のめりして聞きたがる好奇心にも似た楽しさを味わっています。

 私は現代生活学科の中でも、経済や社会学のほうに興味を持っていて環境は必修だから受けなくてはという気持ちでした。でも、あれ、環境って経済にも関係あるなと感じることがしばしばあったり、また、たとえば、海ガメが鼻にストローが刺さって苦しそうな映像が流れたのをきっかけに全世界でプラスチックのストローを規制する運動が始まったなど、環境問題がひとつのメディアの報道によって大きく動いていくことを知り、環境はどの分野にも密接に関わる問題であることを知り、まじめに取り組んでいます。

 先生が授業の前に配ってくださる新聞記事のコピー集がとても面白いです。「PM2.5など光化学スモッグは大陸から風が流れる季節に日本も濃度が高くなると思っていたのに、むしろ南風が吹く夏のほうが東京や大阪が高いのはなぜか(植物が影響しているらしい)」など、雑学的な教養にも役立ちます。また、間接的だけど私たちが興味を持つだろうと思う記事がたくさんあり、環境問題へ興味を持つきっかけとなる広い入口を用意してくださる先生だと思います。

 私は、コメントシート。講義で疑問に思ったことをなんでも聞けるのでとても助かります。忙しい先生でいらっしゃるのに、一人ひとりのコメントシートを読んで、その質問に丁寧に答えてくださいます。B4のコピー用紙両面にびっしり回答してあります。文字数は、約8,000字。毎週原稿用紙20枚くらい書いてくださっていることになります。学生のためとはいえ、こんなに先生を夢中にさせる環境科学は、きっと、一生懸命勉強することに値する学問なんだろうと思うようになり、私は先生の熱意に答えたい気持ちでいっぱいです。

菅野元行教授プロフィール

 日本大学理工学部工業化学科卒、日本大学大学院理工学研究科博士前期課程(工業化学専攻)修了。日本大学大学院にて博士号(工学)取得。日本大学准教授を経て、2014年実践女子大学に着任。
 これまで化石燃料の化学構造、バイオマスの燃料化、プラスチックのリサイクルなどについて研究。約50報の学術論文、約180報の国内会議、約20報の国際会議にて研究成果を発表。現在は再生可能エネルギーによる地域自立・持続可能社会の構築や、バイオマスなど有機物資源の高効率利用について広く研究。そのほかにも担当科目の関係から、環境、エネルギー、化学全般について知識を深めています。

  • (教員紹介)菅野 元行 教授
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