15e Concours national Koshien des sciences
L'équipe championne du lycée Okayama Asahi participera à un tournoi américain.

On parvient à une réponse unique par la discussion, la formulation d'hypothèses et des essais et erreurs répétés. Le Concours national Koshien* des sciences est une compétition où ce processus est mis en pratique grâce aux connaissances scientifiques et à la collaboration en équipe.

La 15e édition du concours national Koshien des sciences s'est tenue dans la préfecture d'Ibaraki le 22 mars. Des équipes d'élèves de terminale, sélectionnés parmi 697 établissements scolaires du pays, se sont réunies pour s'affronter sur des épreuves de compétences scientifiques complètes, à travers des examens écrits et trois épreuves pratiques.

Le grand champion était le lycée Okayama Asahi, représentant la préfecture d'Okayama. Il participera à un concours scientifique aux États-Unis en mai.
 

• À l'origine, le terme « Koshien » désigne un stade de baseball de la préfecture de Hyogo ou le championnat japonais de baseball lycéen qui s'y déroule. Par extension, il désigne également un tournoi national.

 

Koshien des sciences, un concours qui met la science en pratique

Le Koshien des Sciences, concours scientifique destiné aux lycéens, est organisé par l'Agence japonaise pour la science et la technologie (JST). Les équipes s'attaquent à des défis interdisciplinaires en physique, chimie, biologie, géologie et ingénierie. Les participants discutent de ces défis avec leurs pairs, formulent des hypothèses et les relèvent par l'expérimentation et une démarche d'essais et d'erreurs. Ce concours évalue non seulement les connaissances acquises, mais aussi la pensée scientifique et les compétences collaboratives applicables à des situations concrètes.

Lycée Oita Uenogaoka, lauréat du prix SHIMADZU

Depuis la première édition du concours, Shimadzu Corporation et Shimadzu Rika Corporation soutiennent le Koshien of Science en tant que sponsors. Nous décernons le prix SHIMADZU à l'établissement scolaire classé troisième au classement général.

Cette année, le prix a été décerné au lycée Oita Uenogaoka, représentant la préfecture d'Oita. Nous vous présentons ici les défis relevés par les élèves.

Une compétition qui transcende les domaines

Expérimentation du comportement des vagues dans un réservoir d'eau
L'atelier pratique n° 1, intitulé « Les merveilles de la vitesse des vagues océaniques », consistait à générer des vagues de surface et des ondes internes dans un grand bassin, puis à mesurer leurs longueurs d'onde et leurs vitesses de propagation. Les vagues transmettent de l'énergie plutôt que de transporter des particules ; les participants ont ainsi acquis une compréhension intuitive de ce phénomène grâce à des expériences pratiques.

Leur capacité à comprendre les phénomènes naturels d'un point de vue physique est mise à l'épreuve, notamment par la reproduction des variations des ondes internes dues aux différences de densité. Ce thème est lié au domaine de la prévention des catastrophes, incluant les prévisions de tsunamis et de raz-de-marée, ainsi que la planification côtière.

Le lycée La Salle, représentant la préfecture de Kagoshima, a remporté la première place de cette compétition.

Approche des substances inconnues par titrage par échange d'ions et neutralisation
L'événement pratique (2) s'intitulait « Échange d'ions express ». Dans cette expérience de chimie, une résine échangeuse d'ions a été combinée avec un titrage de neutralisation pour déterminer la concentration de la solution et la masse molaire de l'échantillon.

L'échange d'ions est largement utilisé dans des applications pratiques telles que la purification de l'eau et des aliments, ainsi que la récupération des métaux précieux contenus dans les effluents. Le titrage par neutralisation est indispensable à la mesure de l'acidité des aliments et est fréquemment employé dans les analyses pharmaceutiques et environnementales exigeant des concentrations précises.

L'épreuve exigeait des équipes qu'elles comprennent les mécanismes d'échange d'ions, qu'elles utilisent l'équipement et qu'elles analysent avec précision les données de titrage. La victoire reposait sur la maîtrise de la stœchiométrie chimique, la rigueur expérimentale et la répartition des rôles au sein des équipes.

Lors de cette compétition, le lycée Kanazawa Izumigaoka de la préfecture d'Ishikawa a remporté la première place.

Défi électromagnétique : conception, analyse et stratégie
L'atelier pratique n° 3, intitulé « Objectif : atteindre la coupe grâce à la force électromagnétique », consistait à propulser des anneaux d'aluminium dans une coupe éloignée par induction électromagnétique. Sur place, les participants ont ajusté des circuits et des bobines préalablement conçus afin de trouver les conditions de lancement optimales.

Outre la compréhension de l'induction électromagnétique, les facteurs importants comprenaient la conception structurelle et l'analyse des données, ainsi que des décisions stratégiques telles que celle de savoir s'il fallait viser à faire entrer les anneaux de manière constante dans la coupelle ou à disperser de nombreux anneaux sur une large zone.

Le lycée Okayama Asahi, grand champion, a également remporté la première place de cette compétition pratique. Par ailleurs, l'équipe du collège Ichikawa Gakuen Ichikawa de la préfecture de Chiba, lauréate du Junior Koshien of Science et du prix SHIMADZU, a participé en tant qu'équipe de démonstration. Elle a réussi à placer de nombreux anneaux dans la coupe et s'est qualifiée pour la finale aux côtés des équipes des lycées.

Examen écrit réunissant plusieurs disciplines
L'épreuve écrite est divisée en six parties : les six participants se répartissent les rôles et soumettent une seule feuille de réponses en équipe. Outre les connaissances fondamentales dans plusieurs domaines, l'examen évalue la capacité à assimiler de nouvelles informations, à les intégrer et à résoudre des problèmes.

Lors de cet examen, le lycée Todaiji Gakuen, représentant la préfecture de Nara, a remporté la première place et a terminé deuxième au classement général.

Participer aux Olympiades de sciences à l'échelle internationale

L'équipe championne du lycée Okayama Asahi participera aux Olympiades de sciences, l'une des plus grandes compétitions scientifiques internationales au monde, qui se dérouleront aux États-Unis les 22 et 23 mai. Les 120 meilleures équipes des États-Unis s'y réuniront.

S’appuyant sur des connaissances interdisciplinaires et sur la capacité à relever les défis en équipe, acquises au Koshien of Science, l’équipe d’Okayama démontrera ses aptitudes sur la scène internationale tout en établissant des contacts avec des homologues d’autres pays.

Transmettre la science et la fabrication à travers des expositions d'entreprise

La Shimadzu Rika Corporation, qui gère les activités d'éducation scientifique du groupe Shimadzu, en collaboration avec l'Association commémorative de l'Olympiade internationale de physique 2023, a présenté ses initiatives axées sur le « Laboratoire d'examen de physique : Série de laboratoires d'examen d'entrée en physique™ », qui reproduit fidèlement les questions de physique des anciens examens d'entrée à l'université sous forme de kits d'expérimentation pratiques.

Shimadzu Corporation a présenté un projet diffusé dans l'émission télévisée « Night of the Makaizo Society » de la NHK, illustrant comment l'expertise scientifique peut être appliquée à la production industrielle et comment les difficultés peuvent être surmontées par une démarche empirique. Ce projet a démontré comment les approches scientifiques et d'ingénierie sont mises en pratique à travers des processus de conception et d'amélioration.

Des employés de Shimadzu Rika Corporation font la démonstration du « Smart Cart », un chariot dynamique, et du « Train magnétique traversant une bobine », à partir du kit expérimental présenté sur le stand de l'entreprise.

Shimadzu continuera de soutenir et d'encourager la jeune génération dans la réalisation des défis qu'elle relève et dans la construction de l'avenir.

Remarque : Photos et images fournies par JST.