中学校技術科、スターリングエンジンのためのバイオ燃料教材開発

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平成24年に全面実施された学習指導要領において、中学校技術分野は、「A材料と加工に関する技術」「Bエネルギー変換に関する技術」、「C生物育成に関する技術」、「D情報に関する技術」の4つの内容に分類された。当時、これら4つの内容を統合させた市販教材は存在しなかった。そこで、「ものづくり」を中心に、4内容を含み、また、それぞれの内容を関連づけるべく、統合教材「バイオ燃料使用スターリングエンジン」を開発し、栽培したサツマイモからバイオ燃料を取り出し、自作ピストンのスターリングエンジンを動かす授業を公立中学校第3学年において実践してきた。生徒は、エネルギー変換に関心を持ち、バイオ燃料と環境との関係について理解を深めることができた。(平成26年度科学研究費補助金)今回は、これまでの授業に加え、栽培の授業を、より考えさせる授業にすることを試みた。これまで、6名で構成される各班には、1つのプランターを与えていたが、今回は3つのプランターを与える。そして、生徒達は、より多くのさつまいもを収穫するのに適した条件を探すために、みんなで相談する。収穫の成果は、プランター1つあたりのさつまいもの重量で判断する。プランターごとに変更できる条件は、次の3点である。培養土と黒土の割合、土の全体量、肥料の量。土作りから始めて、収穫までを通して、生徒はさつまいもの栽培方法、さつまいもにとっての好条件を実体験から確認することができると考えた。残念ながら、それぞれの条件と収穫量の間に、明らかな相関関係を見ることはできなかった。しかし、生徒は植えるときから、班ごとに配合を相談し、積極的に意見交換を行い、言語活動の場としては、十分に機能していた。また、例年と比較して、収穫時における、各自の高揚感は明らかに高まっていることも確認できた。