先端科学技術への招待と実験工作からなる学習コンテンツの開発

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1研究目的:おもに、中・高校生を対象に、先端科学技術への招待と、それに関連させた実験工作からなる学習コンテンツの開発を行う。2研究方法:理科教育的視点や科学史・技術史的視点からのコンテンツの内容の検討と、インパクトのある物理実験工作や電子工作を開発する。特に、多様な実験工作の可能性を持ったPICについて検討する。3研究成果:(1)開発学習コンテンツ「LEDについて学ぼう」物質科学や個体電子工学の招待として開発した。理科教育的視点から小・中・高等学校の段階に応じた学習過程を検討した。特に高校の物理IIの「個体の性質と電子」との関連に力点を置いた。また、科学史・技術史的側面では、日本人技術者による近年の最も顕著な発明である、青色LEDの悪戦苦闘の開発過程やその発明のインパクトの大きさについて教材化した。また、実験工作として、小学生用の(1)「白色LEDフラッシャー」、中・高校生用の(2)「プログラム制御可能なLEDフラッシャー」、(3)「簡単にできる光通信」を開発した。(1)はマルチバイブレーター回路、(2)はPICによる色や点滅モードの制御、(3)はメロディーICの信号を光変調させることで実現し、製作時間や費用も考慮した。実験工作の開発に予定より大幅に時間がかかったため、この学習コンテンツの試行や改訂はできなかった。(2)開発学習コンテンツ「測定器を作ろう」自作の測定器を中学・高校の物理実験に持ち込むことをねらいとして、その実現の可能性を検討した。PICの表示機能、A-D変換機能を使えば、安価で簡単な測定器を製作することができ、興味ある学習コンテンツの開発が可能であることを確認した。4今後の課題:レーザーを用いる学習コンテンツの開発が考えられる。LEDからレーザーは自然な流れであり、レーザーは20世紀最大の発明と言われているだけに、児童・生徒に与えるインパクトは大きい。