新たなエネルギー授業の試行からの科学技術リテラシーの創造に関する研究

科学と技術の関係を捉え、融合させるプログラムを持つことは、科学や技術をより理解し、学習の深化を促し、さらには現代社会が抱える様々の問題の本質を捉える上での視点を形成するという仮説の基に、「科学と技術」という新科目を設置し、その中で科学研究費補助金(奨励研究)の指定を受け、新たなエネルギー授業の実践から科学技術リテラシーの提言を行うことを目的として研究を進めた。実際に運用されている、草津市及び室戸岬の風力発電所を取材し、これまでの理科や技術・家庭科の授業にはなかったコンセプトを設定する。風力発電機のシンボルとしてのブレード製作から風洞実験に生徒を導くのではなく、発電機製作から構造と原理の理解を進め、自ら製作した装置によって実測し、さらには力学的数式を導き出そうというものである。授業実践では、題材として20Wの発電能力を持つ半完成品の風力発電機を選び、グループごとに製作を進め、風洞実験の装置を考え、組み立てた。ブレードの工夫といった風車のイメージが先行する風力発電機ではあるが、その発電量は受風面積に比例し、風速の3乗に比例するという力学的な数式が成り立つ。この数式の理解から、風力発電のこれからの社会的な取り組みに対して、風車の建設技術だけではなく立地条件や環境調査の重要性や地理的限界などの考察に繋げることができた。製作からの原理理解、自ら製作した装置での実測からの理論立てといったカリキュラムを位置づけることは、高度な科学技術リテラシーの一つの形として規定できつつある。今後は風力発電機を用いた授業の改良や他のエネルギーについても教材化を研究し、リテラシー検討を進めることが必要である。

科学と技術の関係を捉え、融合させるプログラムを持つことは、科学や技術をより理解し、学習の深化を促し、さらには現代社会が抱える様々の問題の本質を捉える上での視点を形成するという仮説の基に、「科学と技術」という新科目を設置し、その中で科学研究費補助金(奨励研究)の指定を受け、新たなエネルギー授業の実践から科学技術リテラシーの提言を行うことを目的として研究を進めた。実際に運用されている、草津市及び室戸岬の風力発電所を取材し、これまでの理科や技術・家庭科の授業にはなかったコンセプトを設定する。風力発電機のシンボルとしてのブレード製作から風洞実験に生徒を導くのではなく、発電機製作から構造と原理の理解を進め、自ら製作した装置によって実測し、さらには力学的数式を導き出そうというものである。授業実践では、題材として20Wの発電能力を持つ半完成品の風力発電機を選び、グループごとに製作を進め、風洞実験の装置を考え、組み立てた。ブレードの工夫といった風車のイメージが先行する風力発電機ではあるが、その発電量は受風面積に比例し、風速の3乗に比例するという力学的な数式が成り立つ。この数式の理解から、風力発電のこれからの社会的な取り組みに対して、風車の建設技術だけではなく立地条件や環境調査の重要性や地理的限界などの考察に繋げることができた。製作からの原理理解、自ら製作した装置での実測からの理論立てといったカリキュラムを位置づけることは、高度な科学技術リテラシーの一つの形として規定できつつある。今後は風力発電機を用いた授業の改良や他のエネルギーについても教材化を研究し、リテラシー検討を進めることが必要である。