技術科における効率と制御を軸にしたエネルギー変換に関する技術の学習指導法の開発

本研究は,1)エネルギー変換の「性能」と効率化の「仕組み」を対照しながら学習させる,2)機械システムの「性能」とプログラム制御の「仕組み」を関連させ,エネルギー効率の向上を追及させる,3)効率化の前後の消費電力量の変化を視覚化し,効率を定量的に捉えさせる,の3点をもとに中学校技術科を対象に,制御と効率を軸にしたエネルギー変換に関する技術の学習指導法を開発することを目的とした。2011年度の省燃費競技車教材の研究の知見を生かし,新たに制御も加え,技術科での必修授業において,効率と制御を軸にしたエネルギー変換に関する技術の学習指導法を開発する。省燃費競技車に代わる原(電)動機と機械を組み合わせた教材とプログラム制御を連携させ,消費電力量を視覚化することで,効率と制御について,より現実の技術と関連させた学習が展欄できると〓え,電気エネルギーを中心に,発電から送電・消費までの場面を想定して次の3点で単元展開を構成した。1)電力系統の仕組み(発電の仕組みから送電網)2)電気の消費の場面その1として省エネ型ロボットコンテスト3)電気の消費の場面その2としてプログラム制御による省エネ。N県K中学校において2学年生徒218名(男子116名女子102名)を対象に2012年4月～10月の期間で必修授業として授業実践を行った結果,以下の4点を成果とすることができた。1)中学生の効率に対する情意面の変化を測る意識尺度を開発した。2)効率と制御を軸にしてエネルギー変換に関する技術の学習指導法を開発した。3)1)を用いて学習指導法の学習効果を測定したところ,省エネを実践する態度について有意な上昇が確認できた。4)開発した学習指導法の課題を明らかにし,改善案を提示した。今後,改善案をもとに,より効果的な学習指導法を開発する予定である。

本研究は,1)エネルギー変換の「性能」と効率化の「仕組み」を対照しながら学習させる,2)機械システムの「性能」とプログラム制御の「仕組み」を関連させ,エネルギー効率の向上を追及させる,3)効率化の前後の消費電力量の変化を視覚化し,効率を定量的に捉えさせる,の3点をもとに中学校技術科を対象に,制御と効率を軸にしたエネルギー変換に関する技術の学習指導法を開発することを目的とした。2011年度の省燃費競技車教材の研究の知見を生かし,新たに制御も加え,技術科での必修授業において,効率と制御を軸にしたエネルギー変換に関する技術の学習指導法を開発する。省燃費競技車に代わる原(電)動機と機械を組み合わせた教材とプログラム制御を連携させ,消費電力量を視覚化することで,効率と制御について,より現実の技術と関連させた学習が展欄できると〓え,電気エネルギーを中心に,発電から送電・消費までの場面を想定して次の3点で単元展開を構成した。1)電力系統の仕組み(発電の仕組みから送電網)2)電気の消費の場面その1として省エネ型ロボットコンテスト3)電気の消費の場面その2としてプログラム制御による省エネ。N県K中学校において2学年生徒218名(男子116名女子102名)を対象に2012年4月～10月の期間で必修授業として授業実践を行った結果,以下の4点を成果とすることができた。1)中学生の効率に対する情意面の変化を測る意識尺度を開発した。2)効率と制御を軸にしてエネルギー変換に関する技術の学習指導法を開発した。3)1)を用いて学習指導法の学習効果を測定したところ,省エネを実践する態度について有意な上昇が確認できた。4)開発した学習指導法の課題を明らかにし,改善案を提示した。今後,改善案をもとに,より効果的な学習指導法を開発する予定である。