中学校技術科の４内容を統合するバイオ燃料を使用したスターリングエンジン教材開発

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本研究では、これまでのように手作業を中心とした金属加工にとどまらず、工作機械による精度の高い加工を生徒に要求することによる教育効果、および複数の内容に渡っての学習により、それぞれの領域の関連づけによる教育効果を検証する。中学校3年次に行う金属加工を見直し、金属加工の代表例である旋盤加工を生徒各自に行わせる。ここでは、かつて使用されてきた大型の旋盤ではなく、技術室の机の上に十分設置できるような小型の旋盤で行わせる。本教材は「A材料と加工に関する技術」を中心に、「Bエネルギーに関する技術」の要素を含み、また、それぞれの内容を関連づけた教材開発を行った。本研究では、以下の5点を1年間で学習させる教材開発を行った。①金属加工の基礎 : コンピュータを活用し、金属加工についてレポートを作成する。②手作業による金属加工の導入 : 手作業により金属加工を行う。③スターリングエンジンの製作 : 旋盤を使用して部品の製作を行う。④植物(サツマイモ等)の栽培 : 植物育成の基礎知識を学習し、燃料(アルコール)を精製する。⑤スターリングエンジンの動作確認 : エネルギー変換の仕組みや、低燃費運転について考える。1つの教材で、技術科の4内容すべてに渡って学習することにより、各内容の意味合い、関係を理解させることができた。また、ピストンのように加工精度が求められる作業を、体験を通して理解させることができた。一方、約40人の生徒に対して、本授業を教員一人で行うことは困難であり、旋盤を生徒に使用させることには危険が伴う。現時点では、大学生によるTAを配備し対応させているが、将来的には教員一人でも本授業を行える状態にしたい。