技術科における消費電力量を軸にした省エネ型授業内ロボコン学習の学習指導法の開発

本研究は, 中学校技術・家庭科技術分野(以下技術科)において, 省エネ型授業内ロボットコンテスト(以下ロボコン)の学習指導法を開発し, その学習効果を測定することを目的とする。学習指導法は以下のように開発する。1)「ギア比と速度・トルクの関係」「ギアと消費電力量の関係」, の2点を製作前に学習しロボットの電力消費の根源を意識させる。2)グループによるロボットの構想及び製作では, 組み立て済みのギアボックスの使用や, ピン止め加工を多用させ, 製作の試行錯誤の簡易化を図る。3)学習の全般に渡り, 消費電力リミッターを用いてギアやロボットの消費電力量を定量化する。また, 学習効果の測定には, 実践前後で「中学生の効率に対する情意面の変化を測る意識尺度を用いた。本研究の結果,1)「省エネに関する技術に対する知識の重要性」と「省エネに関する技術を実践しようとする態度」の2因子に有意な上昇が見られた。さらに, 各尺度項目得点の総計をもとに高位群～低位群の3群に分けて比較したところ,2)特に低位群に有意な上昇が見られ, ロボコンやエネルギー変換に関する技術の学習に興味の低い生徒にとっても, 学習意欲の持てる指導内容であることが確認できた。また, 各因子間の相関の比較を行った結果, 本学習を通して,3)a)技術に関する職業への興味関心, b)技術の重要性の理解の2因子との相関が強固になった。一方課題としては,1)製作の過程では, 消費電力量を抑えることよりも競技の達成が最優先となってしまう。2)完成したロボットを改良し効率向上を図る時間が確保されていない。の2点が挙げられた。これらの課題をもとに, 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, 中学校技術・家庭科技術分野(以下技術科)において, 省エネ型授業内ロボットコンテスト(以下ロボコン)の学習指導法を開発し, その学習効果を測定することを目的とする。学習指導法は以下のように開発する。1)「ギア比と速度・トルクの関係」「ギアと消費電力量の関係」, の2点を製作前に学習しロボットの電力消費の根源を意識させる。2)グループによるロボットの構想及び製作では, 組み立て済みのギアボックスの使用や, ピン止め加工を多用させ, 製作の試行錯誤の簡易化を図る。3)学習の全般に渡り, 消費電力リミッターを用いてギアやロボットの消費電力量を定量化する。また, 学習効果の測定には, 実践前後で「中学生の効率に対する情意面の変化を測る意識尺度を用いた。本研究の結果,1)「省エネに関する技術に対する知識の重要性」と「省エネに関する技術を実践しようとする態度」の2因子に有意な上昇が見られた。さらに, 各尺度項目得点の総計をもとに高位群～低位群の3群に分けて比較したところ,2)特に低位群に有意な上昇が見られ, ロボコンやエネルギー変換に関する技術の学習に興味の低い生徒にとっても, 学習意欲の持てる指導内容であることが確認できた。また, 各因子間の相関の比較を行った結果, 本学習を通して,3)a)技術に関する職業への興味関心, b)技術の重要性の理解の2因子との相関が強固になった。一方課題としては,1)製作の過程では, 消費電力量を抑えることよりも競技の達成が最優先となってしまう。2)完成したロボットを改良し効率向上を図る時間が確保されていない。の2点が挙げられた。これらの課題をもとに, より効果的な学習指導法を開発する予定である。