センサネットワークを活用した生物育成題材の開発～遠隔管理型ミニ植物工場～

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本研究では, 技術科の学習内容「C. 生物育成に関する技術」における題材として, XBeeマイコンで構成した無線ネットワークを活用した遠隔管理型植物工場を提案し, 公立の中学校教員が困難と感じる要因である「栽培地の確保と維持」や「再現性(同じ結果を得る)」を解決する効果を検証した。実際にリーフレタス(レッドサンスター)を用いて栽培した。およそ2週間栽培したところ, 太陽光のみで栽培したリーフレタスよりも本植物工場で栽培したリーフレタスの方が, 葉は大きく厚く, 濃い緑色のしっかりとしたリーフレタスができた。複数回栽培することで再現性を確認し, 栽培地は空き教室を用いることで, 新たに畑等を準備することなく本題材で授業が展開できることを証明した。LEDの照射時間や照射する光量子の量を調整することで, 収穫までの期間を調整することも可能であることが分かった。さらに, 本題材は, 小学校と中学校のものづくり学習の学びをつなげる鍵となる「設計・計画」について, エネルギー効率や植物の成長についての知識を基盤として, その成果と課題の分析を通して, さらなる高次な概念を獲得することができる。また, Arduinoマイコンを用いてプログラミング学習を体験できることにより, 技術科の学習内容を横断的に扱うことができ, 授業時数の有効活用や学習内容の有機的なつながりが果たせるといえる。今後は新しく提案した遠隔管理型植物工場を用いた授業実践から, さらに有効性と課題を明らかにし, 中学校技術科の題材としての価値を発信していきたい。