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Development and evaluation of ocean current power generation equipment and curriculum to support understanding of renewable energy and environmental issues

Research Project

Project/Area Number 22K02940
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 09080:Science education-related
Research InstitutionSaitama University

Principal Investigator

山本 利一  埼玉大学, 教育学部, 教授 (80334142)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 荻窪 光慈  埼玉大学, 教育学部, 准教授 (00431726)
森山 潤  兵庫教育大学, 学校教育研究科, 教授 (40303482)
Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords海流発電 / 再生可能エネルギー / 中学校技術・家庭科 / 技術分野 / 授業実践 / 海洋エネルギー / 技術教育 / エネルギー教育
Outline of Research at the Start

本研究は,近年,緊迫しつつある日本・世界のエネルギー情勢や環境問題を題材に,発達段階に応じた理解を促しながら,科学的に思考・判断し,それらを評価・活用する力を育成する教育プログラムを開発することを目的とする。
本研究では,資源の少ない我が国が世界第6位の排他的経済水域を有する海洋エネルギーに着眼し,日本沿岸を流れる世界的にも有数の強い海流"黒潮" を利用した海流発電を通して,再生可能エネルギーの導入の必要性や技術的課題などを,発達段階に応じて科学的に認識させ,技術を適切に評価・活用する能力を身につけさせることを目指す。

Outline of Annual Research Achievements

本研究は,近年,緊迫しつつある日本・世界のエネルギー情勢や環境問題を題材に,発達段階に応じた理解を促しながら,科学的に思考・判断し,それらを評価・活用する力を育成する教育プログラムを開発することを目的とする。
これらを具現化するために,我が国において大きな役割を果たすことが求められている再生可能エネルギー技術の現状と課題を,体験的に学習する装置(教材・教具)を開発すると共に指導方法を検討し,SDGsの観点のもと積極的に持続可能な社会を構築しようとする児童・生徒の育成を目指す。本研究では,資源の少ない我が国が世界第6位の排他的経済水域を有する海洋エネルギーに着眼し,日本沿岸を流れる世界的にも有数の強い海流"黒潮" を利用した海流発電を通して,再生可能エネルギーの導入の必要性や技術的課題などを,発達段階に応じて科学的に認識させ,技術を適切に評価・活用する能力を身につけさせることを目指している。
2023年度の実績は,海流発電(再生可能エネルギー)の最新技術を体験的に学習する実験装置(教材・教具)を活用して,公立中学校複数校(埼玉大学教育学部附属中学校,埼玉県立伊奈学園中学校,他),公立高等学校1校での授業実践を進めることができた。これらの実践研究を通して,装置,カリキュラムの検証を行い,論文投稿を行い,採択できたことが,大変意義深いと考察する。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

所期の目的であった 海流発電(再生可能エネルギー)の最新技術を体験的に学習する実験装置(教材・教具)を活用した授業実践を,高等学校,中学校で実施することができた。
また,それらの研究成果を,日本産業技術教育学会,日本工業技術教育学会などで,提案することができた。更にそれらが,ジャーナルとして学会誌に掲載された。これらがその評価の理由である。

Strategy for Future Research Activity

2024年度は,これまでの成果をブラッシュアップし,発達段階に応じたカリキュラムのモデル化を行い,都道府県の教員研究等で活用したい。それらの成果を専門の学会,国際会議で提案したいと考えている。
また,海流発電の応用とされている,潮流発電など再生可能エネルギーを更に多面的に学習する装置や,カリキュラムを構想したい。それらを元に,次期の科研費獲得の準備をしたい。

Report

(2 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2024 2023 2022

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Lesson Practice on Design of Turbine for Ocean Current Power Generation Using Simple 3DCAD2024

    • Author(s)
      Yamamoto; Kazuhiro Sumi; Yudai Morita; Norino Takezawa
    • Journal Title

      Proceeding of 2023 9th International Conference on Education and Technology (ICET)

      Volume: 9 Pages: 65-70

    • DOI

      10.1109/icet59790.2023.10435199

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 海流発電実験装置の開発と将来のエネルギーを考察する授業実践2023

    • Author(s)
      山本利一・関綸太郎・森山 潤:
    • Journal Title

      日本産業技術教育学会誌

      Volume: 65,3 Pages: 215-225

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 海流発電用タービンの設計を題材としたCAD学習の提案2023

    • Author(s)
      山本利一・川田有輝・工藤雄司・角和博
    • Journal Title

      日本工業技術教育学会誌

      Volume: 28 Pages: 1-10

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] これからの日本のエネルギー政策を考察する指導過程の提案-カーボンニュートラルと新しい発電技術に焦点を当てて2023

    • Author(s)
      関綸太郎・山本利一
    • Organizer
      日本産業技術教育学会第35回関東支部大会(埼玉)
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Lesson Practice on Design of Turbine for Ocean Current Power Generation Using Simple 3DCAD2023

    • Author(s)
      Toshikazu Yamamoto,Kazuhiro Sumi,Yudai Morita and Norino Takezawa
    • Organizer
      2023 9th International Conference on Education and Technology (ICET)
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] カーボンニュートラルを実現するための海洋エネルギー発電の比較に関する指導内容の検討2023

    • Author(s)
      関綸太郞・山本利一
    • Organizer
      日本産業技術教育学会第66回全国大会(鹿児島)
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 日本のエネルギー政策に関する高校に対する意識調査と課題の整理2023

    • Author(s)
      山本利一・関綸太郎・大田浩郎・田口浩継
    • Organizer
      日本産業技術教育学会第66回全国大会(鹿児島)
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] エネルギーの将来展望を考察する題材としての海流発電装置の開発2022

    • Author(s)
      山本利一・関綸太郞
    • Organizer
      日本産業技術教育学会第 65回全国大会(広島)
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 学習教材としての海流発電装置の開発2022

    • Author(s)
      山本利一
    • Organizer
      日本機械学会2022年度年次大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 海洋エネルギーを題材としたエネルギー変換の技術の指導過程の提案2022

    • Author(s)
      関綸太郎・山本利一・渡邉晶・田口浩継
    • Organizer
      日本産業技術教育学会第34回関東支部大会(山梨)
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 海流発電実験装置2022

    • Inventor(s)
      山本利一
    • Industrial Property Rights Holder
      山本利一
    • Industrial Property Rights Type
      実用新案
    • Filing Date
      2022
    • Acquisition Date
      2022
    • Related Report
      2022 Research-status Report

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Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

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