2016 Fiscal Year Research-status Report
クロミック材料を用いた理科学習教材開発に関する研究
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16K00962
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| Research Institution | Hyogo University of Teacher Education |
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Principal Investigator |
山口 忠承 兵庫教育大学, 学校教育研究科, 准教授 (60295722)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 科学教材 / フォトクロミズム / サーモクロミズム / 色の三原色 / ２４色相環 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
小学生や中学生が理解できる、物質の色について科学的な理解を得ることができる科学教材開発を行っている。学校現場で入手が容易で、安全性の確認された材料や、コピー紙、画用紙等の身近な紫外線照射によって、学校の現場でも容易に行うことができ、効果的に、色の性質や濃度の性質を学ぶことができる教材の開発を目的として研究を行っている。物質の色を学ぶ色材として、紫外線照射によって色が変わるフォトクロミック材料や、熱によって色を呈するサーモクロミック材料を用いて、所望の色を作るにはどうすればよいか、児童生徒が工夫をすることにより、色の性質や色の濃さなどの科学的な性質を類推できる教材開発を目指している。
今年度は、色教材開発の基本的な科学的根拠に基づくデータを集めるための研究を行った。フォトクロミック教材に関する研究は、絵の具等の色の三原色と、市販のスピロ系フォトクロミック化合物の有機溶剤、ＰＭＭＡやポリウレタン樹脂、忍者えのぐの色に関するデータを、標準光源と分光光度計を用いて計測した。同時にこの計測データをもとに、色を３色のうち２色混色させることによって色見本となる２４色相環に相当するものを作製した。濃度を薄めた場合についての検討も行った。また、サーモクロミック材料の発色と消色性能についても分光学的な測定を行った。フォトクロミック教材を開発する上で基本的なデータと、この教材を用いた実践の成果の一部について学会発表を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
フォトクロミック物質の性質を示すスペクトルの測定の結果が得られ、これを基に、フォトクロミック材料ベースの３原色の色材を選定し、ここから２４色相環に相当するものを作成し、教材見本として役立てた。教材体験イベントも行っているが、問題点として、色材の熱退色のアンバランスな点や、実際の色混合に時間がかかる点があった。しかし、イベント体験者へのアンケートの結果、興味関心を引き付ける教材であることと、小学生でも理解できる教材であったことは確認できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
教材開発として、今年度実際の小学校の授業で実施し、フォトクロミックとサーモクロミック材料を用いた教材開発を行う。より実践的な場で教育効果を含めた検討を行い、学会発表を通じて成果を公表し、同時に教育論文として成果をまとめる。
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| Causes of Carryover |
昨年度からの繰り越し額は、昨年度購入した分光光度計の価格が当初の見積もりより高かったため、教材実践の際に用いる電子天秤や画材を購入すると赤字となるために、当初の購入計画の見直しを行った。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
昨年度購入できなかった電子天秤を購入し、購入した天秤を用いて教材の実践を行う。物性評価のための装置を購入する費用や、フォトクロミック色素やサーモクロミック色素の購入、色素の性質向上のための薬品やガラス器具の購入、学校現場で実践する際に用いる画材の購入に充てる。
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