Development of the teaching materials "superconducting coaster with electromagnet" and its multilateral evaluation

2019 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 16K00994
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Science education
• Research Institution: Ariake National College of Technology
• Principal Investigator: Takeuchi Norio 有明工業高等専門学校, 一般教育科, 教授 (70413870)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 酒井 健 有明工業高等専門学校, 一般教育科, 教授 (70290830) ; 鮫島 朋子 有明工業高等専門学校, 一般教育科, 准教授 (40413869) ; 森田 恵一 有明工業高等専門学校, 技術部, 技術専門員 (90649683)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 超伝導 / 超電導 / 電磁石 / ３次元 / 超伝導体 / 超電導体 / 超伝導コースター / 超電導コースター

Outline of Final Research Achievements

The teaching materials "small superconducting coaster with resin block", the location about pinning effect, and making of superconductor "YBCO" had been studied since 2012 in National Institute of Technology, Ariake College. In this research, making of teaching materials using an electromagnet with electric current control system was worked on. We didn't come to making of a superconducting coaster using an electromagnet because it was very difficult to make a strong electromagnet to lift a usual YBCO, but a three-dimensional superconducting coaster has been completed with a board-like small superconductor.
The students could get understanding of a magnetic field and superconductivity, an experimental report writing, outcome announcements and a big grown-up chance through these research activities.

Free Research Field

物理教育

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は「速度制御が可能な超伝導コースター」という世の中に無い教材を作成する点が一番の特徴であった。また、本研究は有明高専２年生の課題研究で学生達が主体となって実施し、教材そのものをゼロから学生の手で製作するため、製作行程が材料の段階から可視化できる点も独創的な点であった。受講生が磁場や超伝導に関する知識を獲得しながら、実習工場で装置等を作成し、深く考察する能力を育成することができた点は、「高専」という特徴を考慮した研究企画であったと考える。当初計画した装置は時間的に作成できなかったが、軽い超伝導体を用いた３次元超伝導コースターという別の形の教材作成に成功し、教材活用の幅を広げた意義は大きい。