2011 Fiscal Year Annual Research Report
色素増感型太陽電池を題材とした体験型エネルギー教育のための教材開発
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22730685
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| Research Institution | Saitama University |
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Principal Investigator |
荻窪 光慈 埼玉大学, 教育学部, 准教授 (00431726)
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| Keywords | 教材開発 / エネルギー教育 |
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| Research Abstract |
高度に近代化された現代社会を維持するために、有限な資源である化石燃料の代替となる、再生可能な自然エネルギーの技術開発が求められており、今後の学校教育においても、これらの新しい再生可能エネルギーに関する理解を深めながら、その現代社会との関係を適切に評価する態度を養う必要がある。そこで、本研究では(1)再生可能エネルギーの中でも太陽光発電を題材とし、最先端の色素増感型太陽電池について児童・生徒に体験的に学習させる教材を開発すること、(2)開発した教材を活用して、学習効果を高める授業構成やカリキュラムを構築することを目的とする。
平成23年度には、以下に示す各事項について実施した。
(1)再生可能エネルギー教育に関する授業構成及びカリキュラムの構築に関する検討
児童・生徒の実態把握及び新学習指導要領におけるエネルギー教育に関する題材の検討について、より発展的研究内容とするべく、色素増感型太陽電池の製作題材を含む再生可能エネルギー教育に関する授業構成及びカリキュラムの構築に関する検討を行った。その際、一つの単元中における製作実習と知識理解のバランスに留意した。
(2)色素増感型太陽電池を活用した教材の発展的改良
学校教育現場において製作可能な教材化を指向した色素増感型太陽電池の、電気的性能の高効率化並びに低コスト化を意識して発展的改良を行った。また、その電気的特性の測定をより簡便に実現するための電力量計の開発を行った。
また、学校教育現場においてエネルギー学習に関する一単元内で製作が完了することに主眼を置いて、確実に児童・生徒に製作可能となるような教材の製作プロセスの確立を目指した。更に、製作プロセスのマニュアル化についての検討も行った。
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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
教材としての活用を指向した色素増感型太陽電池の製作プロセスの開発については、その製作の過程で様々な条件が電気的特性の変化として影響を及ぼすものの、これまで継続してきた実験結果より、より良い電気的特性を得るための知見が蓄積されている。また、その電気的特性の測定をより簡便に実現するための電力量計の開発も行い、更に、それらのエネルギー教育への適用に関する教育場面の検討に関しても進捗しており、本研究はおおむね順調に進展していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
教材としての活用を指向した色素増感型太陽電池の製作プロセスの開発については、その電気的特性が向上したものが得られてきており、今後は単体(1セル)で電気エネルギーから光エネルギーもしくは運動エネルギーへのエネルギー変換を可能とする色素増感型太陽電池の製作に取り組む。また、そのエネルギー教育への適用に関しても、具体的実践を念頭に置いた授業構成並びにカリキュラムについて検討を進める。
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