2014 Fiscal Year Annual Research Report
小学校から始めるエネルギーに関する技術的素養の芽生えを育む学習指導法の開発
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26282029
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| Research Institution | Miyagi University of Education |
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Principal Investigator |
水谷 好成 宮城教育大学, 教育学部, 教授 (40183959)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
関根 文太郎 京都教育大学, 教育学部, 教授 (30236096)
川崎 直哉 上越教育大学, 学校教育研究科(研究院), 教授 (40145107)
渡壁 誠 北海道教育大学, 教育学部, 教授 (70182946)
紅林 秀治 静岡大学, 教育学部, 教授 (60402228)
田口 浩継 熊本大学, 教育学部, 教授 (50274676)
松岡 守 三重大学, 教育学部, 教授 (90262980)
西 正明 信州大学, 教育学部, 教授 (50218103)
杵淵 信 北海道教育大学, 教育学部, 教授 (30261366)
山本 利一 埼玉大学, 教育学部, 教授 (80334142)
村松 浩幸 信州大学, 教育学部, 教授 (80378281)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | ものづくり / エネルギー変換 / 小学校 / 技術的素養 / 教科横断型学習 / 制御 / プログラミング / ロボット |
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| Outline of Annual Research Achievements |
小学校で実施できるエネルギー利用教育の可能性として，省エネルギーであるLEDと蓄電機能のあるコンデンサ・充電型電池に注目した教材の開発と活用方法について検討した．1)光電池とコイン型電池を組み合わせた，振動感知型の起き上がりこぼしライト，2)乾電池１個で点灯する夜間活動用のLEDキャップ，3)自走型コンデンサ自動車などの教材の開発・改良ができた．コンデンサ自動車については充電モニタ機能付きの教材に改良し，授業実践（大衡中学校２年生）によって実践的な検証を進めることができた．
小学校から中学校につながるロボットを題材としたテーマとして，Raspberry Pi，Arduino（Studuino）のようなプログラムとエネルギー利用を組み合わせた教材の検討w進めた．RaspberryPiについては，無線LANサーバー機能を持たせて基本プログラムを用意する方法で，模型の家を構築・制御するという学習を中学校の導入的な学習として利用できる可能性を示すことができた．Studuinoでは小学生でもプログラミングが可能であり，図画工作的な要素を組み込むことで，創造性の育成を組み込んだ学習へと展開できる可能性が示すことができた．北海道枝幸町において，小学生を対象にして，レゴマインドストームNXTを使った体験授業を実施した．ロボット系の学習教材には，対象者に応じて学習レベルを調整していくことで様々な学習方法がられる．
エネルギー利用については，発電，節電という観点からの教材の可能性について検討を進めた．
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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
小学校の理科教材として，光電池とLEDを組み合わせたランタン，中学校の導入的教材としての乾電池１本で使えるLEDキャップ，コンデンサ自動車の開発・改良を行うことができている．コンデンサ自動車については授業実践（中学校）によって，授業への組み込めることを示すことができた，プログラムと制御を組み合わせた学習方法としても，レゴマインドストームNXTでの小学生対象の実践的な検証を進めることができている．簡単にプログラミングが可能なStuduinoの検討では．各種のセンサーを組み込み，自動的に反応する（光る・動く・音を出す）作品を創ることができる可能を示すことができ，図画工作と連動させることで小学校における創造的な授業実践の可能性を示すことができている．
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| Strategy for Future Research Activity |
小学生から活用できるエネルギー関連教材として，1)光電池とコイン型電池を組み合わせたライト，2)LEDキャップ，3)コンデンサ自動車などの改良を含めた教材開発と改良を進め，授業あるいは，ワークショップでの実践的な検証を図る．
コンピュータ制御学習としては，RaspberryPi,Arduino(Studuino)，レゴマインドストームなど色々な教材の可能性に関する検討を進める．小学校においては図画工作を組み合わせた学習方法の開発と実践的な検証を進める．
エネルギー利用については，発電と節電的な利用方法を組み合わせた学習など，色々な可能性について検討を進める．
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| Causes of Carryover |
年度末に打ち合わせ会議を計画していたが，日程調整がうまくできず，次年度に持ち越したため.
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
初年度末に実施予定の打ち合わせ会議の第2年度の前半に実施する計画の旅費として使用する予定である．
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