| 研究課題/領域番号 |
17K01062
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
科学教育
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| 研究機関 | 大分工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
二宮 純子 大分工業高等専門学校, 一般科理系, 准教授 (60632726)
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| 研究分担者 |
上野 崇寿 大分工業高等専門学校, 電気電子工学科, 准教授 (30508867)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | 電子レンジ / 干渉色 / 実験教材 / 金属融解 / 教材化 / 合金 / 光の干渉 / 教材 / 酸化皮膜 / 光の干渉色 / 酸化被膜 / 金属の加熱融解 |
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| 研究成果の概要 |
金属の加熱融解実験における電子レンジの機種、出力と加熱時間について最適条件を検討した。熱衝撃によるるつぼの破損を防止するため、耐火コンクリート製の衝撃緩和装置を作製し、安全性を高めた。SEMの測定結果から、金属酸化皮膜の膜厚と干渉色の相関関係を示すスペクトラムシミュレータを作製し、観察した金属酸化皮膜の干渉色から屈折率を求めることができた。コロナ禍の影響を受け、授業実践を行うことはできなかったが、考案した教材実験は高専のクラブ活動の探究実験として実施した。また、オープンキャンパスで近隣の小中学生を対象に演示実験を行い、日常生活に関連付け、光の性質について理解を深める実験として紹介した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
現代の生活で電子レンジは食品の加熱や調理に利用される身近な家電製品であり、金属の加熱融解実験は子どもに驚きと科学に興味関心を高める実験として有効であるが、学校現場への普及には至らなかった。その原因として、1000℃以上に昇温した実験装置を電子レンジ庫内から取り出す際の安全性の課題があった。安全面を強化するため、耐火コンクリートを用いた熱衝撃緩和装置の軽量化と実験器具の操作方法の確立に取り組んだ。金属の酸化皮膜形成による光の干渉の観察・実験は、光の性質に関する基本的な概念や法則を系統的に理解させるとともに、日常生活と関連付けて考察できる実験教材として有用であることが示唆された。
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