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再生エネルギー・環境問題の理解を支援する海流発電装置及びカリキュラムの開発と評価

研究課題

研究課題/領域番号 22K02940
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分09080:科学教育関連
研究機関埼玉大学

研究代表者

山本 利一  埼玉大学, 教育学部, 教授 (80334142)

研究分担者 荻窪 光慈  埼玉大学, 教育学部, 准教授 (00431726)
森山 潤  兵庫教育大学, 学校教育研究科, 教授 (40303482)
研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2024年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード海流発電 / 再生可能エネルギー / 中学校技術・家庭科 / 技術分野 / 授業実践 / 海洋エネルギー / 技術教育 / エネルギー教育
研究開始時の研究の概要

本研究は,近年,緊迫しつつある日本・世界のエネルギー情勢や環境問題を題材に,発達段階に応じた理解を促しながら,科学的に思考・判断し,それらを評価・活用する力を育成する教育プログラムを開発することを目的とする。
本研究では,資源の少ない我が国が世界第6位の排他的経済水域を有する海洋エネルギーに着眼し,日本沿岸を流れる世界的にも有数の強い海流"黒潮" を利用した海流発電を通して,再生可能エネルギーの導入の必要性や技術的課題などを,発達段階に応じて科学的に認識させ,技術を適切に評価・活用する能力を身につけさせることを目指す。

研究実績の概要

本研究は,近年,緊迫しつつある日本・世界のエネルギー情勢や環境問題を題材に,発達段階に応じた理解を促しながら,科学的に思考・判断し,それらを評価・活用する力を育成する教育プログラムを開発することを目的とする。
これらを具現化するために,我が国において大きな役割を果たすことが求められている再生可能エネルギー技術の現状と課題を,体験的に学習する装置(教材・教具)を開発すると共に指導方法を検討し,SDGsの観点のもと積極的に持続可能な社会を構築しようとする児童・生徒の育成を目指す。本研究では,資源の少ない我が国が世界第6位の排他的経済水域を有する海洋エネルギーに着眼し,日本沿岸を流れる世界的にも有数の強い海流"黒潮" を利用した海流発電を通して,再生可能エネルギーの導入の必要性や技術的課題などを,発達段階に応じて科学的に認識させ,技術を適切に評価・活用する能力を身につけさせることを目指している。
2023年度の実績は,海流発電(再生可能エネルギー)の最新技術を体験的に学習する実験装置(教材・教具)を活用して,公立中学校複数校(埼玉大学教育学部附属中学校,埼玉県立伊奈学園中学校,他),公立高等学校1校での授業実践を進めることができた。これらの実践研究を通して,装置,カリキュラムの検証を行い,論文投稿を行い,採択できたことが,大変意義深いと考察する。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

所期の目的であった 海流発電(再生可能エネルギー)の最新技術を体験的に学習する実験装置(教材・教具)を活用した授業実践を,高等学校,中学校で実施することができた。
また,それらの研究成果を,日本産業技術教育学会,日本工業技術教育学会などで,提案することができた。更にそれらが,ジャーナルとして学会誌に掲載された。これらがその評価の理由である。

今後の研究の推進方策

2024年度は,これまでの成果をブラッシュアップし,発達段階に応じたカリキュラムのモデル化を行い,都道府県の教員研究等で活用したい。それらの成果を専門の学会,国際会議で提案したいと考えている。
また,海流発電の応用とされている,潮流発電など再生可能エネルギーを更に多面的に学習する装置や,カリキュラムを構想したい。それらを元に,次期の科研費獲得の準備をしたい。

報告書

(2件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Lesson Practice on Design of Turbine for Ocean Current Power Generation Using Simple 3DCAD2024

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto; Kazuhiro Sumi; Yudai Morita; Norino Takezawa
    • 雑誌名

      Proceeding of 2023 9th International Conference on Education and Technology (ICET)

      巻: 9 ページ: 65-70

    • DOI

      10.1109/icet59790.2023.10435199

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 海流発電実験装置の開発と将来のエネルギーを考察する授業実践2023

    • 著者名/発表者名
      山本利一・関綸太郎・森山 潤:
    • 雑誌名

      日本産業技術教育学会誌

      巻: 65,3 ページ: 215-225

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 海流発電用タービンの設計を題材としたCAD学習の提案2023

    • 著者名/発表者名
      山本利一・川田有輝・工藤雄司・角和博
    • 雑誌名

      日本工業技術教育学会誌

      巻: 28 ページ: 1-10

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] これからの日本のエネルギー政策を考察する指導過程の提案-カーボンニュートラルと新しい発電技術に焦点を当てて2023

    • 著者名/発表者名
      関綸太郎・山本利一
    • 学会等名
      日本産業技術教育学会第35回関東支部大会(埼玉)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Lesson Practice on Design of Turbine for Ocean Current Power Generation Using Simple 3DCAD2023

    • 著者名/発表者名
      Toshikazu Yamamoto,Kazuhiro Sumi,Yudai Morita and Norino Takezawa
    • 学会等名
      2023 9th International Conference on Education and Technology (ICET)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] カーボンニュートラルを実現するための海洋エネルギー発電の比較に関する指導内容の検討2023

    • 著者名/発表者名
      関綸太郞・山本利一
    • 学会等名
      日本産業技術教育学会第66回全国大会(鹿児島)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 日本のエネルギー政策に関する高校に対する意識調査と課題の整理2023

    • 著者名/発表者名
      山本利一・関綸太郎・大田浩郎・田口浩継
    • 学会等名
      日本産業技術教育学会第66回全国大会(鹿児島)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] エネルギーの将来展望を考察する題材としての海流発電装置の開発2022

    • 著者名/発表者名
      山本利一・関綸太郞
    • 学会等名
      日本産業技術教育学会第 65回全国大会(広島)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 学習教材としての海流発電装置の開発2022

    • 著者名/発表者名
      山本利一
    • 学会等名
      日本機械学会2022年度年次大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 海洋エネルギーを題材としたエネルギー変換の技術の指導過程の提案2022

    • 著者名/発表者名
      関綸太郎・山本利一・渡邉晶・田口浩継
    • 学会等名
      日本産業技術教育学会第34回関東支部大会(山梨)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [産業財産権] 海流発電実験装置2022

    • 発明者名
      山本利一
    • 権利者名
      山本利一
    • 産業財産権種類
      実用新案
    • 出願年月日
      2022
    • 取得年月日
      2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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