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【研究目的】
高校生を指導する教員は、自身が体験したことや既得の情報を伝え指導するばかりでなく、その課題に関連した科学的理論を学習・研究して指導することが必須であり、それは教員自身が実物や本物に触れて研究を行い生徒に還元するという、継続した学習と科学教育指導の実践を促すと考えられる。このことは、これからの知識基盤社会に求められる「創造性・独創性」をもった学徒の育成とそれを指導する教師の育成という効果を社会にもたらすと確信している。本課題は、こうした高校生・高校教師・社会とのつながりを、興味深い技術の主題を掘り起こし、研究教育の実践を通して、社会に見えるカタチに成し遂げるという、生徒-教師の連携の教育を実践することを目的としている。
【研究方法】
19世紀中頃、イギリスのイザムバード・キングダム・ブルネル(1806～1859)が、研究・開発・走行運転を進めた大気圧鉄道を、掘り起こしの主題として選定し調査研究を行う。大気圧鉄道は気圧の差を推進力とした鉄道であり、ここから、ブルネルの設計思想と力学的判断、そして推進機構の設計技術の判断を汲みとることができる。高校生の指導においては、こうした創造の概念を伝え、ものづくりにおける技術の選択と科学的判断の過程を重視し、その背景に潜む力学的原理と法則を用いて測定し、その結果を検討考察し、わかりやすく図表で表現し、基本式で説明し、プレゼンし、社会にその成果と意義を伝える。具体的に、以下の項目について取り組んでいく。(1)圧力差の大きさと車両の走行速度の関係表示。(2)車両の加速と減速のコントロール。(3)大気圧鉄道の利用提案。(4)結果のとりまとめとプレゼンテーション。
【研究成果】
空気の漏れの無いモデルを作成し、車両を制御することができた。気圧差と推進力の関係を理論的に導くことができた。生徒、教員とも様々な発表会で発表したことで、理解が深まり、プレゼンテーション能力が向上した。
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