Transcript “ぷち発明”をいかした教材としての 燃料電池模型自動車

“ぷち発明”をいかした教材としての
燃料電池模型自動車
エネルギー環境教育研究 VOL.2 No.1
実践報告
川村康文（東京理科大学）
川村研究室 B4 1208002 青柳和宏
１．はじめに
 エネルギー環境教育の授業を行う場合に，実
験が高度で難しいという声が聞かれる．
 理由の1つは，授業担当者が必ずしも理科実験
のエキスパートではない点が挙げられる．
⇨専門外の教師でも手軽にできるよう，実験教
材を整備する必要がある．
 より簡単に行える，児童・生徒に興味・関心を
もって受け入れられる教材を準備する必要があ
る。
 児童・生徒がハンズ・オンで学べるように，安価
である必要がある。
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１．はじめに
本研究では，誰でもが手軽に行える
実験としての燃料電池模型自動車の
提案および，それを教材として用い
ての授業の実践例を提案する。
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２．“ぷち発明”
 科学者や研究者が行う大発明とは異なり，日常
生活の中のたわいもないごく身近な発明をイ
メージすればよい．
 紹介された側もごく自然に受け入れることができ，
また紹介された側が紹介者に発明を改良したも
のを返したり，紹介された側の身近な知人達の
あいだでブームを巻き起こしたりする傾向がある．
⇨実験教材として広まりやすい
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２．“ぷち発明”
 理科：おもしろ実験として“ぷち発明”的なもの
が教材として広がっている．
 エネルギー環境教育：
そのような広まりは見られていない．
教材を探しても豊富でないのが実態．
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３．学習教材としての燃料電池のあり方
 市販されている教材は高価
 演示実験で終わる
 児童・生徒に実感やリアリティをもって学ばれた
か懸念される
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http://www.rika.com/product/prod_detail1.php?catalog_no=B10-2074
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http://www.rika.com/product/prod_detail1.php?catalog_no=S76-3180
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３．学習教材としての燃料電池のあり方
 特に環境技術のようなものは，実際に手にとっ
てその技術を評価することで，どのように改良が
発展するのかが見えてくる．
 学習者にいきなり高度なハイテク技術を教えて
難しいと思わせるのではなく，プリミティブな燃
料電池から学習を始め，環境技術への興味・関
心を高めることが，将来の技術者養成につなが
ると考える．
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４．燃料電池を学習教材として用いた授業
 基本原理として，以下のことが実験で確認でき
るように教材を準備する．
水を電気分解すると酸素と水素が発生する．逆に
酸素と水素が化合すると水が発生し，電気エネル
ギーを取り出せる．
 水の電気分解は電源器ではなく，手回し発電機を
工作させて，自分で作った手回し発電機で行う．
 発電の確認は電子メロディーや発光ダイオードで
行うばかりでなく，電気エネルギーについて児童・
生徒らが自らいろいろ創意・工夫をしながら学べる
ように，模型自動車を動かすことを学習課題として
与える．

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４．燃料電池を学習教材として用いた授業
①燃料電池の制作
論文に細かく書いてあるので省略
・容器：フィルムケース
・電極：竹串をアルミ箔でくるんで蒸し焼きにして作った
竹炭（難しければ４Ｂなどの炭素を多く含んだ
鉛筆の芯）
・電解液：紅茶やコーヒーなどの身近なドリンク
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よくわかる、おもしろ理科実験 p.26
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４．燃料電池を学習教材として用いた授業
②発電確認実験
電子メロディー：燃料電池１個で鳴る
発光ダイオード：１個では光らない
１個では小さな電力しか取り出せない
→学習上のメリットがある
発光ダイオード：２個直列で光る
モーター：直列では回らない→並列も
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４．燃料電池を学習教材として用いた授業
③燃料電池模型自動車の制作
・モーターを模型自動車に搭載する．
・車体の上に燃料電池を設置すると車重が重
くなり走行できなかったので，燃料電池は車
体の上には搭載しない．
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４．燃料電池を学習教材として用いた授業
④燃料電池模型自動車を用いた授業
・中学校や高校で実施
・教員向けセミナーでも実施
・２時間で終えることができた
・物理分野の学習は好まれていない傾向があ
るが，この実験教材を用いてのエネルギー
学習は好評であった．
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５．結論
 理科の実験分野で成功した“ぷち発明”
の方法を用いれば，この分野での実験教
材の開発も難しくないと考える．
 このような教材を用いて，児童・生徒にエ
ネルギー環境教育を指導して頂ける方が
増えることを期待する．
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６．論文から得た知見
 ぷち発明→フィードバック→ブラッシュアップ
 性能の低い教材→工夫
７．将来行いたい授業
 科学技術への興味を高める授業
 生徒に考えさせる授業
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