教育活動・社会活動  EDUCATIONAL and REGIONAL ACTIVITIES

 重松研究室で研究し、公開したカリキュラム、実践のための基礎研究、開発教材を掲載します。[論文]はリンク先(YUNOCA: 山口大学学術機関リポジトリ)の表上部「フルテキストURL」に記載されているPDFファイルをクリックすることによりダウンロードが可能です。

カリキュラム開発・実践のための基礎研究

■ 電気・電流

タイトル

電池の内部抵抗の影響

小中学校理科、高等学校物理 「電池の内部抵抗」の取り扱い
 学習指導要領改訂により、新しく「電気による発熱」の内容を小学校6年生で学習します。太い発熱線の方が発熱量が大きいはずですが、細い発熱線の方が早く発泡スチロールを溶かすという報告が教育現場から多数報告されています。その謎を簡単なオームの法則を活用して数式的に説明しています。

1.「小中学校理科・高等学校物理における「電池の内部抵抗」の取り扱いI -並列に接続した豆電球の明るさはどうなるのか-」 山口大学教育学部附属教育実践総合センター研究紀要 第42号 (2016) 79-88. [論文]
2.「小中学校理科・高等学校物理における「電池の内部抵抗」の取り扱いII -並列に接続した豆電球の明るさはどうなるのか-」山口大学教育学部研究論叢 第66号 第3部 (2016) 149-160. [論文]
3.「小中学校理科・高等学校物理における「電池の内部抵抗」の取り扱いⅢ -並列に接続した豆電球型LEDの明るさはどうなるのか、並列に接続した電池につながれた電球の明るさ・モーターのまわり方はどうなるのか-」 山口大学教育学部附属教育実践総合センター研究紀要 第44号 (2017) 113-122. [論文]
4.「小中学校理科・高等学校物理における「電池の内部抵抗」の取り扱い Ⅳ -並列に接続した電池につながれた豆電球の明るさはどうなるか-」 山口大学教育学部研究論叢 第69号 (2020) 203-212. [論文]
5. 「小中学校理科・高等学校物理における「電池の内部抵抗」の取り扱いⅤ -並列に接続した電池につながれたモーターの回転はどうなるか-」山口大学教育学部研究論叢 第70号 (2020)  印刷中 (Vで完結です)

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タイトル

電気による発熱実験の検証

小学校第6学年『電気の利用』-「電気による発熱」
 学習指導要領改訂により、新しく「電気による発熱」の内容を小学校6年生で学習します。太い発熱線の方が発熱量が大きいはずですが、細い発熱線の方が早く発泡スチロールを溶かすという報告が教育現場から多数報告されています。その謎を簡単なオームの法則を活用して数式的に説明しています。

1.「小中学校理科「電気による発熱」に関する基礎研究 -定量的理解度向上のための数式の活用-」 山口大学教育学部研究論叢 第61号 (2011) 181-194. [論文]
2. 「小中学校理科「電気による発熱」に関する基礎研究Ⅱ ―細い電熱線の方が早く発泡ポリスチレンを溶かす謎の検証―」山口大学教育学部附属教育実践総合センター研究紀要 第34号 (2012) 37-46. [論文]

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タイトル

洗濯板モデル(Washboard model)

中学校理科第2学年『電流』-「電流・電圧と抵抗」 他
 中学校理科で活用されている電流の流れや抵抗の様子を表す『パチンコ台モデル』に変わる『洗濯板モデル(washboard model)』に関する提案を行ないました。オームの法則に則した抵抗(発熱体)の直径、長さ、抵抗率も考慮したモデルです。

1. 「金属導体中の電子の運動とオームの法則 -中学校理科「電流、電圧と抵抗」における洗濯板モデル(washboard model)の提案-」山口大学教育学部研究論叢 第61号 (2011) 195-206. [論文]
2.「中学校理科「電流・電圧と抵抗」における洗濯板モデル(washboard model)の半定量的考察」 山口大学教育学部附属教育実践総合センター研究紀要 第35号 (2013)  59-69. [論文]
3. 「中学校理科「電流・電圧と抵抗」における洗濯板モデル(washboard model)を活用した授業実践」 学部・附属教育実践研究紀要 第11号 (2012) 13-24.

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タイトル

銅線の電気抵抗の温度変化

中学校理科 発展的学習、高校物理 『電気抵抗』 
 中学校理科における発展的な学習の1つとして「銅線の電気抵抗の温度変化」に着目し、ここに隠された基礎科学を掘り起こし、中学校理科教員として理解して欲しい内容に関する定量的な考察を行った。またこの内容は、近年注目されているエネルギー・環境教育へとつながるものであり、その中でも多くの場合で採用されている『節電・エコ』という視点ではなく、『基礎科学・省エネ技術』を考慮した教育指導への発展が期待されるものでもある。

1.「銅線の電気抵抗の温度変化  -中学校理科における発展学習に向けた定量的考察-」山口大学教育学部附属教育実践総合センター研究紀要 第32号 (2011) 17-26. [論文]

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■ 放射線
タイトル

放射線

中学校理科第3学年『エネルギー』-「放射線」
 多くの教育現場で活用されている簡易放射線測定器「はかるくん」における空間測定分布や測定回数に関する評価等、既に報告・公開されている教員向けの指導書には書かれていない部分を実験や計測により系統的に評価するなど色々な角度から検討しており、実践に向けた基礎知識として活用できる内容となっています。

1.「中学校理科「放射線」に関する学習・指導のための基礎研究Ⅰ -簡易放射線測定器「はかるくん」の特性及び測定方法-」 山口大学教育学部附属教育実践総合センター研究紀要 第33号 (2012) 113-123. [論文]
2. 「中学校理科「放射線」に関する学習・指導のための基礎研究Ⅱ -簡易放射線測定器「はかるくん」を活用した測定例-」 山口大学教育学部附属教育実践総合センター研究紀要 第33号 (2012) 125-134. [論文]
3. 「中学校理科「放射線」に関する学習・指導のための基礎研究Ⅲ -教育現場における自然放射線測定-」山口大学教育学部附属教育実践総合センター研究紀要 第34号(2012) 47-56. [論文]
4. 「中学校理科「放射線」の授業実践 ―可視光線との比較によるイメージ化の促進―」山口大学教育学部 学部・附属教育実践研究紀要 第12号 (2013) 1-12.


教材開発

■ 偏光
タイトル

偏光・偏光板の特性を理解するための実験教材

高校物理 『偏光』 
 偏光及び偏光板の特性を理解するための教材を作製しました。偏光板を3枚重ね場合の光の透過度を定量的に評価することができ、偏光の原理を正しく理解することが可能です。以下の論文においては大学生が偏光・偏光板をどう理解しているのか(理解していないのか)、教材の有効性等を紹介しています。

1. 「高等学校物理における「偏光」の取り扱いⅠ ~大学生は偏光及び偏光板についてどのような理解をしているか~」山口大学教育学部附属教育実践総合センター研究紀要 第50号 (2020) 印刷中
2. 「高等学校物理における「偏光」の取り扱いⅡ ~偏光板のしくみと透過光の特性を理解するための教材開発とその活用実践~」山口大学教育学部附属教育実践総合センター研究紀要 第50号 (2020) 印刷中

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■ 電気の利用、エネルギー、発電
タイトル

電灯すら使用を必要としない完全
全天候対応の光電池学習キット
[動画]]

小学校第4学年『電気の働き』-「光電池の働き」
小学校第6学年『電気の利用』-「発電・蓄電」 他

 電灯すら使用を必要としない完全全天候対応の光電池学習キットです。小学校第4学年において、太陽光または電灯(個別の電気スタンド)を用いて光電池を用いた発電を学習します。電灯を用いることにより屋内における天候に左右されない実験が可能であるが、その準備は手間です(そのためだけの複数台の電灯の購入・管理が必要となる)。そこで、個別電灯の使用すら必要としない、教室の天井にある蛍光灯で十分発電、学習できる完全全天候型の光電池学習キットの製作を試みました。得られる物理量を定量的に(電流計、電圧計)、かつ定性的にLEDの照度、電子メロディの音量の大きさと音色などの評価・体感できる構成となっています。つまり、定性と定量両面での学習が可能です。

タイトル

さまざまな方法での発電

中学校理科第2学年『電流と磁界』-「電磁誘導と発電」
高等学校物理  他

 電磁誘導を始め、熱電対によるゼーベック効果、ペルチェ素子によるゼーベック効果、圧電効果などの物理現象を活用した発電方法の理解するための教材です。ちなみにゼーベック効果とは物体の温度差が電位差(起電力)に直接変換される現象であり、ペルチェ効果とは逆に電位差から温度差を作り出す現象です。ペルチェ素子は本来、電気を流すことにより温度差を生じさせ、冷却面を活用して小型冷蔵庫やCPUクーラーとして活用されるケースが多いですが、可逆現象としてゼーベック効果も観測可能です。熱電対によるゼーベック効果、ペルチェ素子によるゼーベック効果共に温度差から電気を作り出す環境にやさしいクリーンエネルギーです。また、圧電効果も圧力を用いて電気を作り出すことが可能なクリーンエネルギーであり、人の歩行により電気を作り出す床発電システムなどが開発され、人通りの多い駅内やサッカースタジアムなど、既に実用化もしくは実用化に向けた研究がなされています。

  

1. 「エネルギー・環境をテーマとした教材開発、研修及び実践Ⅱ - 山口エネルギー環境教育研究会における学生指導と実践の記録 -」山口大学教育学部附属教育実践総合センター研究紀要 第44号 (2017) 123-131. [論文]

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タイトル

コンデンカー
(コンデンサーミニ四駆)[動画]

小学校第6学年『電気の利用』-「発電・蓄電」
中学校理科第3学年『エネルギー』-「さまざまなエネルギーとその変換」 他

 市販電池ではなく、コンデンサーに貯めた電気によって走るミニ四駆です。教育現場には必ずある(はず)手回し発電機を用いて蓄電を行います。コンデンサーと充電池の放電の違いを示すために蓄電池で走るミニ四駆も製作しました。「エネルギー生成・変換・備蓄」をテーマとした教材です。

タイトル

手力(てぢから)ためる君
[動画]]

小学校第6学年『電気の利用』-「発電・蓄電」
中学校理科第3学年『エネルギー』-「さまざまなエネルギーとその変換」 他

 手回し発電機を用いて発電した電気を充電池に蓄える教材です。コンデンサーと異なり、蓄電した充電池をおもちゃや電気機器に自由に活用することが可能です。「エネルギー生成・変換・備蓄」をテーマとした教材です。

 1. 「エネルギー生成・変換・備蓄をテーマとした教材開発及び実践 ~充電池とコンデンサーの活用:手力ためる君とコンデンカー~」島根大学教育学部研究紀要 第44巻 (2010) 29-34. [論文]

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タイトル

コンデン池

小学校第6学年『電気の利用』-「発電・蓄電」
中学校理科第3学年『エネルギー』-「さまざまなエネルギーとその変換」 他

 市販の電池スペーサーの中にコンデンサーを入れた電池感覚でコンデンサーに蓄電できる教材です。ワイルドミニ四駆のように低速ギアが組み込まれている自動車模型での活用ができます。さらに、手力ためる君を活用して充電池の代わりにコンデン池を用いることもできます。

 1. 「エネルギー変換の定量的理解に関する研究 - 中学校理科におけるコンデンサーを用いた授業のデザイン -」山口大学教育学部附属教育実践総合センター研究紀要 第31号 (2011) 59-70. [論文]

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タイトル

山大ラッコ

小学校第6学年『電気の利用』-「発電・蓄電」
高校物理 『コンデンサー』 他

 「山口大学・ラミネート平行板コンデンサ」:(”ラ”と2つ(two)の”コ”を選び出してラッコと命名)
平成23年度より全面実施された新学習指導要領に従い追加された小学校6年生の理科「電気の利用」分野で活用できる教材です。平行板コンデンサの製作に関しては多くの教員等によって既に製作・公開されています。しかし、複雑な作業を伴い小学生には不向きです。そこで、ラミネートすることによって、「早い(製作時間)、安い(教材費)、わかりやすい(原理)」という小学生に理解しやすい教材を作成することができました。

1. 「小学校第6学年理科 単元「電気の利用」で用いる教材開発のための基礎研究 -手作り平行板コンデンサの製作及び性能評価-」 山口大学教育学部附属教育実践総合センター研究紀要 第32号 (2011) 27-36. [論文]


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