Introduction of the Engineering Design Process in the Class of Electrical Resistance
Year: 2025
Type: article
Abstract: STEM/STEAM教育は世界的な広がりを見せており，理科におけるエンジニアリングの導入が進められている。そこで，中学校理科「電流とその利用」単元において，エンジニアリングデザインプロセスを導入した電気抵抗の授業を実践し，その学習効果を解析した。理科にエンジニアリングデザインプロセスを組み込むことで，ものづくりの試行錯誤や最適化を体験させることが可能となる。教科書（有馬ら，2018）の流れに沿って電流と電圧の関係（オームの法則）を学習し，合成抵抗や物質による抵抗の違いを学ぶ前に抵抗器をデザインする活動を組み込んだ。導電シート（大久保ら，2023）を活用することで，抵抗器のエンジニアリングデザインによってLEDの明るさを調節できる教材を開発した。米国NGSS準拠の科学教科書「Elevate Science」の分析結果（太田・内ノ倉，2019）を参照して，エンジニアリングデザインプロセスを導入した授業を計画した。公立中学校において実践した結果，生徒は学んだ抵抗の知識を活用して創造的な活動を行い，多様な抵抗器をデザインすることができた。事前および事後における質問紙調査の結果から，電気回路に関する既習事項の理解が促進されたことや，学習内容に対する重要性および有用性の認識が高まったことが確認された。
DOI: 10.11639/sjst.24056
Institutions: Ishinomaki Senshu University, Aichi University of Education
Language: English
Subfield: Education
Field: Social Sciences
Domain: Social Sciences
Open Access status: diamond
OpenAlex ID: W4408978488