NHK for Schoolとリンクしたワークシート作り「Cエネルギー変換の技術(電気編)その1」

NHK for Schoolとリンクしたワークシート作り「Cエネルギー変換の技術(電気編)」グループの先生方の作成されたワークシートその1です。ボリュームがあるので②分割になっています。
それぞれの授業に合わせ,自由にご利用ください。

はじめに
投稿者:村瀬吉孝(兵庫県)
使用するコンテンツ:
 1.いろいろな発電
 2.転機をむかえる日本のエネルギー
 3.電気を安定してとどける仕事
 4.発電機と電流と磁界
 5.モーターと電流と磁界
 6.モーターが回るのは?
 7.ドスルコスル どうする?エネルギーのこれから

課題名: 「20年後の電力構成」を提案しよう
課題のねらい:
 従来の発電方式~将来の持続可能な発電方式の技術を知り、発電所~家庭の電気の通り道には、送電や配電などの設備があることを知り、自分たちが電気を使用するまでの仕組みを学ぶ。また、製作実習では、発電機とモーターの関係が双対であることより、モータを製作して発電機の仕組みを学ぶ。発電機が回転することで発電できるが、発電方式の方法によっては、発電機の起動と停止の難易差の違いより、電力供給の変動に瞬時対応できる電力方式に適しているものや常に運転し続ける電力方式が存在する。これより、電力供給の変動に対応できる電力方式の組み合わせを考える。
 従来の発電方式、再生可能エネルギーによる発電方式、研究開発途上の発電方式などを情報検索や比較検討することにより、将来の持続可能な発電方式についてプラス面とマイナス面を考慮したうえで提案させる。この活動を通じて、技術の見方・考え方を醸成して、これから予測できない変動する社会における自律的な人間を育成することを目標とする。
1.生活や社会を支える技術「既存の技術の理解」
いろいろな発電 https://www2.nhk.or.jp/school/movie/clip.cgi?das_id=D0005401591_00000

1.発電には、どのような方式があるのだろうか?
2.発電に使うエネルギー資源には、どのようなものがあるだろうか?
3.発電に使うエネルギー資源は、どのように入手(原産地と輸送手段)しているのだろうか?
4.それぞれの発電方式における、プラス面とマイナス面を考えよう。
5.発電に用いられている科学的な原理・原則(理科、数学、社会より)を見つけてみよう。
【ワークシート1】


2.技術による問題解決「課題の設定」
転機をむかえる日本のエネルギー https://www2.nhk.or.jp/school/movie/clip.cgi?das_id=D0005310442_00000

1.発電に使うエネルギー割合の推移を見て、社会的背景から割合の理由を考えよう。
  (1973年、2010年、2016年の円グラフ)
2.なぜ、再生可能エネルギーが近年において、議論され出したか理由を考えよう。
3.再生可能エネルギーには、どのようなものがあるだろうか?
4.発電に使う再生可能エネルギー資源は、どのように入手しているのだろうか?
5.それぞれの発電方式におけるプラス面とマイナス面を考えよう。
6.発電に用いられている科学的な原理・原則(理科、数学、社会より)を見つけてみよう。
【ワークシート2】


3.技術による問題解決「設計・計画」
電気を安定して届ける仕事 https://www2.nhk.or.jp/school/movie/clip.cgi?das_id=D0005311178_00000
1.発電所から自宅までの「電気の通り道」を調べてみよう。
2.電気の使用量が、年・月・日・時によってなぜ変動するのだろうか?
3.電気の使用量の変動に対して、電力会社では、発電方式をどのように制御しているだろうか?
4.電気を安定して届けるために、どのような仕組みがあるだろうか見つけてみよう。
【ワークシート3】

4.技術による問題解決「課題解決に向けた製作・育成」
1.発電機と電流と磁界 https://www2.nhk.or.jp/school/movie/clip.cgi?das_id=D0005301352_00000

(1)発電機の科学的な原理(理科でも学びます)を理解しよう。
(2)磁石の極性と電流の方向の関係は、どうなっているだろうか?
2.モーターと電流と磁界 https://www2.nhk.or.jp/school/movie/clip.cgi?das_id=D0005301351_00000
(1)モーターの科学的な原理(理科でも学びます)を理解しよう。
(2)発電機とモーターの関係は、どうなっているだろうか?
【ワークシート4】


5.技術による問題解決「成果の評価」
【製作実習】よく回る「クリップモーター」を作ってみよう。
モーターが回るのは? https://www2.nhk.or.jp/school/movie/clip.cgi?das_id=D0005301850_00000

1.クリップモーターは、まわりましたか?
2.クリップモーターでは、整流子の働きをどのように実現していますか?
3.発電機が回れば発電します。発電機を起動する(回す)ための発電方式を振り返りましょう。
【ワークシート5】


6.社会の発展と技術「次の問題解決の視点」
どうする?エネルギーのこれから https://www.nhk.or.jp/sougou/dosurukosuru/?das_id=D0005180373_00000

1.それぞれの立場において「20年後の電力構成」をグラフに書いて、説明してください。
(1)あなたが、消費者の立場なら、どう考えますか?(安い電気を使用)
(2)あなたが、電力会社社長の立場なら、どう考えますか?(適切な利潤を追求)
(3)あなたが、総理大臣の立場なら、どう考えますか?(エネルギー基本計画・エネルギー政策)

2.上記より最適な「20年後の電力構成」をグラフに書いて、説明してください。
(1)トレードオフ(プラス面とマイナス面の比較)を行い、あなたの最適解を導いてください。
(2)そして、持続可能な電力構成とするため、あなたが考える必要な取り組みを書いてください。

【ワークシート6】


 

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