＜全研修を通した趣旨＞
統一テーマ「宇宙と人間」に基づき、宇宙と人間に係る様々なトピックスを観察、実験など具体的な作業をおこなうワークショップ形式で学習することを通して宇宙規模で進展する科学技術と人間のあり方を考察し、宇宙と人間に対する総合的な見方や考え方を養います。
＜対象＞
高等学校１年生 １７名
＜期間＞
平成２２年１０月５日～平成２３年２月２２日
＜区分＞
宇宙ワークショップＡ
授業連携
宇宙と人間
神奈川県・神奈川県立神奈川総合産業高校１年生
- 高等学校
- 高1
- その他
概要
構成表
回 |
実施日 |
時間 |
形式 |
人数 |
授業内容 |
|---|---|---|---|---|---|
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01
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90分
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授業
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17名
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惑星探査
支援：松岡 均 |
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02
|
90分
|
授業
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17名
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課題調べ活動
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03
|
90分
|
授業
|
17名
|
惑星探査
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04
|
11月2日
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90分
|
講義
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17名
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学校行事のためなし
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05
|
90分
|
授業
|
17名
|
宇宙開発の歴史
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06
|
90分
|
授業
|
17名
|
ロケットは何故飛ぶか
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07
|
90分
|
授業
|
17名
|
人口衛星の作り方
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08
|
90分
|
授業
|
17名
|
人口衛星のとばし方（14日の代わり）
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09
|
45分
|
授業
|
17名
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情報のやりとり
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10
|
90分
|
授業
|
17名
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惑星探査機
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11
|
90分
|
授業
|
17名
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発表会
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13
|
45分
|
授業
|
17名
|
発表会
|
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14
|
45分
|
授業
|
17名
|
年間まとめ
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第１回目/全１４回『授業記録シート』
＜今回の授業の指導目標＞
自己紹介および次回と次々回の進め方
太陽系の惑星について（今村剛 講師）
時間配分 |
学習内容 |
◎教師の活動 △生徒の活動 |
指導上の留意事項 |
|---|---|---|---|
導入 (10分) |
私が行っている研究 「地球や惑星の気象学」 ・地球は特別な存在か。 ・惑星ごとに表面の環境が違うのはなぜか。 ・金星探査機「あかつき」に携わっている。 |
◎プロジェクターで写真等の具体をあげて説明 |
|
展開 (60分) |
・地球は特別な惑星。生物がいる。水がある。 ・太陽系には地球型惑星と巨大ガス惑星がある。 ・オリオン座大星雲の原始惑星 ・水の状態図 ・光の波長…赤外線、温室効果、アドベド、大気の成分CO2 ・金星、地球、火星の気象の差はなぜ。 |
◎プロジェクターで写真等の具体をあげて説明 △講義内容を聴きいっている。 |
|
まとめ (20分) |
・次回は調べ学習です。 ・惑星の気候は何で決まるか。「金星、地球、火星の気象の差はなぜ。」 自分で調べて、考えてみましょう。 「地球、火星、金星の平均気温はそれぞれ、15℃、－50℃、470℃この差はなぜ。」 |
△報告書の作成、提出 |
授業の感想・メモ
- あかつきプロジェクトに関わっておられる、現役の教授のお話であり、身近な太陽系の惑星について説明をうけ、生徒もより興味が湧いていた。
第２回目/全１４回『授業記録シート』
＜今回の授業の指導目標＞
課題にたいする調べ学習
時間配分 |
学習内容 |
◎教師の活動 △生徒の活動 |
指導上の留意事項 |
|---|---|---|---|
導入 (10分) |
調べ学習の説明 |
◎生徒のサポート △図書館、インターネット等を活用し、各自で探求活動を行う。 |
|
展開 (70分) |
各自で調べ学習 |
◎生徒のサポート △図書館、インターネット等を活用し、各自で探求活動を行う。 |
|
まとめ (10分) |
調べ学習の整理、まとめ |
△ワークシート提出 |
授業の感想・メモ
- 本時は今村教授の講義はなく、課題に対して、生徒が各自で図書室、インターネット等を利用して回答を作成していた。
第３回目/全１４回『授業記録シート』
＜今回の授業の指導目標＞
課題の解答と金星とあかつきについて（今村剛 講師）
時間配分 |
学習内容 |
◎教師の活動 △生徒の活動 |
指導上の留意事項 |
|---|---|---|---|
導入 (10分) |
前回の復習 調べ学習の感想 |
◎プロジェクターで写真等の具体をあげて説明 |
|
展開 (50分) |
・惑星全体のエネルギー ・地球、火星、金星の気候の差を詳しく説明 ・金星にあった水の行方はどこへ。 ・太陽はなぜ光っているか。 |
◎プロジェクターで写真等の具体をあげて説明 △講義内容を聴きいっている。 |
|
まとめ (30分) |
質問 ・火星、金星に生命がいたら、どんな生命か。 金星の大気の雲が速い速度で動いている。その原因は。 |
△報告書の作成、提出 |
授業の感想・メモ
- 今村教授の講義は本時でおしまい。２回であったが、生徒にとっては有意義な時間であった。
第５回目/全１４回『授業記録シート』
＜今回の授業の指導目標＞
今後６回の授業でどのような内容を行うか説明（井上浩三郎 講師）
時間配分 |
学習内容 |
◎教師の活動 △生徒の活動 |
指導上の留意事項 |
|---|---|---|---|
導入 (10分) |
・自己紹介 ・今後の講義について 第1回日本の宇宙開発創成期 第2回ロケットの大型化 |
◎プロジェクターで説明 |
|
展開 (70分) |
第1回日本の宇宙開発創成期 ●糸川英夫とペンシルロケット ・1955年水平発射 ・国際地球観測年 ・道川から内之浦へ ・カッパーロケットの爆発 第2回ロケットの大型化 ・日本初の人工衛生「おおすみ」 ・ペンシルロケットからミューロケットへ ・世界では1957年ソ連スプートニク1号、1958年米国初の人工衛星、1961年ソ連有人飛行 |
◎プロジェクターで写真等の具体をあげて説明 △講義内容を聴きいっている。 |
|
まとめ (10分) |
・飛行機とロケットの違い ・宇宙開発の立役者 |
△報告書の作成、提出 |
授業の感想・メモ
- 日本のロケット史の早々からの話が聴け、生徒は開発の意義を感じていた。
第６回目/全１４回『授業記録シート』
＜今回の授業の指導目標＞
おおすみを打ち上げるまでのロケットの開発歴史（井上浩三郎 講師）
時間配分 |
学習内容 |
◎教師の活動 △生徒の活動 |
指導上の留意事項 |
|---|---|---|---|
導入 (15分) |
前回、第5回の復習 |
◎プロジェクターで説明 |
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展開 (70分) |
・ロケットの原理 ロケットを安定に飛ばすには １．尾翼安定 ２．スピン安定 ・人工衛星の軌道 日本初の人工衛星｢おおすみ｣ 発射角度 苦闘4年間 L－4S－5で成功 ・テレメータ、レーダトランスポンダ、一次レーダ、二次レーダ ・ロケット打ち上げ実験ビデオ上映 |
◎プロジェクターで写真等の具体をあげて説明 △講義内容を聴きいっている。 |
|
まとめ (5分) |
失敗なしには成功はない。 |
△報告書の作成、提出 |
授業の感想・メモ
- ロケットという題材は生徒にとってとても喜ばしいものであり、科学技術の進展の歴史と共に興味深く聴きいっていた。
第７回目/全１４回『授業記録シート』
＜今回の授業の指導目標＞
人工衛星のつくり方－あるミッションのための科学衛星－(井上浩三郎 講師)
時間配分 |
学習内容 |
◎教師の活動 △生徒の活動 |
指導上の留意事項 |
|---|---|---|---|
導入 (15分) |
●地球を回る科学衛星 ・第一宇宙速度 ●地球以外の天体を探査する科学衛星 ・第二宇宙速度 ・スイングバイ技術 ●太陽電池の使い方の変遷 ・ボディマウント ・ハドル |
◎プロジェクターで説明 |
|
展開 (65分) |
●Μ(ミュー)ロケットと科学衛星の時代 ・固体燃料 ・M-Vロケット(現在開発中) ・全段制御ロケット ●人工衛星 ・衛星と惑星の違い ・軌道 ・円軌道 ・楕円軌道 ・静止軌道 ・極軌道 ●動画(ロケットと人工衛星) ・人工衛星はなぜ、落ちないか ・無重量と無重力は違う ・1996年｢はるか｣はアンテナ研究のミッション ・宇宙空間では太陽光があたる場所と影では200℃の差がある。 |
◎プロジェクターで写真等の具体をあげて説明 △講義内容を聴きいっている。 |
|
まとめ(10分) |
●軌道変更 ・スイングバイ技術 燃料を使わずに遠くまで行く技術 ●衛星ミッションのプロセス 5～8年かかる。計画から打ち上げまで ●なぜ、衛星を上げるのか ・光の窓と電波の窓 |
△報告書の作成、提出 |
授業の感想・メモ
- 人工衛星の打ち上げに関して、計画を聴き、様々な異なる要素があることなどを知った。生徒は興味深くに聴いていた。
第８回目/全１４回『授業記録シート』
＜今回の授業の指導目標＞
内容を変更し、後期の課題発表のために、テーマ「わたしだったら、こんな人工衛星や探査機を打ち上げます！」を遂行しやすくなるよう助言となる学習をする。
時間配分 |
学習内容 |
◎教師の活動 △生徒の活動 |
指導上の留意事項 |
|---|---|---|---|
導入 (10分) |
課題についての説明 「のぞみ」や「あかつき」に関することを学ぶ理由を説明 |
◎本時の概要を説明 △課題の用紙を確認 |
|
展開 (70分) |
１．スイング・バイについて 「のぞみ」の打ち上げから ２．追跡 ロケットの地上からの通信による操作 ３．波長 宇宙を色々な波（光）で見る ４．「あかつき」について |
◎プロジェクターと書画カメラを用いて説明 △ノート作成 |
|
まとめ (10分) |
本字のまとめ ･衛星を作るには ･報告書作成 |
△報告書の作成、提出 |
授業の感想・メモ
- 金星探査機「あかつき」についてのなど、最近の出来事について様々な話を受けて、生徒は現在の科学技術の様子を知り、興味を強めていた。
第９回目/全１４回『授業記録シート』
＜今回の授業の指導目標＞
情報のやりとり～6テーマ～(井上浩三郎 講師)
時間配分 |
学習内容 |
◎教師の活動 △生徒の活動 |
指導上の留意事項 |
|---|---|---|---|
導入 (10分) |
・衛星ミッションのプロセス(約5～8年) ・運用(1～10年) ・ミッションの成果 ・本日は情報について、６テーマ |
◎前回の復習 ◎本時の概要を説明 △課題の用紙を確認 |
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展開 (70分) |
１.情報と情報量 ・情報量とその質 意味ある情報、情報の善し悪し ・情報を得る、伝える、正誤情報の区別 ・アナログとデジタル・通信の優劣 ２.情報は電波に乗せて伝送する。 ・情報伝送 通信の質｢ビット誤り率｣、量｢単位時間のビット数｣、振幅変調 ３.通信という手段に使う。 ・ＰＣＭ変調(パルス符号変調) ・2相ＰＣＭ、電波の種類 ４.通信系の構成 ・アンテナは回路と空間を結ぶもの ５.ハレー彗星ミッション ６.地上局(アンテナ) ・各種アンテナ紹介 |
◎プロジェクターと書画カメラを用いて説明 △ノート作成 |
|
まとめ (10分) |
・通信のしくみ アンテナ、コマンド、テレメトリー、レンジング ・質問 |
授業の感想・メモ
- ｢情報のやりとり｣について様々な種類の方法に関して説明を受けた。概念は何とか食いついていたようであるが、原理に関しては必ずしも理解の範疇ではなさそうであった。
第１０回目/全１４回『授業記録シート』
＜今回の授業の指導目標＞
惑星探査機(井上浩三郎 講師)
時間配分 |
学習内容 |
◎教師の活動 △生徒の活動 |
指導上の留意事項 |
|---|---|---|---|
導入 (10分) |
・情報について 電波に乗せる、変調する(ＰＭＣ変調)、遠距離通信、雑音が入る ・人工衛星と惑星探査機の違い ・惑星探査機｢はやぶさ｣ミッションについて、ビデオ上映 |
◎前回の復習 ◎本時の概要を説明 △課題の用紙を確認 |
|
展開 (75分) |
●情報について ・受信レベルと距離 (距離の2乗に反比例) ・正確な通信 デジタル信号に変換、量子化雑音 ・電波の発信 遠くなると減衰し、雑音が入る。 ●惑星探査機工学実験衛星｢はやぶさ｣ビデオ上映 ・｢はやぶさ｣の目的は小惑星｢いとかわ｣に行き、地球にもどること。 ・2003年5月9日打ち上げ、2005年小惑星に到着、2007年地球帰還予定が2010年になった。 ・イオンエンジン ・光学補正利用の自律軌道衛星 ・スイングバイ ・小惑星｢いとかわ｣は大気、圧力による影響がない。宇宙の始まりの痕跡を残す。 |
◎プロジェクターと書画カメラを用いて説明 ◎ＤＶＤビデオ上映 △ノート作成 |
視覚映像は具体的に理解させる上で非常に効果がある。 |
まとめ (5分) |
・質問 ・報告書作成 ・次回の発表の準備を指示した。 |
△報告書の作成、提出 |
授業の感想・メモ
- 井上先生の最後の講義が終了の後、惑星探査機｢はやぶさ｣ミッションのビデオをダイジェストに見せて、語っていただいた。これまでの講義とも相交じり意味深いものとしてビデオに食いついていた。
第１1回目/全１４回『授業記録シート』
＜今回の授業の指導目標＞
発表会
テーマ「わたしだったら、こんな人工衛星や探査機をつくります。」(井上浩三郎 講師)
１．利用目的(何に利用するか)
２．技術的意義(利用する理由、利用する技術)
３．形状、機能(図で説明がよい)
４．どのような効果があるか
※人工衛星や探査機が実現可能かどうかは問いません。独創的なものを期待します。
時間配分 |
学習内容 |
◎教師の活動 △生徒の活動 |
指導上の留意事項 |
|---|---|---|---|
導入 (5分) |
・発表方法説明 時間5分、質問2分 |
◎本時の概要を説明 △課題の用紙を確認 |
資料、発表内容、発表に対する質問で評価をします。 |
展開 (30分) |
●発表内容 ・GPSを用いた新しい、コミュニケーションサービスを補佐する衛星 ・宇宙のゴミ処理を行う衛星 ・動物に特化して監視する衛星 |
◎発表を聴く ◎発表者に質問と助言をする。 |
質問することが発表者の資質向上に繋がることを理解させる。 |
まとめ (5分) |
●次回の発表について 発表ができなかった者、未完成な者は次回、発表を行うこと。 ・質問されたことを検討し、発表すること。 ・発表内容のレポートを提出すること。 |
△報告書の作成、提出 |
授業の感想・メモ
- 本時に発表の出来なかったもの対しては、次回を指定し、こちらの期日に関しては厳しく指導を行った。
第１３回目/全１４回『授業記録シート』
＜今回の授業の指導目標＞
発表会(45分短縮授業)
テーマ「わたしだったら、こんな人工衛星や探査機をつくります。」(井上浩三郎 講師)
2月1日に続き、発表です。
※前回、欠席した者、中間発表で終了した者が発表します。
時間配分 |
学習内容 |
◎教師の活動 △生徒の活動 |
指導上の留意事項 |
|---|---|---|---|
導入 (5分) |
・発表方法説明 時間3分、質問2分 |
◎本時の概要を説明 △課題の用紙を確認 |
資料、発表内容、発表に対する質問で評価をします。 |
展開 (30分) |
●発表内容 ・人工衛星を使った監視システム ・人工衛星を使った世界の人との交流システム ・遠くまで行けて、かつ高画質な写真を撮ることが出来る探査機 ・探査機で犯罪を抑止 ・地球に似た惑星に本当に住めるか探査する人工衛星 ・携帯電話で操作できる人工衛星 ・月面開発「月小屋」 |
◎発表を聴く ◎発表者に質問と助言をする。 |
質問することが発表者の資質向上に繋がることを理解させる。 |
まとめ (10分) |
井上先生からの講評 |
△報告書の作成、提出 |
授業の感想・メモ
- 今回は多種多様な衛星や探査機、または開発に関する発表があった。一見荒唐無稽に感じるものもあるが、柔軟な発想で、開発技術に関しては二の次で構わない指示をしているので、発想力を優先したものである。
第１４回目/全１４回『授業記録シート』
＜今回の授業の指導目標＞
1年間のまとめ
宇宙の研究に関する質問をクイズ形式で生徒に答えさせる。（本校職員担当）
時間配分 |
学習内容 |
◎教師の活動 △生徒の活動 |
指導上の留意事項 |
|---|---|---|---|
導入 (5分) |
・担当職員の挨拶 ・本時の内容確認 ・ルール説明 |
◎1年間の担当職員からの感想 本時の宇宙に関する設問の回答方法の確認 |
報告書を配布 ○×シートを配布 |
展開 (30分) |
･宇宙に関する設問をクイズ形式で回答 例題 日本初の人工衛星「おおすみ」。まだ地球のまわりを回っている。･･･× ・昭和45（1970）年2月11日に打ち上げられた「おおすみ」は日本初の人工衛星として軌道に乗ったのち、種々のデータを送ってきました。しかしわずか15時間ほどで寿命がつきてしまいました。「おおすみ」はその後も地球を回り続け、33年後の平成13（2003）年8月2日、アフリカ上空で大気圏に突入し燃えつきました。 |
△生徒は○×シートを用いて全員が回答する。 ◎回答を教えるとともに、必ず詳細な解説を行う。 正解の者を立たせておきチャンピオンを決める。 |
|
まとめ (10分) |
・報告書作成 |
△報告書の作成、提出 |
授業の感想・メモ
- 本時が今年度最後の授業であったがいろいろな先生方の講義も印象深いところはそれぞれ生徒の記憶に残り、宇宙に関する設問クイズに全員が参加できるようなレベルになっていた。生徒は設問に生き生きと答えていた。
神奈川県・神奈川県立神奈川総合産業高校（２）１年生
