授業連携

夢は大空へ、そして宇宙へ!-航空宇宙工学を学ぼう!-

埼玉県・埼玉県立伊奈学園中学校

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概要

<全授業を通した指導目標>

最先端技術の講義や研究施設での体験、研究者・技術者との交流、それに基づくものづくりの実習等を通して研究技術開発の意義・必要性を認識し、知的好奇心を育てるとともに、将来研究者や技術者として成長するための基礎となる科学的思考力・表現力を身に付けさせる。

<対象>

中学3年生 30名

<期間>

平成24年4月~平成25年2月5日

<区分>

SPP(サイエンス・パートナーシップ・プロジェクト)

構成表

実施日
時間
形式
人数
授業内容
01
4月、5月
200分
授業
30名
宇宙開発、航空宇宙工学についての調べ学習
02
100分
講義
30名
航空宇宙工学、宇宙開発、はやぶさの開発についての講義
講師:清水 幸夫先生
(JAXA 宇宙科学研究所 安全・品質保証室)
03
5月、6月
600分
授業
30名
飛翔体、飛行機についての製作と研究
・紙飛行機 ・スチロール凧 ・飛ぶたね
・翼の揚力と形状 ・模型グライダー
04
7月21日
240分
講義
30名
・航空工学についての講義
講師:内山 賢治先生
(日本大学 理工学部)
見学
・風洞実験施設等の見学
・日本大学理工学部航空宇宙工学科研究室の訪問
05
110分
見学
30名
・JAXA調布航空宇宙センターの展示
・風洞実験施設等の見学
・広報担当及び施設職員による説明
06
8月28日
180分
見学
実習
30名
・所沢航空発祥記念館での飛行機(実機)の見学
・模型飛行機の製作実習
講師:所沢航空発祥記念館職員
07
9月
250分
授業
30名
・オリジナル自作飛行機の製作
・飛行機の試作とデータ収集
08
10月5日
100分
実習
講義
30名
・オリジナル自作飛行機の飛行試験
・飛行試験の指導講評
講師:大竹 智久先生
(日本大学 理工学部)
09
10月
200分
授業
30名
・飛行機についての学習のまとめ
・中間発表会
10
240分
講義
30名
・ロケットの原理、ロケット製作のポイントについての講義
・研究・実験施設等の見学
・ペットボトルロケット、火薬ロケットの試射
講師:竹前 俊昭先生
(JAXA 宇宙科学研究所 宇宙飛翔工学研究系)
11
11月
250分
授業
30名
・アルコールロケット等による実験等
・ペットボトルロケットの製作と発射実験
12
100分
実習
講義
30名
・ロケットの打ち上げ試験
・打ち上げ試験の指導講評
講師:竹前 俊昭先生
(JAXA 宇宙科学研究所 宇宙飛翔工学研究系)
13
1月
250分
授業
30名
・ロケットについての学習のまとめ
・学習成果発表会の準備
14
100分
発表会
30名
・学習成果発表会
・発表の指導講評
講師:竹前 俊昭先生
(JAXA 宇宙科学研究所 宇宙飛翔工学研究系)

第1回目/全14回『授業記録シート』

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
(3分)
開会行事
 開会の言葉
 諸注意
◎講義の聴き方について諸注意を与える。
△これからの学習課題について意識する。
・学習課題を意識させる
展開
(94分)
講義
「航空宇宙工学・宇宙開発(はやぶさ)」について
 講師  宇宙科学研究所
      清水幸夫 先生
◎講義を聴き、航空宇宙工学の概要について理解する。
◎はやぶさのプロジェクトをはじめとする宇宙開発の取組とその過程、成果について学ぶ。
△生徒とともに講義を聴き、学習課題について理解を深めるとともに、今後の指導について生かすようにする。
・意欲的に講義を聴き、疑問点があれば積極的に質問させる。
まとめ
(3分)
閉会行事
 生徒感想発表
 お礼の言葉
 閉会の言葉
◎きちんと感想と謝辞を述べる。
△今後の学習の見通しを持たせる。
・学習できたことに対して感謝の気持ちを持たせる。

授業の感想・メモ

  • 航空宇宙工学全般にわたる内容について、様々な事例を挙げて説明いただき、今後の学習の見通しを持つことができた。また、はやぶさの開発に関わった方から直接、開発から地球への帰還までの苦労などを聞くことができ、プロジェクトを成功させるためには、あきらめずに努力し続けることが大切であることを学ぶことができた。

第5回目/全14回『授業記録シート』

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
ガイダンス
(15分)
JAXAの活動及び調布航空宇宙センターの概要についてのガイダンス
◎見学にあたっての諸注意を与える。
△JAXAの活動及び調布航空宇宙センターの研究内容について知る。
・積極的に内容を理解させるようにする。
見学
(94分)
・超音速飛行機開発についての説明を聞く。
・YS11など展示施設の見学をする。
・次世代スペースプレーンのシュミレーション体験をする。
・はやぶさのカプセルの実験にも使われた極超音速風洞機を見学する。
◎超音速飛行機の開発についての理解を深める。
◎各種展示物の見学や体験を通して最先端の飛行機開発研究について理解する。
△生徒とともに見学をし、学習課題について理解を深めるとともに、今後の指導について生かすようにする。
・意欲的に見学を行い、疑問点があれば積極的に質問させる。
まとめ
(3分)
・見学の感想とお礼の言葉
・今後の活動についてのガイダンス
◎きちんと感想と謝辞を述べる。
△今後の学習の見通しを持たせる。
・学習できたことに対して感謝の気持ちを持たせる。

授業の感想・メモ

  • 航空機開発に関する最先端の研究の状況について、様々な展示や施設の見学・体験をすることができ、より身近なものとして最先端の研究を感じ取ることができた。これによって、今後の実習や学校での学習に方向性や見通しを持つことができた。

第10回目/全14回『授業記録シート』

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
講義
(60分)
講義 「ロケットの研究と開発」
講師 宇宙科学研究所
    竹前俊昭 先生
  ロケットの開発の歴史や種類、ロケットの飛ぶ理論について学ぶ。
◎見学にあたっての諸注意を与える。
△ロケットの開発の歴史や現状、ロケットの様々な理論について学び、理解を深める。
・積極的に内容を理解させるようにする。
見学
(120分)
施設見学
研究所内の施設や展示物の見学
・小惑星探査機はやぶさの実物大の模型
・はやぶさが打ち上げられたときに使われたM-Vロケットの実機模型
・構造機能試験棟
 講師 宇宙科学研究所
    竹前俊昭 先生 
◎はやぶさの構造や小惑星イトカワの表面標本の採取がどのように行われたかについて詳しい説明を聞き、理解する。
◎ロケットの仕組みや機種による違いなどの説明を聞く。また構造機能試験棟にて観測ロケットについて様々な実験がなされていることを教えていただく。
△生徒とともに見学をし、学習課題について理解を深めるとともに、今後の指導について生かすようにする。
・意欲的に見学を行い、疑問点があれば積極的に質問させる。
見学及び実習
(60分)
・水ロケットと火薬ロケットの実射実験を見学
・見学の感想とお礼の言葉
・今後の活動についてのガイダンス
◎中庭で水ロケットと火薬ロケットの実射実験を見学。
◎水ロケットについて数名の生徒が実験を行う。また、竹前先生より水ロケットを打ち上げる際の注意点や、対照実験を行うことの重要性などのアドバイスをもらう。
◎きちんと感想と謝辞を述べる。
△今後の学習の見通しを持たせる。
・アドバイスを守って、安全に実習させる。
・学習できたことに対して感謝の気持ちを持たせる。

授業の感想・メモ

  • ロケット開発に関する最先端の研究の状況について、様々な展示や施設の見学・体験をすることができ、より身近なものとして最先端の研究を感じ取ることができた。これによって、今後の実習や学校での学習に方向性や見通しを持つことができた。

第12回目/全14回『授業記録シート』

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
実習
(50分)
・自作ペットボトルロケットについてのプレゼンテーション
・自作ペットボトルロケットの打ち上げ試験
◎プレゼンテーション及び打ち上げにあたっての諸注意を与える。
△これまでの学習成果を発表するとともに、自分の考えた条件で発射させる。
・安全に十分注意して取り組ませる。
指導講評
及び講義
(50分)
・各自が製作したペットボトルロケット及び打ち上げ試験の結果についての指導講評
・ロケットの打ち上げについての講義
 講師 宇宙科学研究所
    竹前俊昭 先生 
◎各自がペットボトルロケットの製作や打ち上げの仕方、条件について工夫した点についてわかりやすくプレゼンし、伝え合う。
◎自分なりに目標距離に飛ばせるように条件を工夫してロケットを発射する。
△生徒の実習を必要に応じて補助するとともに、今後の指導について生かすようにする。
・意欲的に情報交換を行なわせ、疑問点があれば積極的に質問させる。
・打ち上げした条件とロケットの飛び方についてできるだけ詳しく観察・記録させる。

授業の感想・メモ

  • ロケット開発に関する研究の状況や様々な展示や施設の見学・体験から学んできたことを生かして、実際にペットボトルロケットを各自が製作し、条件を検討して打ち上げ試験に臨んだが、ロケットを目的の場所に向かって飛ばすためにはどうしたらよいのか考えることができた。また、実習から新たな各自の研究課題を見出すよい機会となった。

第14回目/全14回『授業記録シート』

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
(3分)
開会行事
 開会の言葉
 諸注意
◎発表会の進め方について諸注意を与える。
△各班の発表の準備をする。
・学習課題を意識させる
展開
(94分)
・生徒による学習成果発表会

・講師による指導講評及び講演
「航空宇宙工学の研究とまとめの仕方、はやぶさ2の開発について」
 講師  宇宙科学研究所
      竹前 俊昭 先生
◎各班で研究を進めてきた成果について発表し、その成果についての情報交換を行なう。
◎研究の進め方やまとめかたについて学ぶ。
◎はやぶさ2のプロジェクトをはじめとする今後の宇宙開発の取組について知る。
△生徒の発表を聴き、これまでの指導の成果と課題について知り、評価を行なうとともに、今後の指導について生かすようにする。
・意欲的に互いの発表や指導講評、講義を聴き、疑問点があれば積極的に質問させる。
まとめ
(3分)
閉会行事
 生徒感想発表
 お礼の言葉
 閉会の言葉
◎きちんと感想と謝辞を述べる。
△今後の学習の見通しを持たせる。
・学習できたことに対して感謝の気持ちを持たせる。

授業の感想・メモ

  • 航空宇宙工学の内容について講義・見学・実習など様々な取組を行ないながら学んできた成果に基づいて、各自が研究を深めてきた知見を情報交換することができた。それぞれが新たな発見をするとともに研究の進め方の基礎基本について学ぶことができた。科学的な探究活動の楽しさを1年間の学習を通して味わい、更なる意欲を持つことができたように思う。

埼玉県・埼玉県立伊奈学園中学校

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