2024年2月8日
JNENシンポジウム

北海道大学を拠点としたオープン教材に基づく原子力教育プログラムの開発及び実践

北海道大学大学院工学研究院
原子力安全先端研究・教育センター
中島 宏、小崎 完

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原子力・放射線教育の課題

原子力・放射線の持続的利用• 国民の理解の向上• 優れた人材の確保• 少子高齢化• 理科（原子力）離れ• 大学教員数削減

原子力・放射線教育の充実
文部科学省：補助事業「国際原子力人材育成イニシアティブ事業」
令和２年以前：最長３年、採択された機関独自のプログラムを実施

未来社会に向けた先進的原子力教育コンソーシアム（ANEC）の構築

ANEC：Advanced Nuclear Education
Consortium for the Future Society

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ANECにおける実施課題において、北大が掲げた期待される人材像

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実施課題：
・体系的な教育カリキュラムの構築及び高度化・国際化
・原子力施設や大型実験施設等を有する機関及びこれらの施設の所属する立地地域 の原子力教育の充実への寄与
・国際研鑽機会の付与
・産業界や他分野との連携・融合の促進
・効率的なマネージメントシステム「機関連携強化による未来社会に向けた新たな原子力教育拠点の構築」において掲げた期待される人材像
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ANECの組織体制（設置当初）

構成メンバー：産学官56機関

4オープン教材を活用する原子力教育拠点の構築（北大拠点）
オープン教材の共同制作・活用※オープン教材：インターネット上に無料で公開される
デジタル教材（OER：Open Education Resource）

https://caren.eng.hokudai.ac.jp/anec/
構成メンバー：産学官35機関

実験・実習、国際教育活動

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オープン教材（OER)とはユビキタス：インターネッ
ト上に公開され、いつでも、どこでも、自由なアクセス、使用が可能

生涯教育•オープン教材公開•MOOC開講

教材蓄積
サステナブル：大学が管理し、継続性が保たれる。先 •オープン教材制作
達の知識の継承•ライブラリー化
シナジー効果：各専門分野と教育工学の連携による、教育効果の高い教材作成
MOOC：Massive Open Online Courses

教育改善•反転授業の実施•学習管理システムの活用

北大拠点におけるオープン教材（OER)の状況

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2013年からの10年間における累積公開数：144件[2023年10月現在]（令和5年度収録数31講義、公開数21講義）

https://www.open-ed.hokudai.ac.jp/nucl-eng-edu-archives/

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オープン教材（OER)の構成状況
原子力エネルギー利用
軽水炉・次世代原子炉

サイクル、群分離、核変換

処理処分

材料開発 原子炉材料工学（北大：原子力学会）
燃料開発 核燃料工学：軽水炉、新型炉（福井大、原子力学会）
核燃料工学：ウランの化学（東北大）

核燃料サイクル工学（北大、日本原燃）

共通基盤技術

炉物理・核データ・熱流動
核データ工学（北大、東工大）
原子炉物理学（北大、近大、京大、名大、九大）
原子炉熱工学（北大、原子力学会）
放射化学（静大）
放射化学、原子核化学
放射線科学（北大）
構造

廃炉工学（北大）

原子炉工学（北大）

計測・分析・制御・ロボティクス

廃棄物処分工学（北大）

放射線計測学（原子力学会）

安全工学 原子炉安全工学（北大、JAEA）
計算科学・AI・IoT
計算科学（中京大、JAEA：原子力学会）○環境放射能学（北大、金沢大、JAEA、QST、環境放射能研究所他）〇放射線生物学（北大）〇原子力政策

○核融合工学（名大）〇放射線防護学（原子力学会）

黒字：公開中の科目
赤字：収録準備中・編集中の科目

オープン教材（OER)の活用状況

9OERの活用：MOOC（大規模公開オンライン講座） 10
Effects of Radiation: Introduction toRadiation and Radioactivity
・放射線の基礎～放射性廃棄物処分まで
・2015年7～8月に開講
・講師8名
・登録者数：4,342名（全世界133ヶ国）
・修了者数： 380名

放射線・放射能の科学
・放射線の基礎～放射性廃棄物処分まで
・2020年3～5月, 2021年2～4月, 2023年3～5月
・講師7名
・登録者数：4381名
・修了者数： 875名
リカレント・リスキリングの場として機能
若い世代への放射線科学の魅力発信手段
受講者年代

10代以下

20代

30代

40代

50代

60代

70代

その他

合計

受講登録数

285

471

381

455530560362644

3,688

受講登録構成比

7.7%

12.8%

10.3%

12.3%

14.4%

15.2%

9.8%

17%
(2021年4月時点）

OERの活用：反転授業
目的：オンライン教材を活用した反転授業を中心とした講義を実際に開講して、大学間単位互換化を行う。
開講：北大・全学教育部
対象：学部１年生（文系を含む）
人数：２３名科目：一般教育演習（フレッシュマンセミナー）「北大対ゴジラ：映画『シン・ゴジラ』をもとに学ぶ放射線・放射能の科学」として開講
概要：放射線・放射能、原子力に関するオープン教材での学習
北大アイソトープ総合センターでの実験・実習
対面によるグループ討論
最後にグループ発表

11実験・実習・見学会の実施

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JAEA・タンデム加速器施設における重イオン核融合反応実習・2023年11月6‐10日（参加者数：8名）
実習内容（１）重イオン核融合反応の原理と超重元素の世界（座学）（２）加速器の原理とビームの輸送（座学と実習）（３）生成原子核を運動学的に分離する（座学と実習）（４）放射線計測による生成原子核の同定方法（座学と実習）
他、J-PARC、JRR3、JT-60S見学
・事前学習資料：
核データとは何か（深堀智生）
核融合工学概論 その1 －核融合の原理とその歴史－（西谷健夫）
基礎科学への興味を促進

実習に用いる実験装置
運転実習

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カリキュラムに関連した実験・実習の実施•

JAEA・幌延深地層研究センターにおける地下水分析実習
・2023年8月6日-8月8日
・参加者数：17名
・事前学習資料：深地層研究施設での研究開発（藤田 朝雄）•JAEA・NSRRにおける炉物理・管理実習
・2023年10月16、17日
・参加者数：8 名・事前学習資料： 研究炉炉物理実習（求惟子）•

他に・JAEA・常陽炉物理実習
・北大・HUNSにおける放射化実習
・北電・泊原発見学
・静大、浜岡原発放射化学・管理実習
・日本原燃、電源開発・大間原発、QST・六ケ所研究所、環境科学技術研究所見学
・福島第一原発見学（予定）
年間約140名の学生が参加

地下水分析

原子炉運転

アンケート結果の例（静岡大学・放射化学）
同位体希釈分析
実習前
説明できる

実習後
説明できる

知っている

知っている

聞いたことがある聞いたことがある

全く知らない全く知らない就職先としての関心度

全く関心なしあまり関心なし 関心あり 大いに関心あり

インターンシップとしての機能
実際に就職した例もある。

https://anec-in.com/career/career01/

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学生による意見・感想の例
・質問した時に、返ってくる内容が自分が求めている答えはもちろん、自分が思いつかなかったことまで教えてくれる人がいらっしゃったため、非常に興味を持て有意義な時間を過ごせました。
・普通ではできないことを体験できて貴重な経験になった。
・施設見学や実験を通じて、教科書の資料では学ぶことができない技術や現場の雰囲気などを学ぶことができ良かった。また浜岡原子力発電所での見学では、貴重な経験をすることができ、今後もこのような活動に参加したいと感じた。
・発電所内に入って見学・実験を行ったり、職員の方と直接話すことができる点が貴重で、非常に充実した実習だったと感じた。

原子力人材育成の展開
社会と原子力の共存：一般人生涯教育による理解促進
寄付講座と部門、センター、ANECとの連携

中学校理科・モデル授業収録「持続可能な社会とエネルギー」（全１１コマ）。

一部ネット公開中

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初等教育にかかる活動：モデル教育の収録◎中学校理科・モデル授業(３年生）
持続可能な社会とエネルギー※放射線については２年生で学習済み

実践内容(１１時間構成）
１ 日本エネルギー事情を知る
２ エネルギー基本計画、１日の必要な発電量
３ 発電方法の長所・短所
４ 東日本大震災前後での北海道電力の電源構成 1日の電力需要及び発電出力の変化
５ ブラックアウトが起きた理由
６ 北海道でつくることができる電力
７ 未来の電源構成を考える①
８ 未来の電源構成を考える②
９ 日本政府の電源構成案(2030年）
科学的な根拠に基づいて、正解のない
１０ 電気をつくってできる廃棄物課題に対峙する資質・能力を育成する。
１１ NIMBY問題をどうするか

STEAM教育手法を活用し、エネルギー・環境問題を基盤とした原子力人材育成（静岡大学）

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グローバルな視点で原子力のメリット・デメリットを理解し、かつ原子力・放射線に関するリテラシーの高い教育者を育成する

対象

教員養成系大学生・大学院生
現職教員・放射線教育に興味のある学生

カリキュラムの主な内容

・STEAM教育論 STEAM教育実践論
・エネルギー・環境問題
・原子力のしくみとメリット・デメリット
・放射線とその測定法
・社会合意形成・コミュニケーション

オンラインと対面を組み合わせた学習機会の提供

施設見学・シンポジウム： 現場の職員とのコミュニケーション

原子力のしくみ
正確な情報発信と放射線・原子力安全取り組み
エネルギー・環境問題を基盤とし、STEAM教育を活用した課題解決型の実習プログラム
を通して原子力のメリット・デメリットや役割を理解できる原子力人材を育成

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最新トピックス：機械学習WSの開催「ChatGPTと学ぶ 機械学習･アプリ開発の基礎」 １日WS（NEL:巽雅洋）
概要
生成AI「ChatGPT」を活用した「発想力」や「実装力」の向上に関する講義と実習
構成
・生成AIの原理と可能性について学習
・Pythonプログラム作成
・プログラム開発のワークフロー実習（設計、実装、デバッグ、バージョン管理）対象・大学生４年生、大学院生
・Python言語に関する基礎的な知識

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GPT-4 の衝撃・非常に高い情報処理能力
・大学入試、医師試験、弁護士試験 に上位合格
・従来モデルからの性能飛躍が著しい

・高いマルチモーダル性能
・視覚：画像を認識、分析できる・聴覚：音声認識
・発話：音声による自然な返答
・実行：プログラムの作成、実行、結果の分析、自己フィードバック

生成AIとは・AI（人工知能）の一種で、テキストや画像等のデータを分析し、「特徴量」を学習している。
・学習した特徴を基にして、入力データから、全く新しいテキストや画像などを「生成」する

生成AIに精通した人が仕事を独占⁈

引用： 日米企業のChatGPT利用率に開き (MM総研)

原子力規制庁・原子力規制人材育成事業の採択

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令和５年度原子力人材育成等推進事業費補助金（原子力規制人材育成事業、R5～R9年度）の採択
原子力安全規制に関する５項目に関するオープン教材の開発と、それを活用した実験・実習・セミナー等を実施する①確率論的リスク評価
澤 和弘・張 承賢（北大・工・応用量子）②過酷事故・放射性物質の放出
河口 宗道（北大・工・応用量子）③原子炉工学千葉 豪（北大・工・応用量子）④放射線防護⑤外部ハザードとその対応

久下 裕司（北大・ RIセンター）・
野矢 洋一（北大・安全衛生本部）

稲津 將（北大・理・地球惑星）

今後の展開20

1．OERに関しては、原子力・放射線分野全体を体系的・網羅的整備
初級から上級レベルまで、階層的な充実
放射線取扱主任者の資格取得コースなど、カリキュラムを組み合わせたコース設定
2．実習等に関しては、
ANEC参画機関を増やすなど、実習等の選択範囲拡張
Covid19の流行など不測の事態に備えた、VR（バーチャルリアリティ）教材開発
3．計算科学・情報社会への対応
MC, AI, IoT等計算科学、SNS等、情報化社会への対応
4．科学と社会の共存：
科学リテラシー、ELSI/RRI、社会とのコミュニケーション
エネルギー問題、環境問題（地球温暖化問題）、SDGｓへの対応
ELSI: Ethical, Legal and Social Issues、RRI: Responsible Research & Innovation21謝辞
＜謝辞＞ 本活動は文部科学省の補助金（国際原子力人材育成イニシアティブ事業）によって実施した。関係の皆様に感謝申し上げます。

ご清聴ありがとうございました。