高等学校カリキュラムの全体概要
学年・テーマ名キーワード

子どもが獲得する
見方や考え方教師の持つ指導ポイント＜エネルギー教育の視点＞・交流が，変圧や直流への変換が簡 ・身近に利用されているものや，電力輸送のようなインフラに関連した内容に対して，物理法則に従って説明し，量的考察単であることや，高圧送電が効率ができるように指導する。のよいことなどを知り，科学的根拠をもった省エネに向けての社会のしくみづくり（インフラの整備）が行われてきたことを知る。

物理基礎
電気の利用
交流，電力輸送，送電，整流＜理科の視点＞
・交流の発生，変圧のしくみや，直 ・観察，実験を通して，実感をもって事物・現象を理解し，身近な生活との関連を進んで考えようとする態度を育成する。
流への変換のしくみを学び，科学的な知識や，実験技能の習得を行う。

＜エネルギー教育の視点＞

化学基礎
様々なな酸化還
元反応
燃料電池，電気エネルギー，クリーン，エネル
ギー高効率

評価規準

（自然事象への関心・意欲・態度）
・交流の性質や電力の輸送に対して，どのような社会のシステムになっているのかについて，関心を持ち，意欲的にそれらを探究しようとする。
（科学的な思考・判断・表現）
・交流の性質や電力の輸送に対して，科学的に説明したり，量的な説明したりすることができる。
（観察・実験の技能）
・それぞれの素子の働きを理解し，目的にあった電流回路を正しく接続し，実験をしてまとめることができる。
（自然事象についての知識・理解）・交流の性質や電力の輸送，社会のシステムについて，実感をもって理解し，知識を身に付けている。

単元の計画・構成

他の単元との連関

第１次 発電機とモーター（２時間）
・中学校の内容を踏まえ，電磁誘導の法則の確認，整理・モーターと発電機のしくみの比較・整理
第２次 交流と直流（１時間）
・交流と直流の違い
・交流の周波数，実効値，消費電力・交流発電機のしくみ
第３次 変圧と送電（１時間）（本時案）
・変圧器の原理・交流の高圧送電・交流から直流への変換

小学６年生「電気の利用～エネ
ルギーの工場と変身と銀行～」
中学１年生「光と音」（光のエネルギーを利用しよう）
中学２年生
「電流」
「電流と磁界」中学３年生「運動の規則性」

エネルギー教育
実践パイロット校
４つの課題との関連（資料編参照）
Ｂ－２
温室効果ガスの排出削減のためには，省エネルギーによりエネルギー消費を減らすことが最も有効な対策であること。

（自然事象への関心・意欲・態度）
・交流の発生や変圧，高圧送電について，関心を持ち，意欲的にそれらを探究しようとする。
（科学的な思考・判断・表現）・交流の発生や変圧，高圧送電などについて，考察し，考えを表現している。
（観察・実験の技能）
・交流の発生や変圧，高圧送電について観察，実験などを行い，基本的操作を習得するとともに，それらの過程や結果を的確に記録，整理している。
（自然事象についての知識・理解）・交流の発生や変圧，高圧送電について，理解し，知識を身に付けている。

第１次 酸化と還元（２時間）
・酸化還元の定義
・燃料電池は，水素と酸素を反応さ ・燃料電池が，電気を取り出す過程で水しか排出されないクリ （自然事象への関心・意欲・態度）
・酸化数と酸化還元ーンなエネルギー源である上，高効率で電気エネルギーを取 ・身の回りにあるいろいろな電池について興味を持ち，自ら調べようとしている。
せて水を作りながら電気を取り第２次 酸化剤と還元剤の反応（３時間）り出せるため，将来的にその利用が期待されているエネルギ （科学的な思考・判断・表現）出す装置であるため，クリーンな・身の回りの電気エネルギーがどのようにして供給されているのかについて見出し， ・酸化剤と還元剤ー源であることを理解させる。
エネルギー源であることを理解
・酸化還元反応の反応式
身近な例を用いて説明することができる。
・燃料電池は，燃料である水素を得る過程（メタン１分子と水する。
・酸化還元滴定
１分子から水素４分子と二酸化炭素１分子が生成する化学変 （観察・実験の技能）
・燃料電池は，火力発電と比べて高化を利用して水素を得ている）で二酸化炭素が間接的に排出 ・安全に配慮した実験操作を行うことができ，実験によって得られたデータおよび観 第３次 金属のイオン化傾向（２時間）
い効率で電気エネルギーをつく
・金属のイオン化傾向とイオン化列察結果を正しく記録している。
されるが，火力発電所よりも高い効率で電気エネルギーを取ることができるため，期待されて第４次 酸化還元反応の利用（１時間）り出すことができるため，使用する化石燃料を減らせ，それ （自然事象についての知識・理解）いるエネルギー源であることを・燃料電池の原理を理解するとともにクリーンなエネルギー源であることを理解して ・金属の精錬，漂白剤と酸化防止剤が二酸化炭素排出量の減少につながることを理解させる。
理解する。
第５次 様々な酸化還元反応（５時間）いる。
・燃料電池の学習を通して，有限である化石燃料の利用につい・金属の製錬（１時間）て考えさせ，将来のエネルギーのあり方について興味・関心
・ダニエル電池（１時間）をもって自ら探究する態度を育てる。
・マンガン乾電池，鉛蓄電池（２時間）＜理科の視点＞
・燃料電池（１時間）（本時案）
・燃料電池の原理から，電気を取り出す過程で水しか排出され （自然事象への関心・意欲・態度）
・燃料電池の原理を理解する。
・身の回りにあるいろいろな電池について興味を持ち，いくつからの例を挙げながらないクリーンなエネルギー源であることを理解させる。
・燃料電池は，水素と酸素を反応さ自ら調べようとしている。
せて水を作りながら電気を取り ・燃料電池の原料である水素は一般的に次の化学変化によって得られることを理解し，間接的に二酸化炭素は排出されるが， （科学的な思考・判断・表現）出す装置であるため，他の電池と火力発電所よりも高い効率で電気エネルギーを取り出すこと ・実験結果をもとに，燃料電池の原理を説明することができる。
は異なり，燃料を供給し続ける限ができるため，使用する化石燃料を減らせ，それが二酸化炭 （観察・実験の技能）り電気を発生させることが可能
・安全に配慮した実験操作を行うことができ，実験によって得られたデータおよび観素の減少につながることを理解させる。
であることを理解する。
察結果を正しく記録している。
CO ＋ H2O → CO2 ＋ H2
・燃料電池は，電気を取り出す過程 CH4 ＋ H2O → CO ＋ 3H2
で水しか排出されないクリーン ・身の回りにはさまざまな電池が存在し，それぞれの特性に応 （自然事象についての知識・理解）じて身の回りでどのように使われているのかについて興味・ ・燃料電池の原理を理解するとともにクリーンなエネルギー源であることを理解してなエネルギー源であることを理いる。
関心を持ち，自ら探究する態度を育てる。
解する。

中学３年生
「水溶液とイオン」（化学変化と電池）「自然環境の保全と科学技術の利用」（「水溶液とイオン」から化学変化と電池について：鉛蓄電池の充電・放電実験を通して）

Ｃ－２
現在は，エネルギーの安定供給確保に加え地球温暖化対策のため，石油を始めとする化石燃料への依存度の低減・非化石エネルギー（原子力・再生可能エネルギー）の導入拡大が求められていること。

－5－学年・テーマ名
キーワード

子どもが獲得する見方や考え方＜エネルギー教育の視点＞
・酒造りなど，微生物のはたらきを利用した伝統的な発酵・醸造技術を用いて，バイオエタノールなどのバイオマスエネルギーが生成できることを理解する。
・植物資源から生成され，自動車の燃料として利用されるバイオエ
タノールが，理論上はカーボン（ＣＯ２）ニュートラルであることを理解する。
生物基礎
・バイオエタノールなどのバイオマ
スエネルギーの開発・普及におい細胞とエネルて，効率化や大量生産，低コストギー化などの解決とともに，有限な生物資源の保存や食糧問題などの微生物，発酵，諸課題への対処が必要であるこバイオマスエとを見いだす。
ネルギー，バイ＜理科の視点＞
オエタノール・微生物の多様性と共通性，人間生活とのかかわりについて理解する。
・糖化やアルコール発酵の反応過程を理解する。
・微生物の働き（代謝）が一連の酵素反応であること，微生物が生命活動の営みとして多様な酵素を分泌していることを理解する。
・アミラーゼやセルラーゼなど，酵素の特性を理解する。
＜エネルギー教育の視点＞
・地域による温度差が，風を吹かせたり，海流を起こすエネルギーとなり，それらを利用することが可能であること。

地学基礎
大気や海水の運動とエネル
ギー＜理科の視点＞
・太陽放射の受熱量は緯度や地域に太陽放射，受熱
よって異なり，そのことで生じて量，大気の大循
いる大気の大循環や海水の運動
環，熱輸送により，地球規模で熱が輸送されていること。

教師の持つ指導ポイント

評価規準

単元の計画・構成

第１次 微生物がエタノールをつくりだすしくみ（２時間）
・出芽酵母（ドライイースト）の観察
・キューネ発酵管を用いたアルコール発酵の実験
第２次 エタノールを効率よく取り出すには（２時間）
・酵母ビーズを用いた簡易バイオリアクターの作成（本時案１）
・蒸留によるエタノールの抽出実験（本時案２）
第３次 何を原料に用いるか（糖化と酵素，バイオマス資源）（３時間）
・麹菌の観察とアミラーゼによるデンプンの糖化
・バイオマス資源（デンプン系からセルロース系へ）（本時案３）・セルラーゼによるセルロースの糖化（ろ紙分解試験）（本時案４）
第４次
バイオマスエネルギーの現状と将来・糖化や発酵などの微生物のはたらきは，生命活動に必要なエ （自然事象への関心・意欲・態度）的な展望（課外学習＋１時間）
ネルギー（ATP）を取り出したり，そのための栄養分を摂取し ・糖化や発酵の現象に関心を持ち，そのしくみや微生物と人間生活とのかかわりにつ・近隣の研究所を訪問・見学し，発酵技術やいて意欲的に調べようとする。
たりするといった，代謝の一種であること，それらが古くか木質系バイオマスの先端研究の動向を学ぶ（科学的な思考・判断・表現）
ら人々の生活を支えてきたことを理解させる。
（課外学習）
・代謝の過程で起こる様々な反応は，酵素の触媒作用によって ・実験結果をもとに，エタノールを効率よく取り出す方法（微生物の固定化，蒸留）・単元のまとめ（ディスカッション）や糖化に必要な酵素の種類などを提案することができる。
進み，様々な微生物が特定の物質に応じて特定の酵素を分泌させていることから，酵素そのものの特性や微生物の多様性， （観察・実験の技能）
・蒸留実験の危険性を理解し，安全かつ適切な操作を行えている。
共通性を理解させる。
（自然事象についての知識・理解）・実験結果をもとに，糖化や発酵の原理を説明することができる。
・酵素の特性や微生物の多様性・共通性を理解している。
第１次 大気の構成（２時間）
・気圧や気温の鉛直方向の変化を扱い，大気・風力発電や潮汐発電，潮流発電などの資料から，風力や潮力・ （自然事象への関心・意欲・態度）
潮汐力をエネルギー資源として利用する方法について考察さ ・風力や潮力・潮汐力などのエネルギーについて，関心をもって調べることができる。 中で見られる雲や降水，オゾン層による紫外線の吸収などについて考えさせる。
（科学的な思考・判断・表現）せる。
・風力や潮力・潮汐力は再生可能なクリーンエネルギーである ・自然界のエネルギー利用の可能性について，科学的に考察し，発表することができ 第２次 地球のエネルギー収支（１時間）
・太陽放射の受熱量と地球放射の放熱量がつる。
が，実際に大規模に利用していくためには，技術的な課題がり合っていることを理解させる。
（観察・実験の技能）多くあることに気づかせる。
第３次 大気の大循環と熱輸送（１時間）
・エネルギー量を，水の温度変化をもとに測定することができる。
・緯度によって太陽放射の受熱量が異なるこ（自然事象についての知識・理解）とおよびそのことで生じている大気の大循
・地域による温度差が，風を吹かせたり，海流を起こすエネルギーとなり，それらを環により，地球規模で熱が輸送されている利用することが可能であることを理解している。
ことを理解させる。
第４次 海水の運動（１時間）
・風や海流の発生するしくみについて理解し，鳴門海峡などで （自然事象への関心・意欲・態度）は潮流発電の実験が行われていることを紹介し，これらのエ ・大気や海洋の地球規模での熱の移動について，関心をもって調べることができる。 ・海流や海洋の層構造と深層に及ぶ循環について考えさせる。
（科学的な思考・判断・表現）
ネルギーの利用に関心を持たせる。
・風や海流の発生するしくみについて，熱の移動や循環と関連づけて考察することが 第５次 大気や海水の運動とエネルギー（１時間）（本時案）できる。
・風や海流，潮汐などの自然エネルギーにつ（観察・実験の技能）いて，それらの発生のしくみやエネルギー・太陽からの受熱量を，水の温度変化をもとに測定することができる。
利用の可能性について考えさせる。
（自然事象についての知識・理解）・古くから酒造りなどで用いられてきた微生物による発酵・醸造技術を用いて，バイオエタノールなどのバイオマスエネルギーが生成できることから，伝統的な発酵・醸造技術とその研究が，持続可能な社会を支える基盤技術となりうるものであることを理解させる。
・バイオエタノールを自動車の燃料として用いると CO2 が排出されるが，その原料となる植物資源は，光合成によって大気中の CO2 を材料にしてつくられた有機物であり，理論上は，カーボン（CO2）ニュートラルであることを理解させる。
・バイオエタノールなどのバイオマスエネルギーの開発・普及において，効率化や大量生産，低コスト化などの解決とともに，有限な生物資源の保存や食糧問題などの諸課題への対処が必要であることを見いだすことにより，エネルギー問題の解決を含めた持続可能な社会の実現に向けて科学的に探究する能力や態度を育成したい。

（自然事象への関心・意欲・態度）・バイオエタノールなどのバイオマスエネルギーに関心を持ち，研究開発や実用化の事例などを自ら調べようとしている。
（科学的な思考・判断・表現）・バイオマスエネルギーの開発・普及における諸課題や対処法を見出し，科学的な立場から意見を述べることができる。
（観察・実験の技能）
・バイオマス資源からエタノールを取り出すための基礎的な操作に習熟している。
（自然事象についての知識・理解）・微生物のはたらき（糖化，発酵）を利用して，バイオエタノールが生成されるしくみを理解している。
・バイオエタノールが理論上カーボンニュートラルであることの理由を説明することができる。

他の単元との連関

中学１年生「植物の体のつくりと働き」
中学２年生「動物の体のつくりと働き」（生命を維持する働き）
中学３年生「エネルギー」（エネルギー資源）「生物と環境」（自然界のつり合い）

小学３年生「太陽と地面の様子」（日かげの位置と太陽の動き）
中学１年生「光と音」（光のエネルギーを利用しよう）

エネルギー教育
実践パイロット校
４つの課題との関連（資料編参照）
Ｃ－４
太陽光発電や風力発電等の新エネルギーは，エネルギー自給率の向上や地球温暖化対策の観点から長期的にはエネルギー源の一翼を担うことを目指して着実に推進していること。
現時点では，新エネルギーはエネルギー供給の２％程度を占めるにとどまり，経済性や供給安定性などの課題も多く，当面は補完的なエネルギーとしての位置づけであることに留意することが適当であること。

Ｂ－３
省エネを進めるためには，私たち一人一人が常に省エネを意識し，日常生活で実践することが重要であること。

Ｃ－１
日本では，石油ショック以降，エネルギーの安定供給確保のため，石油依存度の低減とエネルギー源の多様化に取り組んできたこと。

Ｃ－４
太陽光や風力などの再生可能エネルギーは，国産で温室効果ガスを排出しないエネルギー源であるが，現時点では，発電に要するコストの高さや供給の不安定さなどの課題も抱えていること。

・太陽放射の受熱量は緯度や地域によって異なり，そのことで生じている大気の大循環や海水の運動により，地球規模で熱が輸送されていることを理解している。

－6－学年・テーマ名
キーワード

子どもが獲得する
見方や考え方教師の持つ指導ポイント

評価規準＜エネルギー教育の視点＞
・よりよくエネルギーを使うための ・熱機関（エンジン）とモーターを組み合わせることにより， （自然事象への関心・意欲・態度）
エネルギーをよりよく使おうとしていることを知るととも ・ハイブリッドや燃料電池などの科学技術に関心を持ち，よりよくエネルギーを用い科学技術を知り，自分たちの周りる方法を考えようとする。に，日常生活の中でのエネルギーの利用の仕方について考えの生活と関連させて考える。
（科学的な思考・判断・表現）させる。
科学と人間・エネルギーの変換について考察を行い，科学技術との関わりについて考えることが生活できる。
（観察・実験の技能）
科学技術の発・エネルギーの変換に関わる実験を行い，結果を考察することができる。
展とエネルギ（自然事象についての知識・理解）ーの使い方・エネルギー変換の仕組みについて考察し，理解することができる。
熱機関，ハイブ ＜理科の視点＞
リッドカー
・熱機関（エンジン）やモーターが ・熱機関による熱から運動エネルギーへの変換の仕組みや，モ （自然事象への関心・意欲・態度）（HEV），プラーターによる電気から運動エネルギーへの変換の仕組みを学 ・身近なエネルギーについて関心を持ち，意欲的に取り組むことができる。
それぞれ動力を発生させる仕組
グインハイブ（科学的な思考・判断・表現）
ばせる。
みや変換の効率の考え方。
リッドカー
・減速時に，運動エネルギーから電気を回収するしくみを，電 ・熱機関（エンジン）やモーターのエネルギー変換の仕組みについて科学的に考察す(PHEV)，燃料電ることができる。
磁誘導の考え方から学ばせる。
池（観察・実験の技能）
・水の電気分解により水素を発生させ，燃料電池で用いることを実験により，考察することができる。
（自然事象についての知識・理解）・エネルギーの保存や変換について，科学的に理解し，知識を身につけている。

単元の計画・構成

他の単元との連関

エネルギー教育
実践パイロット校
４つの課題との関連（資料編参照）
Ｄ－３

第１次 エネルギーの変換と保存（２時間） 小学６年生
省エネを進めるためには，・エネルギー変換（運動エネルギーから電気 「電気の利用～エネ
私たち一人一人が常に省エネ
ルギーの工場と変 を意識し，日常生活で実践すエネルギーへの変換，熱機関）に関して，身と銀行～」実験により確認する。
ることが重要であること。
・エネルギー総量が保存されていることを学 中学１年生「光と音」（光のエネぶ。
ルギーを利用しよ・エネルギー変換の効率について学ぶ。
う）
第２次 エネルギーの有効利用と科学技術
中学２年生（１時間）（本時案）
・動力（自動車・電車）として利用している 「電流」（電気とそのエネルギー）ものの仕組みを考える。それらのエネルギ
中学３年生
ーの利用効率について調べる。
・科学技術の発展により，ハイブリッドカー， 「水溶液とイオン」（化学変化と電池）
燃料電池車などが開発されていることを学び，その仕組みについて考える。

－7－