目次

10:00～10:05 開会の挨拶
経済産業省中国経済産業局
資源エネルギー環境部 資源エネルギー環境広報推進室

田中真佐子参事官○体験コーナー10:05～12:00（エネルギー・コミュニケーターによる模擬授業）
テーマ１ 電気の正体を探ろう！ ············································ 1（釣り糸で光ファイバーの仕組みを知ろう！＋レモン電池，手作りモーター）(財)電力中央研究所 知的財産センター 吉光 司氏
テーマ２ 新エネルギーを有効に使って，地球温暖化を阻止しよう！ ··········· 11（風力または水力による発電実験）(有)手島技術パートナーズ 手島清美氏
テーマ３ 車エンジン・燃料電池・石油生産の仕組みを探ってみよう！ ········· 17（エンジン模型，自動車模型）
遊佐勝見氏○教科等コーナー
13:30～14:00「エネルギー教育のためのカリキュラム【素案】」のご紹介 ·············· 別冊参照
東広島市立高屋西小学校 生田一人校長先生
14:00～14:55
講演「来年度からのエネルギー教育のあり方」～新学習指導要領に即したエネルギー教育の教材の選び方～ ············· 26
広島大学大学院教育学研究科 角屋重樹教授
14:55～15:00 休憩
15:00～15:55
講演「来年度からのエネルギー教育のあり方」～エネルギー問題をどう教材化するか～ ······························· 29
京都教育大学大学院教育学研究科 山下宏文教授
15:55～16:00 閉会の挨拶・ご案内○情報提供コーナー
10:00～16:00
教材会社，支援機関による関連教材の展示
エネルギー教育関連情報の展示㈱小川晩成堂，（独）科学技術振興機構，㈱ガステック，ケニス㈱，太陽科学，
中国地域エネルギーフォーラム 他

体験コーナー

テーマ１
電気の正体を探ろう！
（釣り糸で光ファイバーの仕組みを知ろう！＋レモン電池，手作りモーター）(財)電力中央研究所

知的財産センター

吉光

司

氏

Hz

エネルギー教育博覧会in HiroshimaΩ

電気の正体を探ろう！ ＶΩ

どうやって作らて、どのように使われているの

平成２１年１月１８日（日）広島県立広島産業会館

ＶΩ

電力中央研究所

吉光 司

E-mail：t-yoshi@criepi.denken.or.jpHz

静電気（せいでんき）

レモンで電池（でんち）をつくってみよう－

準備（じゅんび）するもの

アクリル

銅板 （どうばん） 4枚、亜鉛板 （あえんばん） 4枚、レモン2切り４個、リード線、テスター、発光ダイオード、メロディーIC、ろ紙4枚

ポリエステル

帯電列表

シルク

B.C.600 ギリシャ タレスが発見

革

フリース

コットン
人
レーヨン

＋

ナイロン
ウール

ウールの上にフリースを着ると１０，０００Ｖ以上の静電気を生じることがある
静電気は、コピー機やサラン
ラップなどの利用されている。

どうしてレモンで電池が出来るのかな？

・銅板（どうばん）と亜鉛板（あえんばん）の間にろ紙をはさむ。
・これをレモンにさしこむ
これをレモンにさしこむ・銅板（どうばん）をテスターの＋に、亜鉛板（あえんばん）の－につなぎ、電圧（でんあつ）
を測（はか）ってみよう－1－

1

・レモン電池(でんち)1個で何ボルトの電気(でんき)ができるか
調（しら）べる。

電池の種類
一次電池

・レモン電池(でんち)を2個直列(ちょくれつ)にしたら何ボルトになるか調(しら)べる。

充電できな
い電池

・メロディーICを鳴(な)らすためにレモン電池 (でんち)をい
くつ直列 (ちょく れつ ) にする必要 (ひつ よう) があるか試 (た め )す。

マンガン乾電池
電池のリサイクル

アルカリ乾電池
ニッケル系一次電池
リチウム電池アルカリボタン電池

・発光(はっこう)ダイオードを光(ひか)らせるためにレモン電
池 ( で ん ち ) をい くつ 直 列 ( ち ょ く れ つ ) に す る必 要 ( ひ つ よ う ) があるか試(ため)す。

酸化銀電池

二次電池

ニカド電池

充電できる
電池

ニッケル水素電池
リチウムイオン電池

電池には、ニッケル〔Ni〕やカドミウム〔Cd〕、コバルト〔Co〕、鉛〔Pb〕など希少な資源が使われている。
電池の再利用の例としては電池の再利用の例としては、ニッケルと鉄の合金はステン
レス(鉄、クロム、ニッケル)の材料として、また、カドミウムは新しいニカド電池の材料として活用されている。

鉛蓄電池
アルカリ蓄電池

手回し発電機の中身

電気はどうやって作るの？
磁石

コイル

電線をぐるぐる巻いたのをコイルという電線をぐるぐる巻た を イルう

コイルの中で磁石を動かすとコイルに電流が流れる。
これを電磁誘導という。１８３１年ファラデーが発見
磁石の力を磁力と呼ぶ
磁力が働いている空間を磁界と呼ぶ
磁石

コイル

棒磁石の周りの磁界の様子

水力発電所 南原揚水発電所・ 6２万kW

発電所
水力発電所

火力発電所

流れ落ちる水の力（水力）、
石油・石炭などを燃やした熱で作る蒸気の力（火力）、ウランが分裂する時の熱で作る蒸気の力（原子力）、を利用して発電機を回し電気を作ります。

発電機

発電所で作られる電気は、
3,300～1万8,000ﾎﾞﾙﾄです。
この電気を遠くまで効率よく送るため、変圧器により15万4,000～50万ﾎﾞﾙﾄにして送り出しています。

明神ダム（
明神ダム（ロックフィル
クダ
ダム）

原子力発電所

水車

電事連 資源・エネルギー－2－2

島根原子力発電所 中国電力（株） 46万＋82万ｋW （沸騰水形軽水炉）
柳井ＬＮＧ火力発電所
140万kW

タービン
電事連 資源・エネルギー

電気をつくる
現在家庭に送られている電気は、原子力発電により３１％、火力発電により６０％、水力発電により８％が作られています。
現在の発電の中心は火力です。

電源別発電電力量（平成１７年度）

その他 水力0.3% 8.2%
原子力
31.4%

天然ガス：２４％
石炭：２５％
石油：１２％

火力
60.0%

－3－

3

(ドル/バーレル)

2007/8/17

原油価格の推移

産油国から日本に到着した時点の価格

160
140
120

第1次オイルショック(1973年)
第2次オイルショック(1979年)

10080

湾岸戦争(1990年)

60
40
20

京都議定書
2005年2月16日発効

0

出展:石油資料月報、東石(株)冷蔵庫、白黒テレ
ビ、洗濯機普及

1830年頃
鉄道普及後退する氷河１９９３／０２／１７

１９７８

２０００／０２／２１
１９９８

温暖化で島が沈没 ?

ツバル国名誉総領事館HP
http://www.embassy-avenue.jp/tuvalu/index-j.html

キリマンジェロ タンザニア

ヒマラヤ ネパール

地球の温暖化の影響により水没する島
出典：全国地球温暖化防止活動推進センター
http://www.jccca.org/education/gazou/02.html－4－4地球の温暖化が進むと・南極や氷河が溶け、海面の上昇や高潮の発生→ 海抜の低い南国の島国が水没
・気象が不安定になり→ 異常高温、洪水、干ばつが発生→ マラリア、黄熱病、熱射病→ 生態系が破壊する。
→ 農作物の生産に影響

太陽光発電はいつ電気ができるの期待されるエネルギー５kw（時）
電気事業連合会資料
太陽光発電設備量の推移
設備量（ｋＷ）
1,200,000
1,000,000

128万kW（島根原子力発電所）の電気をつくるために必要な面積約80km２

800,000（江田島の面積 100.97km² ）

200,000

600,000
400,000
01990 1992

屋根2面設置 3.48kw

1994 1996 1998 2000

2002 2004 2006

出典：NEDO北海道 苫前町 風力発電

発電原価１６円／kWh程度
設備利用率 ２０～２５％

風力発電の導入推移

1,000

現在の風車 747台
687,816kW

600

1000
800
600

400

400

200
0
1990

基数

（江田島の面積100.97km²の約3倍）

800
導入量

128万kW（島根原子力発電所）の電気をつくるために必要な面積約300km２

2010年の目標値
300万kW

設備容量
(ＭW)
基数

200
1995

2000
年度

0
2005

出典：NEDO

－5－

5

酸素

実験８ 水の電気分解と燃料電池

我が国の電気を自然エネルギーなどでまかなえるか

水素

電気分解

水力発電 10％

電気エネルギー

水素分子 Ｈ２

太陽光発電 5％
風力発電 1％
ゴミ発電
3％

水 Ｈ２Ｏ
酸素分子 Ｏ２

電気エネルギー

何で発電するか
残り46％

燃料電池
水の電気分解：電気エネルギーを化学エネルギーに変換
水（２Ｈ2Ｏ）＋電気エネルギー

→

原子力発電
35％

水素（２Ｈ2）＋酸素（Ｏ2）

燃料電池：化学エネルギーを電気エネルギーに変換
水素（２Ｈ2）＋酸素（Ｏ2） → 水（２Ｈ2Ｏ）＋電気エネルギー

電気をつかう（全国）

直流と交流
直流

電気の使われ方は季節や時間によって大きな格差が生じてきています。

交流

乾電池の電気電気は貯めることができないので、最大値にあわせて電気の設備を作らなくてはなりません、このため、この格差を小さくすれば省資源や・環境への影響を小さくすることができます。

電力会社から送られてくる電気

常に一定の電圧

電圧の向きや強さがたえず変化

乾電池ではおよそ1.5Vの電圧を、電池の寿命が来るまで維持しつづける。

西日本では１秒間に電流の向きが６０回変わる（周波数＝６０Ｈｚ）
東日本では１秒間に電流の向きが５０回変わる（周波数＝５０Ｈｚ）

家庭用電気製品の普及率－6－6電気エネルギーを光エネルギーに変える

電気はどの様な形で使われているか

シャープペンの芯に電圧をかけると、電流
が流れる。

・光として

シャープペンの芯は炭素でできているため、その抵抗と電流により高熱を発生し、発光する。

照明器具など・モーターのエネルギーとして洗濯機 掃除機など
洗濯機、掃除機など

電圧：Ｅ＝電流：Ｉ×抵抗：Ｒ・熱としてオームの法則電力とは、電流によって１秒間になされる仕事の量

電気ストーブ、ホットカーペットなど

電力：Ｐ（ワット）＝電圧：Ｅ×電流：Ｉ・電子として白熱電球は、フィラメントにタングステンを使用し、熱による損傷を防ぐため不活性ガスであるアルゴンガスが封入されている。

電話やパソコンなど

実用的な炭素フィラメント電球は1879年にエジソンとスワンによって発明された。

モーターの仕組み

６０W型白熱電球、蛍光灯、発光ダイオードの比較

白熱電球

消費電力
［W］
５３

蛍光灯

１３

発光ダイオード

５

寿命
価格
［時間］
［円］
１，０００～
１００
１，５００
６，０００～
５００
８，０００
５０，０００ １０、０００
以上

B:磁界の向き
F:力の向きモーターの作り方（１）I:電流の向き

モーターの作り方（２）

同じ高さになるように

 エナメル線を片側７ｃｍほど残して、７回半程度電池に巻きつけてコイルを作ります。両端に出た足は２～３回コイ
ルに巻きつけ、中心線を通るようにコイルの外側に出しておきます。
 カッター（または紙ヤスリ）を使ってコイルの外側の線の被カ タ （または紙ヤ リ）を使イ
外側 線 被覆を削ります。片方は完全に、もう片方は半分だけ削ります。

 消しゴムの周りのビニールを取り、消しゴムの両端が出るようにケースを真中に持ってきます。
 両面テープで磁石を消しゴムの真中に固定します
固定します。
 リード線の片側を電池ケースの端に巻き付けます。赤が＋（プラス）、青が－（マイナス）です。
 ゼムクリップの片方を延ばし、延ばした長い足をそれぞれ同じ高さになるように
消しゴムの両端に刺し、リード線もう一端を巻き付けます。

軸は、クリップで支えられる部
分を丁寧に磨く－7－

7

モーターの作り方（３） 先ほど作った消しゴムの台にコイルを乗せます。この時、コイルの足が水平になるように微調整してください。また余分な足はニッパーで切り落としてください。
 電池を電池ケースに入れ、少し指で勢いをつけてやるとコイルが回
勢 を け やると イ が回りだします。
 回らない場合には、エナメル線の被覆を再度磨き、コイルのバラン
スを整えて下さい。
どうしてモータは回るのか
コイルに電流を流すと、その周りに磁界ができる。
この磁界と磁石による磁界によりコイルに力が働くエアコン(11～17畳、4.0kWの例）
星の数
販売価格
製品A
5
152,200円
製品B
177,600円

冷蔵庫消費電力量と外気温(e)3500

出典:財団法人 省エネルギーセンター

y = 1661e0.0189x

3000
消費電力量
量(Wh/day)

目標2008年度
達成率
年間電気代
103%
28,400円
75%
39,200円

R2 = 0.867

家電製品の消費電力量

％

2500

120

2000

100
80

1500

60

1000

テレビ32型

40

エアコン2．5kW

20500

2006年10月から、商品の省エネ性能の情報を提供する事が省エネ法により定められ 、エアコン、テレビ、冷凍
冷蔵庫を対象として統一省エネラベ
ルの貼付を開始した。

0
0

5

10

15
20
平均外気温(℃)

25

30

35

炊飯器(e)

2005

2010

年度

冷蔵庫は統計の取り方が2006年より変更になったため
一部推定
テレビは2006年より液晶のデータを利用• 光は空気中では、まっすぐ進む• 光は、空気から水など、ちがう物質の境目を通るときに曲げられたり、反射したりする性質があります700
消 費 電 力 （Ｗ ）2000

出典:財団法人省エネルギーセンター

光の性質

800
炊飯

600

冷蔵庫400L

0
1995

500
400
300

くっせつりつ200

りょういき

屈折率が小さい領域(グラッド)

保温

光ファイバー

100
0
3:00

6:00

9:00
時刻

くっせつりつりょういき

屈折率が大きい領域(コア)はんしゃ

ぜんはんしゃ

くりかえし

反射の伝わり方(全反射の繰り返し)－8－8

釣り糸ファイバーの作り方

作り方（１）• 準備するもの

ボール紙の真中に少し離して二つ穴をあけます（既に開いています）– ボール紙（５ｃｍ角）– 発光ダイオード– 乾電池（ケース付き）– 被覆線（赤、青各一本）– ストロー（４ｃｍ）– 釣り糸（ナイロン１８号）５ｍ程度– カバーフィルム 2枚– 銀テープ 2枚

ボール紙

5cm

15mm

15mm

5cm

両端に15mmずつ切込みを入れます

作り方（２）
空けた真中の穴に発光ダイオードを通します

2mm

作り方（３）①発光ダイオードを通したら足を折り曲げます。

長いほうがプラス

－

②
①

③

③±を間違わないよ
うにマークします

作り方（４）＋②次に、両端の切り込みから表側に足の先を出します

作り方（５）
被覆線の青（－）
ダイオードの足の短いほう（－）

透明フィルム

被覆線の先をダイオードの足に結び付けます

小さい方の透明フィルムを底に貼り付けます

被覆線の赤（＋）
ダイオードの足の長いほう（＋）

もう片方の足を電池ボックスに結び付けます－9－9

作り方（６）

作り方（７）
今切って広げたストローをさっきのボール紙にかぶせます

ストローの長さの1/3のところまで切込みを入れて右のように開きます。

ストローの大きさの穴をあける作り方（８）

作り方（９）

透明フィルム銀テープを２段にストローに巻きつけます

透明フィルム透明フィルムの真中に穴をあけてボール紙にかぶせしっかり固定します

作り方（１０）
２つの問題
釣り糸を5～10cmの長さに切ってストローの中に入れて きます入れていきます・化石燃料をひ孫の代まで保たせるには・地球の温暖化を防ぐにはこの問題を解決するため、
私たちは何ができるか？

しっかり入ったら瞬間
接着剤で固定します

－10－

10

体験コーナーテーマ２
新エネルギーを有効に使って，地球温暖化を阻止しよう！
（風力または水力による発電実験）(有)手島技研パートナーズ

手島

清美

氏

－11－

－12－

－13－

－14－

－15－

－16－

体験コーナー

テーマ３
車エンジン・燃料電池・石油生産の仕組みを探ってみよう！
（エンジン模型，自動車模型）

遊佐

勝見

氏

授 業 内 容石油の生産や限界と,化石燃料の利用により発生する環境問題を考えてみましょう。

１．太陽光などによる光合成物が堆積・変化して石油・ガス等が生成したことと、それらを生産する仕組み。
２．石油・ガス等は、中国やインド等で需要が増加しつ
石油 ガ 等は、中国やインド等で需要 増加しつあり、一方残っている石油などの量が減りつつあるので、必要量の確保が難しく価格も高くなってきたこと。
３．石油・ガス等が大量に利用されているため、地球温暖化による異常気象・その他、様々な問題が生じてきたことを理解し、皆で意見交換する。

・理解したいこと理解したいこと
太陽光等による光合成物が堆積・変化して石油・ガス等が生成したことと、それらを生産する仕組みを理解しましょう。石油などが残っている量は減りつつあり、次第に必要量の確保が難しくなり、地球温暖化等も引起していることを、注目してみましょう。

石油・ガスの生成・鉱床・貯留岩など

１．太陽光等による光合成物が堆積・変化して石油・ガス等が生成したことと、それらを生産する仕組みを理解しましょう。
＊石油などが生成した過程について
・石油などは、主に炭素と水素からできた化合物（炭化水素）です。石油などが出来た原因については、有機物（生物）起源説と無機物（非生物）起源説がありますが、現在は有機説が有力になっています。
（参考）石油の中にはポルフィリン（赤血球の成分であるヘモグロビンやクロロフィル（葉緑素）とよく似ている）が含まれていて それらは動物や植物の遺骸からできた可能性が高い とが根拠にな似ている）が含まれていて、それらは動物や植物の遺骸からできた可能性が高いことが根拠になっています。

・石油の根源となっている物質は、太古の時代（主に約１億年前の中生代白亜紀）に生息していたプランクトン、藻類、陸上植物などの遺骸です。これらの生物遺骸は泥と共に湖底や海底に沈積してから、バクテリアによって分解されメタ
ンガスや堅い組織対になりました。これらは地下深部に埋没していき、さらに熱によって化学分解し、油とガスを生成しました(この変化は熟成と言われています)。
（参考）分解されにくい組織体は化石として残りました。それらを含む有機物全体はケロジェンと呼ばれ、それを多く含む泥岩を根源岩と言います。

油 井 の 掘 削 と ビ ッ ト＊地下に埋蔵されている石油等を探し出し、生産する仕組み（参考）• ＊原油は地下に液状で溜まっているのではなく、地下約3,000m辺りの岩石（貯留岩―Reservoir rock, 堆積岩など）の隙間に溜まっています。
• 原油・ガスがどこにあるか探すには、事前調査を行ってから、地上・海上などで人工的に地震波を発生させ、その波が地層の境界面から戻ってくるのをとらえてデータとしてまとめ、原油などがあるかどうか判断します。
有望であれば、試掘井を掘って原油などがあるかどうか確かめます。
• 原油を地下から掘出すには掘削装置（Rig）を使い、堀管の先端につけたビット（刃）を回転させて、掘削します。原油は管（チュウビング・パイプ）の内部を通って地表（海上）に上がってきます。圧力が高く原油が自噴する
油田もありますが、普通の油田では圧力が弱く原油が上がってこないので、大量の水を地下に注入（圧入）したりして生産します。この方法は水攻法、二次回収法などと呼ばれています。なお、原油を生産したり増産するには、数十本の生産用鋼管を地下約3,000ｍまで設置する必要があり、普通数年以上かかります。

－17－

1

海 洋 石 油 掘 削 リ グ の 例

石油基地への集積・海上輸送等（ジャッキアップ型とセミサブマーシブル型）

・生産された原油は、各生産井からパイプラインなどで石油基地に送られ、そこで必要な処理を施され（石油に随伴しているガスの分離・水や塩分の除去など）、大きな原油タンクに貯蔵されます。
• 貯蔵された原油は、大型のタンカ貯蔵された原油は 大型のタンカーに積み込まれて海上輸に積み込まれて海上輸送され、日本の製油所の原油タンクに搬入・貯蔵されます。

＜石油を輸送する巨大タンカー＞

２．日本が輸入している産油国と輸入比率、石油価格の推移等＜中東産油国＞（アラビヤ文字の形なども見てください）＜日本への石油輸入国順位と輸入比率など＞•

日本の原油の総輸入量・・・・・・・15.3億バレル(2006年）

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石油輸入国順位と輸入割合① サウジアラビア・・・・ 31％② アラブ首長国連邦・・26％③ イラン・・・・・・・・・・・・12％④ カタール・・・・・・・・・・10％⑤ クウェ
クウェート・・・・・・・・・・8％ト8％⑥ オマーン・・・・・・・・・・・2％――――――――――――――――
小計89％――――――――――――――
その他・・・・・・・・11％――――――――――――――
合 計・・・・・・・・100％――――――――――――――（注）年度によって輸入比率は多少変動しています。

＜ 問題点 ＞
＊日本の石油の輸入は、中近東の少数の産油国に頼っています。
(輸入ソースが集中しすぎています)。
＊これらの中東産油国近辺の政治が不安定で、戦争も起っています。
（1980―88年のイランーイラク戦争。1990年イラクがクエートに侵攻し、翌年に多国籍軍に制圧されました。2003年には米英軍がイラクを攻撃しました。）＊日本への原油輸送経路が長く、途中でタンカー事故等があると原油流出・
一時的な輸入停止等が起こる可能性があります。
＊日本の石油輸入依存度は99％で、ほとんど輸入に頼っています。
（国内の自給率は１％）。また、近年は中国・インドなどの石油消費が増え続け、世界の総需要量がかなり増加しています。
なお、日本の全エネルギー消費の内、石油が占める割合は約50％です。

－18－

2

＜精製（蒸留）＞

常圧蒸留装置の仕組み• 原油は製油所で精製（蒸留）され、沸点（気体になる温度）の差により、ガ
ソリン・灯油・軽油・重油・潤滑油等の石油製品に分けられます。
・ 液体（石油）は蒸気の圧力が外圧（大気の圧力など）に等しくなったときに沸騰するので、大気圧に近い状態で蒸留する常圧蒸留に加えて、低温度で沸騰しやすくする減圧蒸留装置もあります。
（参考）
・ 製油所の常圧蒸留装置では、原油は加熱炉で約350℃に加熱され、主精留塔の製油所の常圧蒸留装置では 原油は加熱炉で約350℃に加熱され 主精留塔の下方中段に送られます。低沸点留分は気化して蒸気となって塔内を上昇し、高沸点留分は液体のまま下降します。蒸留塔では塔頂ほど温度が低くなるように制御されていて、高沸点分が上部のトレイから、低沸点分はそれらの下部のトレイから順に抜き出され、石油蒸気は沸点が低い留分から高い留分へと順に分けられていきます。沸点35～180℃でガソリン・ナフサ留分、170～250℃で灯油留分、240～350℃で軽油留分が抽出され、蒸留塔の底に残された残油が、重油やア
スファルトになります。塔頂からはプロパンガスになるガス留分を取り出します。
・ また、様々な装置・工程を経て、ナフサを原料としてガソリン基材、エチレン、プロ
ピレン、ベンゼン・キシレン・その他の化学品原料も製造します。

各国のエネルギー自給率

石油製品の貯蔵・配送

日本のエネルギー自給率.jpg• 原油から精製されてできた石油製品は、油種ごとに製油所の製品タンクに貯蔵されます。それから、タンカー・タンク車(鉄道）・タンクローリー・パイプラインなどで全国各地に配送され あるいは給油所で給油されて 消費者に利用されます
され、あるいは給油所で給油されて、消費者に利用されます。
一部は海外向けにも出荷されています。

＜石油価格の推移など＞(参考）＊世界の石油の需要・供給見通しや日本に石油を長期的・安定的に確保する方策例について理解し、今後どうしたらよいか
皆で考えてみましょう。

••

原油価格の推移は、概略次の通りです。
1970頃までは1バーレル(barrel)当りUS$2-3で、1973年の第1次石油危機発生
時にＵＳ$12程度まで高騰しましたが、その後は一桁台の価格に落着きました。
（バーレルは、英語で樽の意味で、約159リットルです）• しかし、1978年以降は、イラン革命、イランイラク戦争などが勃発して価格が高騰
し、US$30前後の水準で推移しました。
• 1986年頃からは、湾岸戦争の時（1990-1991、イラクのクウェート侵攻により一
時期約US$40まで高騰）以外は、US$20前後の価格が続きました。
• 2000年頃は、落着いた価格に戻りましたが、その後毎年上昇を続け、２００８年１月にはUS$１００以上の高価格になりましたが、２００８年秋の世界的な金融危機
伴い石油価格も下落し、最近の価格はUS$ １００以下で推移しています。． ． ．
• ２０００年頃から、原油価格が上昇してきたのは、つぎの理由によるとみられています。
・米国などの経済が好調な上、経済成長が著しい中国・インドなどで石油消費が増
え続け、需要が増加してきました。
・産油国は増産を続けてきましたが、供給の余力が少なくなってきました。
・米国などでは石油精製能力に余裕がなく、また投資資金が石油取引市場にかなり投入され(特に NYMEXのWTI原油）、価格の変動が大きめになってきました。
・いずれにしても、原油価格は暫く高値水準が続き大幅な値下がりはない、と予想されています。また、原油価格の高騰が続くと世界の経済活動にマイナスの影響を与えるとみられています。一方、原油価格の高騰は、二酸化炭素の排出が少ない代替エネルギーの開発を促進するので、地球温暖化の抑制に貢献すると期待されます。

＜日本に石油を長期的・安定的に確保する方策例＞ⓐ産油国と人的交流・経済協力・投資事業などを進める。
ⓑ石油の供給元を中近東だけに集中しないで、分散する。
ⓒ日本の石油開発会社が、海外で石油を発見（探査、タンサ）し、生産する権利の契約（開発権益）を結び、開発する。
ⓓ石油を備蓄する。（原油を輸入し、日本で備蓄する）ⓔ二酸化炭素の排出が少ない代替エネルギーの開発を進める。
• 上記の例のうち、どれが易しく、どれが難しいかを考えてみましょう。できれば、容易なので実行が進んでいる順に順番をつけてみましょう。
• また、上記以外の方法があるかなどについても、意見を出し合って考えてみましょう。

－19－

3

＊石油を輸出している国では、どんな生活をしているでしょうか？ ＜産油国の生活・食べ物など＞（参考）

３．石油・ガスなどの化石燃料を大量利用しているため、地球温暖化による異常気象・その他様々な環境問題が生じてきたことを理解し、今後の取り組みなどについて皆で考えてみましょう• 食べ物・・・禁じられている食べ物はなーに？
お酒は飲めるでしょうか？
• コーヒーと紅茶・・・どんなコーヒーや紅茶を飲んでいると思いますか？
• モスクとコーラン・・・どんな宗教に関係するのでしょうか？
• 夏の気温・・・日中には何度ぐらいになるのでしょうか？
• イスラム暦・・・日本で使っている太陽暦とは、どのように違うのでしょう
イスラム暦
日本で使 ている太陽暦とは どのように違うのでしょうか？
• ベドウイン・・・ベドウインとは、誰のことですか？

＊石油・ガス等の化石燃料利用により発生する主な環境問題
環境は広範囲の分野を含みますが、ここでは石油・ガスなどの化石燃料を利用る場合に生じる環境問題について考えてみましょう。
• 石油やガスを利用していると、どんな環境問題が発生していますか？例えば、自石油やガスを利用していると どんな環境問題が発生していますか？例えば 自動車に乗ると、自動車はガソリンや軽油を燃料として走りますが、その時、主に炭酸ガス（二酸化炭素）、硫黄を含むガス、窒素を含むガスの三種類のガスを排出します。これらのガスは、車からだけでなく、発電所や工場などからも排出されています。
• 家庭で料理したり、オフロのお湯を沸かしたり、ストーブで暖房する時は、都市ガ
ス・プロパンガス・灯油などを使っています。これらはいずれも燃えると炭酸ガスと水（水蒸気）を出します。灯油の場合は硫黄や窒素を含むガスも少量排出します。
• これらのガスが排出されると、どんな環境問題が発生するか、聞いたことがありますか？―――石油やガスなどの化石燃料を利用すると発生する主な問題は地
球温暖化・酸性雨・大気汚染などです。
• （なお、石油やガス利用以外に起因する環境問題には、オゾン層の破壊などがあります）＊地球温暖化について

地球環境問題• 人間の活動が活発になり、技術・産業・経済が著しく発展した19世紀から20世紀にかけて、人間が石油・石炭・ガスなどの化石燃料を大量に消費するようになってから、地球表面の炭酸ガスなどの濃度が増えたために地球は暖かくなり、異常気象・農産物生産の減少・その他の問題が出てきたと言われています。
• 化石燃料を燃やすと二酸化炭素、一酸化二窒素(N2O)・その他が発生し、特に二酸化炭素は大量に発生します。これらは温室効果ガス（メタンガスなども含む）と呼ばれ、熱のエネルギーが大気圏外に出ることを妨げ、地球の温度を上昇させます。（地球に届く太陽エネルギーのうち約3割は反射されますが、残りは大気と地表面に吸収されて熱に変わります。その熱は赤外線の形で宇宙に放射されますが、その一部は大気中の温室効
果ガスに吸収されて（太陽エネルギーの一部が吸収されて）、生物が棲息できるように適度な温度に暖めています。

地球温暖化

＜酸性雨＞

－20－

4

種々の車エンジン・燃料電池の仕組みと、環境への影響を探ってみよう。

１．いろいろな模型を動かして見ましょう
次のような模型を用意しています。
１．ガソリンエンジンの模型・・・シリンダー内部でピストンが上下運動し

１．車の模型を動かして見ましょうて吸入ー圧縮ー燃焼ー排気行程行うことや、それらがクランクシャフトに繋がっていて上下運動を回転運動に変わるようすが見られます。電池で動かすと、それらの運動がわかります。
２．電池で走る車の模型・・・本物の電気自動車は複雑な装置が備わっていますが、電池を使う車模型も同じように電気で走ります。学校などでも簡単な車模型をグループ毎に作れると思います
も簡単な車模型をグルプ毎に作れると思います。
３．ラジコン模型車・・・電池で走りますが、前後・左右の走行をコントロー
ルできます。大小どちらかの模型を持参する予定です。
４．燃料電池車の模型・・・燃料電池に水素を注入して発電し、電気で走る車の模型です。工作用の簡単なキットも販売されていますが、燃料電池部分はやや高価です。

ガソリンエンジン車、電気自動車、燃料電池車、その他

２．種々の自動車エンジンの仕組みについて
Ａ．ガソリンエンジン
Ｂ．ディーゼルエンジン
Ｂ
ディーゼルエンジン
Ｃ．電気自動車
Ｄ．ハイブリッド車
Ｅ．燃料電池車

３．各種エンジンから排出されるガスなどと、それらの環境への影響について４．自動車や燃料源などのエネルギー・システムを比較して、
どのシステムがよいか、皆で考えてみましょう。

上記以外に太陽電池車の模型などもあります。あまり重くならなければ模型を持参します。

1

2

２．種々の自動車エンジンの仕組みと排出ガスなど

ピストンとクランクの動き

２-Ａ．ガソリンエンジンの仕組みについて
２-Ａ－a ガソリンエンジンの原理
ガソリンエンジンは、長い間改良されてきて、取扱いが容易で、コストも低いので、現在最も多く利用されている主力エンジンです。そのエンジンが回転する原理は次の通りです。
１．ガソリンを一定の比率で空気と混合して吸入し、圧縮したところに着火す
ガ
ると、燃焼して急激な膨張が起こります。
２．この膨張する気体の圧力によってピストンが押され、その動きがクランクによって回転運動に変えられます。燃焼ガスは排気されます。
３．この回転運動は、駆動輪などによりタイヤに動力が伝えられて車が動きます。
上記でエンジンが回転するためには、吸入ー圧縮ー燃焼ー排気の４行程（動作）が行われます。（スライド４ 参照）
3

4

2-Ｂ．ディーゼルエンジンの仕組み等について

ガソリン車 （ＮＩＳＳＡＮ ＦＡＩＲＬＡＤＹ Ｚ ）ディーゼルエンジンがガソリンエンジンと違う点は、主に次の通りです。
１．ディーゼルエンジンでは、軽油を燃料として、余熱と高い圧縮圧力(１５２５：１）によって自然着火させます。（電気火花による点火はしません）
２．燃焼システムや４サイクルの行程はガソリンエンジンと同じですが、吸気行程では空気のみが吸入し、圧縮行程の上死点手前で燃焼室に設けられた副室に燃料を噴射するようになっています。
ィ
有利 点 、軽燃焼時間 長 熱効率 高ディーゼルエンジンの有利な点は、軽油は燃焼時間が長く熱効率が高いこと（燃費が良く経済的に有利です）、低い回転数で高いトルク（回転力）が得られること、排気量を大きくすることができることなどです。それで、トラック・バス・４輪駆動車・船舶などの大型機関に広く使われてきました。
反面、騒音や振動が大きめなこと、エンジンの強度を強くするため重いこと、
排気ガス中の炭素分・窒素酸化物が多いことなど不利な面もありますが、研究開発により改善されつつあります。
（参考）上記２．で副室に燃料を噴射するのは、ノッキング（ピストンが上死点に達する前に燃焼が始まってしまうこと）を起こさないためです。また、改良の例として、 コモンレール式噴射により、燃料を電子制御して（副室でなく）直接燃料室に必要に応じて噴射する方法や、排気ガスを浄化するためにフイルター（ＤＰＦ）を装着する方法などがあります。
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1

ディーゼルエンジン

2-Ｃ．電気自動車の仕組み
電気自動車は、ガソリンではなく、電池に蓄えた電気を使って電動機を回転させ、その出力を制御装置で制御して走行します。電池には、予め充電器で充電しておく必要があります。走行中は排出ガスを出しません。
主な装置は、次の通りです。
１．電池・・・現在実用化されているものは、鉛電池(PbO2,Pb,H2SO等から成る）、
ニッケル・カドミウムやニッケル・メタルハイドライト電池、リチウムイオン電池があり 後者の２つはエネルギー密度や寿命が優れていますが高電池があり、後者の２つはエネルギ
密度や寿命が優れていますが高価です。（参考）エネルギー密度が大きいと、充電走行距離が長くなります。目標２００ｋｍ
２．電動機（モーター）・・・バッテリーから供給される電流が直流なので、直流電動機が使われてきましたが、最近は小型軽量でエネルギー効率がよい交流電動機が多く使われています。
（参考）その中でも、外側の円筒状の固定子でつくられた回転磁界と、内側の回転子（永久磁石）の磁界が同期して回転するようにした永久磁石型交流同期型モーターが主流です。

３．制御装置・・・アクセルペタルと連動して、電池から供給される電気エネル
ギーを調整し、電動機の出力を制御します。(参考）交流電動機を搭載している
場合は、直流を交流に変換するインバーターも内臓しています。

４．充電器・・・通常２００Ｖ・３０Ａで充電し、電池に電気を蓄えます。
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82-Ｄ．ハイブリッド車の仕組み

ハイブリッド車のしくみ• ハイブリッド車は、複数の動力源（石油を燃料とするエンジン、発電機など）を組合わせて、状況に応じて動力源を同時にまたは個々に作動させて走行する自動車です。主に次の3方式に分けられます。
１．シリーズ ハイブリッドシステム・・・エンジンで発電機を動かして電気を起こし、その電気でモーターをまわして駆動する方式です。
２．パラレル ハイブリッドシステム・・・エンジンと発電機・モーターの両方で駆動する方式です。発進時や加速時には主にモーターが、走行時や充電には主にエンジンが使われます。
電には主にンジンが使われます。
３．シリーズ・パラレル ハイブリッドシステム・・・シリーズ方式とパラレル方式を組み合わせた方式です。両方式を使い分けたり、両方を同時に作動したりして、細やかにエンジンの負荷を制御し、エネルギー効率を高めています。
（参考）車の発進時や加速時には、モーターが大きなトルク（駆動力）を発生して燃費も良くな
りますが、一方エンジンは２０００－３０００回転程度の高速走行になると大きなトルクを発生し、燃費も有利になります。ハイブリッド車は状況により、モーターとエンジンを使い分けて、排気ガスを少なくし、燃費を向上するようにしたものです。しかし動力源を複数もつためにシステムが複雑で重くなるので、小型軽量化と価格低減化を図っています。
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102-Ｅ．燃料電池車の仕組み

燃料電池の仕組み

先ず燃料電池について理解してから、燃料電池車の仕組みについて説明します。
2-Ｅ－a 燃料電池の仕組み
燃料電池は、水の電気分解の逆の反応を起こし、燃料とする水素と空気中の酸素から電気と水を取り出すものです。
（参考）化学式などを書いておきます。

・ （空気極の反応）（空気極
応）

1/2O2 ＋ ２H+ ＋ 2ｅ → H2O （Oは酸素を表します）（ は酸素を表 ます）・ （燃料極の反応） H2 → ２H+ ＋ 2ｅ （Hは水素、ｅは電子を表わします）（水素イオンは燃料極から電解質内を空気極に向かって移動し、電子を外部の回路で流れるよ
うにすると、その電流を取り出して利用できます）
燃料電池は、ほぼ４種類に分けられますが、ここでは比較的開発が進んでいる固体高分子形
燃料電池（PEFC）について主に説明します。PEFCは次のものから構成されていて、これらを一体化したものをセルと呼んでいます。
• セパレータ ； 燃料極 ； 電解質膜 ； 空気極 ； セパレータ
•
（水素極）
•
（アノード）（カソード）
これらのセルを多数合わした（積層した）ものが、電池となります。
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12

－22－

2

2-Ｅ－b 燃料電池車の仕組み

燃料電池車の構成Ⅰ（直接水素形）• 燃料電池車は、燃料電池で発電しながら電動機（モーター）を回転させ、その駆動力で走行する電気自動車です。それは主に次の装置から構成されています。
（１）直接水素形燃料電池車の場合
水素を水素ステーションから供給してもらい、燃料電池で発電する場合です。
燃料電池ー電動機ー制御装置 // 水素タンク（２）燃料改質形燃料電池車の場合
燃料ステーションからガソリン・メタノール等を供給してもらい、車上で水素に改質し（その過程で炭化水素（ＣＯ２等）も出します）、発電します。
等）も出します） 発電します
燃料電池ー電動機ー制御装置 // 燃料タンクー改質装置
・燃料電池自体からは水だけを排出し、温暖化の原因となる二酸化炭素や大気を汚染する物質は排出しません。ただし、石油や天然ガス等から燃料となる水素を製造する時は、二酸化炭素などを発生します。水力や太陽電池などによる電気で水素を電気分解して製造する時は、二酸化炭素を発生しません。
・燃料電池の課題は､材料として使用する白金（電極触媒）、電解質、セパレータの加工費等が高価なため、燃料電池の製造コストがまだまだ高いことです。
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3．各種エンジンから排出されるガスなどと、それらの環境への影響について燃料電池車 Ⅱ （ベンツ等）

3-Ａ．エンジンの燃料源などと排出ガスエンジンの起動力の元になる燃料源などは、主に次のように大別されます。
それらが燃えるときに排出されるガスについても付け加えておきます。
（１）炭化水素（ガソリン・軽油など）・・・主に二酸化炭素・水（蒸気）を排出します。
（参考）高温で燃焼すると、有害ガス（窒素酸化物／未燃焼の燃料（水素・炭素から成る）／粒子状物質（主に炭素粒子）などのも排出します。
（（参考）Ｃ ＋ Ｏ２ → ＣＯ２

Ｈ２ ＋Ｏ２ → H2Ｏ ）（２）電気・・・電気自動車に充電する電源は、通常発電所で発電される電気が送電されてきたものです。排出ガスの割合は、発電機の種類や燃料などにより異なります。
（参考）火力発電の場合・・・燃料は石油・ＬＮＧなので、二酸化炭素を排出します。
原子力・水力・地熱・太陽光・風力発電の場合・・・二酸化炭素はごく僅かしか排出しません。しかし、地熱・太陽光・風力発電による発電量の割合は未だごく僅かです。なお、2002年の発電電力量の構成比率は、火力発電（石油・ガス）36％ーー
原子力31％ーー火力（石炭）22％ーー水力9％－ーその他2％です）
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3-B．各々のエンジン、燃料源、排出ガスの一覧
3-Ａ．エンジンの燃料源などと排出ガス（続き）• （エンジン等）
a.ガソリンエンジン（燃料源）（排出ガス）
炭化水素（ガソリン） 二酸化炭素（ＣＯ２）
その他有害ガスb.ディーゼルエンジン 炭化水素（軽油）二酸化炭素（ＣＯ２）
その他有害ガスc.電気自動車
電気車からはＣＯ２ を出さないが、発電過程である程度のＣＯ２を出す (排出量は少なめ）を出す。(排出量は少なめ）
d.ハイブリッド車 炭化水素（ガソリン、軽油） 二酸化炭素（ＣＯ２）など（上記a..b.より排出少ない）
e.燃料電池車
水素
燃料改質型や副生水素を利用する場合はある程度のＣＯ２を出す。
再生可能エネルギーで製造する水素を使う場合は、
ＣＯ２を排出しない。

（３）水素・・・燃料電池車の燃料源は水素（Ｈ２Ｏ）です。
水素の製造法は次のように大別されます。
a.化石燃料（石油、天然ガス、ナフサ等）を改質して製造する方法（製造する
過程二酸化炭素を出します）。

b.製鉄・石油化学・食塩製造（電気分解）等で水素を副生する方法（若干の二酸化炭素が出ますが、上記の改質法よりは、排出量が少ないです）。

c.再生可能エネルギー（太陽光・水力・バイオマス等）から電力を得て、電気分解で水素を製造する方法（（一般に二酸化炭素は出しません）。
般に 酸化炭素は出しません）。
燃料電池車は、次のように分けられます。
x.直接水素形燃料電池車の場合・・・水素ステーションで車の水素タンクに水素を充填してから走行します。（水素ステーションには上記a. b. c.で製造された水素が運ばれて貯蔵されます。中長期には主にb.の副生水素が用いられそうです。長期的にはc.の水素を利用するのが望ましいのですが、普及するには今後10－20年程度はかか
りそうです）。

y.燃料改質形燃料電池車の場合・・・燃料ステーションで石油・メタノール
等を燃料タンクに積んで、車上で水素に改質して走行します。（車が重くなり、改質過程では二酸化炭素を出しますが、既存のインフラを利用できるので、過渡的に利用される可能性があります）

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3

3-C.排出ガスから起こる環境問題• 上記のエンジンから排出されるガスなどにより、発生している
主な環境問題を挙げておきましょう。
3-Ｃ-a 地球温暖化
人間の活動が活発になり 技術・産業・経済が著しく発展し人間の活動が活発になり、技術・産業・経済が著しく発展した19世紀から20世紀にかけて、人間が石油・石炭・ガスなどの化石燃料を大量に消費するようになってから、地球表面の炭酸ガスなどの濃度が増えたために地球は暖かくなり、異常気象（台風やハリケーンの大型化・豪雨や洪水の増加）・干ばつや乾燥による農産物生産の減少・海面上昇（氷河の溶解による）などの問題が出てきました。
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3-C-b 酸性雨

化石燃料が多量消費されている理由• 化石燃料が燃焼すると、燃料に含まれている硫黄や窒素が酸素と結合して酸化物となり、それらが大気中排出されると、大気中や雲の水分などと結合して硫酸や硝酸になります。
（参考）

地球温暖化などの問題があるにもかかわらず、化石燃料が多く消費されている理由は• 他のエネルギーに比べて価格が安く、特に競争が激しい経済活動などに有利です。
• 化石燃料は使いやすい状態になっており、特に石油は液体なので貯蔵・輸送・利用するのが最も容易なエネルギーです。
なので貯蔵輸送 利用するのが最も容易なエネルギ です。

硫黄 → 硫黄酸化物(SOx) → 硫酸(H2SO4)
窒素 → 窒素酸化物(NOx) → 硝酸(HNO3)• それら
それらの汚染物質は雲などに取込まれ降雨時に酸性の雨と汚染物質は雲など 取込まれ降 時 酸性となって、地表面に降ってきます。それらは酸性雨となる過程
で大気中を移動しますので、国境を越える国際的な大気汚染となっています。
尚、硫黄化合物などは、火山の活動などによっても発生しています（日本では全体の約20％）

しかしながら、石油やガスはいずれ埋蔵量が少なくなり、生産するコストもだんだん高くなり（巨大油田が少なくなり、より深い所を掘削する必要が出てくるためです）、また環境問題も深刻になる恐れがありますので、その利用が限られてくると考えられています。それで新エネルギーを開発したり、原子力エネルギーの代替エネルギーの利用を増やすよう検討されてきましたが、種々の課題もあり、なかなか進んでいない
状況にあります。

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4-B.環境面などから、どのエンジン・システムが望ましいか考えて、順番などをつけてみましょう。

ハイブリッド車 （ＴＯＹＯＴＡ ＥＳＴＩＭＡ ＨＹＢＲＩＤ）＜＜例＞＞ ①～ ⑥の順で、二酸化炭素排出割合が多くなります。
①直接水素型燃料電池車・・・水素の供給方法により、二酸化炭素（ＣＯ２）の排出量が異なり、次の順で排出は多くなります。
a.再生可能エネルギーで電力を得て、電気分解で水素を製造する場合
b.各業種の製造過程で水素を副生する場合
c.化石燃料（石油、天然ガス、ナフサ等）を改質して製造する場合
但し、水素ステーション等の整備に長期間かかる見込みです。
②燃料改質型燃料電池車②燃料改質型燃料電池車・・・改質過程でＣＯ改質過程でＣＯ２を排出します。
を排出しますしかし、既存の化石燃料等の供給設備が利用できます。
③ハイブリッド車・・・ＣＯ２排出量はまだ多めですが、既存のインフラが使えます。
④電気自動車・・・ＣＯ２排出量はあまり多くないのですが、充電設備などを整備していく必要があります。
⑤ガソリンエンジン・・・ＣＯ２は排出しますが、窒素や硫黄の酸化物の排出は少なくなりました。
⑥ディーゼルエンジン・・・燃料は軽油で、ＣＯ２排出はガソリンより少ないのですが、窒素酸化物やＰＭ(粒子状物質）の削減が課題になってい
ます。
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－24－

4

4-D. 地球温暖化問題等解決のための水素・燃料電池
エネルギー社会への移行について• 最後に超長期的なエネルギー問題解決の方向について、まとめておきましょう。
•

地球上では、二酸化炭素ガスなどの放出増加に伴い、地球温暖化とそれに伴う異常気象の度合いが大きくなり、災害の規模も年々大きくなりつつあると考えられています。また、近年、主要エネルギー源(石油等の化石燃料)の供給不足・枯渇可能性が出てきて価格が高騰し、更に６０臆人石燃料)の供給不足
枯渇可能性が出てきて価格が高騰し、更に６０臆人を超えて増加している人口問題を抱えているので、その抜本的な対応策
として、エネルギーの転換を迫られています。それは燃焼する時に二酸化炭素（CO2）を放出する化石燃料から、それを放出しない太陽光・水素（燃焼時に無害の水を放出する）風力等のエネルギーに転換することです。

•

燃料電池は水素（H）を燃料としますので、以上の目的に合っており、またエネルギー効率（発電効率等）も高くできます。
水素（２H2） ＋ 酸素（O2） → 水（２H2O） （水のみを排出します）
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－25－

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教科等コーナー「来年度からのエネルギー教育のあり方」～新学習指導要領に即したエネルギー教育の教材の選び方～

広島大学大学院教育学研究科

角屋

重樹

教授

エネルギーとは○ エネルギーは物質のように実在する物ではない

新学習指導要領に即したエネルギー教育の教材の選び方
ネルギ 教育の教材の選び方○ 「物体に物体に 仕事
仕事『
『（力）
（力）×
×（距離）
（距離）』
』をする
能力がある」 ときに「物体はエネルギーを持つ」↓↑「物体が他の物体を動かす能力をもつ」

エネルギーの種類

保存則

位置エネルギー① 力学的エネルギーの保存
力学的エネルギー ＝（位置エネルギー）＋（運動エネルギー）① 力学的エネルギー
運動エネルギー② 熱エネルギ
熱エネルギー③ 電気エネルギー④ 化学エネルギー⑤ 光エネルギー⑥ 波のエネルギー⑦ 核エネルギー② エネルギーの保存
エネルギーの総量は一定

小、中学校のエネルギー教育の意義
小学校 ： エネルギーの実感○ エネルギーの体感○ エネルギーの変換・保存の体感的理解

小、中学校の各学年におけるエネルギー教育の意義

中学校 ： エネルギーを定式的にとらえる① 基本的な概念を様々な現象に関係づける力② 数量的データをもとに考察する力③ 科学的に思考し、表現する力

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第３学年

第４学年

Ⅰ 学習内容（１） 風の働き（２） （光の当て方）と（明るさ、暖かさ）（３） 地面の暖かさや湿り気の違い（４） 磁石に引きつけられる物（５） 電気を通す（つなぎ方、物）↓Ⅱ 教材観① 風力や太陽光、磁石、電気などをエネルギーとして体感する② 体感や観察によってエネルギーを感覚的にとらえる。
③ 自分の意志により、光や乾電池によるエネルギーを制御する。

第５学年

Ⅰ 学習内容（１） 光電池の働き
Ⅱ 教材観① 太陽の光のエネルギーが電池として電気に変換される
太陽の光のエネルギ が電池として電気に変換される。
↓○ 光エネルギーは電気エネルギーに変換される。
② 光電池のエネルギーを化学エネルギーとしての電池と比べると、なくならない 。

第６学年

Ⅰ 学習内容（１） 振り子の運動

Ⅰ 学習内容（１） 発電、蓄電（２） 電気の、光、音、熱への変換（３） 電気による発熱（２） 電流の働き（磁化、極の変化、電磁石）

Ⅱ 教材観① 電気エネルギーは、熱、光、音などのエネルギーに変換される。

Ⅱ 教材観① 振り子の運動→
振り子の運動→位置エネルギーと運動エネルギーの関係↓
力学的エネルギーが保存② エネルギーは様々なエネルギーに変化するが、それは保存されている。

② 電磁石 → 電気と磁石の相互関係 → 発電機

中学校第１学年

中学校第２学年

Ⅰ 学習内容（１）力とバネの伸び

Ⅰ 学習内容（１） 電流がつくる磁界（２） 磁界の中の電流が受ける力（３） 電磁誘導と発電（４） 電気とそのエネルギー（電力量
電気とそのエネルギ （電力量、熱量）
熱量）

Ⅱ 教材観
① バネの弾性力による位置エネルギー
バネの弾性力による位置エネルギ↓↑
万有引力による位置エネルギー

Ⅱ 教材観① 電流と磁界の相互関係の定式化② 電流と磁界による発電③ 電力量と熱量の関係の定式化② 力によりエネルギーが顕在化

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2

中学校第３学年
Ⅰ 学習内容（１） 仕事とエネルギー（２） 力学的エネルギーの保存（３） 様々なエネルギーとその変換（４） エネルギー資源（放射線を含む）
Ⅱ 教材観① 仕事とエネルギー の関係② 閉じた系におけるエネルギーの変換③ エネルギーの保存

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教科等コーナー「来年度からのエネルギー教育のあり方」～エネルギー問題をどう教材化するか～

京都教育大学大学院教育学研究科

山下

宏文

教授

エネルギー問題をどう教材化するか
京都教育大学山 下 宏 文＜講演内容＞
１．エネルギー環境教育とは→エネルギー問題に対応できる環境教育の必要性

２．エネルギー問題の教材化①エネルギー環境教育のカリキュラム開発
・ エネルギー環境教育東京ワークショップの事例→

認識内容を、存在・有用・有限・有害・保全の五つの視点から構成する。

・ アメリカ・ウィスコンシン州エネルギー教育プログラムの事例→

四つのメインテーマ（12 のサブテーマ）から 102 のエネルギー概念を構成する。
②エネルギー問題の教材化に向けて・中学校における教材化例→

自然・地理・環境条件、歴史的条件、政治・国際・社会的条件、科学・技術、

消費・日常生活の五つに対応した教材
・小学校における地球温暖化の教材化例→

北極からの手紙、ホッキョクグマの生態と地球温暖化、北極地方の人々と温暖化、温暖化のしくみや影響、温暖化防止のために

３．これからのエネルギー環境教育のあり方
・

学力形成としてのエネルギー環境教育を

・ 将来の社会を展望するエネルギー環境教育を
・ 問題意識の共有と教育課程への明確な位置づけを－29－（ぺんてる発行）

＜資料＞『持続可能な社会に向けたエネルギー環境教育の実践』（国土社・2009.2 発行予定）より
１．エネルギー環境教育の目標 －未来へのまなざしをもった人間形成

エネルギー環境教育が目指すところは持続可能な社会の実現である。持続可能な社会に向かって、エネルギーの問題を解決しながら持続可能な社会に相応しいエネルギー利用のあり方を創出してゆくための教育である。
（財）社会科経済生産性本部・エネルギー環境教育情報センターが 2006 年に作成した「エネルギー教育ガイドライン」では、エネルギー教育（エネルギー環境教育）の目標を「持続可能な社会の構築をめざし、エネルギー・環境問題の解決に向けて適切に判断し行動できる人間を育成する」としている。また、この目標にもとづき学校教育におけるエネルギ
ー教育の目標は、「持続可能な社会の構築をめざして、エネルギーやエネルギー・環境問
題にかかわる諸活動を通じてエネルギーやエネルギー・環境問題に関する理解を深める共に課題意識を醸成し、その解決に向けて適切に判断し行動できる資質や能力を養う」となっている。
未来へのまなざし
こうしたエネルギー環境教育の目標を達成するためには、「未来へのまなざしをもった人間形成」を強く意識することが重要である。
本来、教育というものは、こらからのあるべき社会像を展望し、それに向かって進んで行かなければならないものである。現在の学校教育の関心は、もっぱら学力の向上に集中しているが、学力は「社会とのかかわり」で論じられなければならず、社会と切り離した
ところでそれをとらえてもあまり意味はない。重要なことはこれからの社会を生きるうえ
で必要な学力とは何かを見極めることである。そのためには、明確な社会像の展望をもたなければならない。曖昧な社会像からは曖昧な学力観しか生じないのである。
これからのあるべき社会像といっても、不明確なこと、不確実なこと、不安定なことなどが多くあるのも事実である。しかし、明確になっている社会像もある。それは、「持続可能な社会」という社会像である。未来に向かって持続可能な循環型の社会を創出していかなければないということは、全世界がめざす共通の社会像でもある。こうした社会の実現に向けて、地域環境や地球環境に対する関心と理解を深め、その問題解決のために実践行動できる人間形成を図ることが、こらからの教育の本質として問われねばならない。エ
ネルギー環境教育においては、「未来へのまなざし」が強く必要である。
総合性の原理
未来へのまなざしを持ち、実践行動のできる人間形成を図るためには、そこに「総合性の原理」が貫かれていなければならない。ここでいう「総合性」とは、単に内容の学際的・総合的性格のみを意味しているわけではない。環境教育の三つの視点の総合こそが、総合性の原理の本質である。

－30－

環境教育の三つの視点とは、「環境について」、「環境の中で／からの」、「環境のために」のそれぞれの視点である。これらは「環境に対する正しい認識」、「環境をとらえる技能と感性」、「環境をよりよくする態度や行動」といったことと対応するが、これらの視点はそれぞれが個別にあるのではなく、三つが総合されたところに環境教育が成立するのである。単に認識を育てればよいと言うわけでもなく、調べる力が身に付けばそれでよいというわけでもない。「認識」と「学ぶ力」と「態度」が一体となり総合されなければならない。こうした総合によって初めて、「環境と自分とを一体的にとらえ、鋭い感性と認識力を用いて、環境システムをとらえ、環境問題や環境の質の向上について価値判断に基づく実践的解決行動をする人間的資質」すなわち「認識と価値判断に基づく実践的解決行動の人間的統合の資質・能力」という 21 世紀を生きる「知的市民性」6)が育つのである。
持続可能な社会を実現するという未来へのまなざしをもち、エネルギーの問題にかかわる認識と価値判断に基づいて実践行動のできる人間の育成が、エネルギー環境教育の目指すところである。
２．エネルギー環境教育の内容 －認識内容の構造化を図る

エネルギー環境教育が扱う内容は、この教育が学際的・総合的であるということからも明らかなように、かなり広範囲で多岐にわたっている。認識内容が広範囲になればなるほ
ど、全体像がぼやけてしまい、曖昧な認識や部分的な認識、あるいは誤った認識に留まってしまやすい。総合的な認識をしっかりもてるようにするために、認識の構造化が必要である。そして、そうした認識の構造化を可能とするためには、認識内容を構造化しておく
ことが前提である。全体と部分という関係が明確になっていれば、部分を積み上げること
によって全体を構築できるが、全体が不明なところで部分を積み上げても、それはいつまでいっても部分の寄せ集めにすぎない。
エネルギー環境教育の認識内容の構造化に関して、東京のエネルギー環境教育ワークシ
ョップが開発したモデルと、アメリカのウィスコンシン州のエネルギー教育プログラムを紹介しておくこととする。
エネルギー環境教育東京ワークショップが開発した認識内容の構造

1)

東京のエネルギー環境教育ワークショップでは、エネルギー環境教育の認識内容の構造化を図るために、エネルギーをとらえる視点として「存在」「有用」「有限」「有害」「保全」の五つを設定した。これら五つの視点から「エネルギー」をとらえると、次のような認識内容が現れてくる。
・存在－エネルギーの存在や性質に関すること

・有用－

エネルギーの生活や社会における利用に関すること・有限－エネルギー資源の有限性に関すること

・有害－エネルギーの利用に伴って生じる有害性に関すること

－31－

・保全

－

エネルギーの保全に関すること

これらの内容は、まず、身のまわりのエネルギーの存在に気付くことから始まる。そして、自分たちの生活や社会において、エネルギーが重要な役割を果たしていることを確認する必要がある。そのうえで、エネルギー資源には限りがあることやエネルギーの利用によって廃熱・廃棄、環境破壊等の有害性も生じることに着目する必要がある。そして、「有限」という枠組みの中で、「有害」をいかに減少させ、「有用」を持続させていうかという「保全」の視点からの認識形成を図っていこうとするのである。
こうした五つの視点から、小学校から高等学校までを見通した概念形成の体系を一覧表にしたのが表１である。この概念形成の枠組みは、現在、改訂中であるが、基本的な構造に変更はない。
ウィスコンシン州のエネルギー教育プログラムにおける認識内容の構造

2)

アメリカでは、早くからエネルギー教育の体系的なカリキュラムを開発してきている。
そのひとつにウィスコンシン州のエネルギー教育プログラム（K-12 Energy Education
Program）がある。このプログラムは、州が産官学協働の非営利団体を設立し、そこで幼稚園から第 12 学年（高等学校）までの体系的なエネルギー教育のプログラムを開発し、普及、実施、評価まで行っていくというものである。
このプログラムにおいて、体系的な概念形成の枠組みが提示されている。その枠組みは、
４つのメインテーマのもとに 12 のサブテーマを配し、さらにその下に 102 の形成すべき基
本的概念を設定するというものである。４つのメインテーマと 12 のサブテーマは次のようになっている。
●メインテーマ１．私たちはエネルギーを必要とする①エネルギーの定義②エネルギーに関する自然の法則③システムにおけるエネルギーの流れ④非生物のシステムにおけるエネルギーの流れ⑤生物のシステムにおけるエネルギーの流れ⑥人間社会を含めた生態系におけるエネルギーの流れ●メインテーマ２．エネルギー資源の開発⑦エネルギー資源の開発⑦＋再生可能エネルギー資源の開発⑧エネルギー資源の消費●メインテーマ３．エネルギー資源の開発効果⑨生活・生命・人生の質⑩環境の質●メインテーマ４．エネルギー資源の利用管理⑪エネルギー資源の利用管理－32－

⑫エネルギー資源の開発と利用の未来展望
これらのメインテーマ及びサブテーマの下に，形成すべき具体的概念が示されることになるが，その一例としてメインテーマ３の⑩環境の質における具体的概念を示すと次の通りである．（（）内の数字は対象学年の範囲）
・エネルギー資源の開発や利用は身の回りの環境の状態を変化させる．（K-4）
・急激なエネルギー資源の開発と利用は環境の急激な変化をもたらすこともある．（5-8）
・ウィスコンシン州の環境はエネルギー資源の開発と利用で変わり続ける．（5-8）
・再生可能エネルギーの使用は環境への影響が少ない．（5-8）
・環境の回復より保護の方が費用，エネルギーともかからない．（9-12）・再生可能エネルギーの技術の開発，製造，流通及び据え付けに環境絡みの費用と便益がある．各技術とその適用（例えば集中と分散）ごとに特有の費用と便益が伴う．
（9-12）
こうした具体的概念がそれぞれのサブテーマの下に設定され，その合計が 102 となるのである．
こうした，概念形成の枠組みや具体的概念を明確にすることにより、認識の構造化が図られ、エネルギーにかかわる総合的な認識が可能となる。
３．エネルギー環境教育の方法 －探求型の学習を重視し子ども主体性を発展させる

子どもの主体性の確立
エネルギー環境教育の学習方法は、環境教育の学習方法と基本的に同じである。この学習においては、こどもの「主体性」をいかに確立していくかということが重要である。こ
こでいう「主体性」とは、学習主体である子どもの生き方やあり方にかかわるということであり、「生きる力」としての「自ら課題を見付け、自ら学び、自ら考え、主体的に判断し、行動し、よりよく問題を解決する資質や能力」に直接かかわるということである。
子どもは、これまでの社会を見直し、これからは持続可能な社会を構築する市民として生きていかなければならない。今日の地域社会や地球社会において、最も重要な課題のひ
とつは、エネルギーの問題の解決である。そのためには、社会を構成する一人ひとりが問題の所在を自覚し、地球益・人類益といった観点にたって行動しなければなるまい。
こうした主体性を確立させるためには、学習にあたり次のような諸点からの検討をしておくことが必要になる。
・子どもは現実の社会生活の中で、「エネルギー」に対してどのようなイメージや認識をもっているか明らかにするとともに、学習主体がどのような関心や知識、解決への意欲をもっているかを明らかにしておくこと・現在のエネルギーの問題が、日常的、地域的、地球的レベルでどのような問題構造を有しているのかを明らかにするとともに、それらの問題が学習主体と直接・間接にどうかかわっているのかを明らかにしておくこと
主体性の原理を確立するためには、学習者が主体性をもって学習を進めていくことであ－33－

る。主体性をもって学習するためには、学習者の関心や問題意識が明確にされなければならない。したがって、そうした学習者の関心傾向や問題意識、知識や行動に関してしっかり把握しておくこと、すなわち「エネルギー」に対する学習主体の意識、認識、行動の様態がどのようになっているかを明らかにしておくことが必要である。
また、学習の出発点における学習者の関心や問題意識は、「あるもの」ではなく「喚起すべきもの」である。主体性は、動機づけられるべきものあるいは学習によって拡大していくものであり、決して最初から存在するわけではない。関心や問題意識を喚起するためには、現在のエネルギーの問題と学習主体の密接なかかわりを浮き彫りにし、自分自身の問題として意識させることである。そのためには、エネルギーの問題の構造を明確にし、それらと学習主体とのかかわりを具体的に提示することができなければならない。曖昧な問題意識は、曖昧な認識形成や態度形成に留まってしまう。
学習者の主体性は、学習による学習者の意識、認識、行動などの変容をたえず評価していくことによって期待することができる。学習前の学習者の意識、認識、行動の様態を明らかにしておくことは、その後の変容をきちんととらえるための前提となる。そして、エ
ネルギー環境教育を通して、学習者の主体性はエネルギーの問題の解決に向けての価値観や態度、行動力の形成といった人間形成に向かっていくことにならなければならない。
探求型学習の重視
子どもの主体性は、問題をつかむ、予想する、調べる、話し合う、表現する、発展するといった一連の探求型学習を重視することによって発揮できる。その中で子どもは、自ら「学び方」をも獲得していくことになるのである。「調べる」活動では、特に、体験、観察、測定、調査、実験等の具体的活動が重視されなければならない。こうした探求型学習を基本としつつ、子どもの発達段階に応じて、体験型学習、参加型学習、問題解決型学習
等を組み込んでいくことが必要となる。体験型学習は、子どもの経験の再構成を図ることを目的とした学習で、自然体験や社会体験を通しての自然やエネルギーとの対話や人とのふれ合いなどを重視する。また、この体験型学習は学習の動機づけや興味・関心の喚起といった点からも重視されなければならない。参加型学習は、エネルギーにかかわる活動や行動を通して、環境保全の意味や重要性を考えるともに、その具体的な方法を身に付けることを意図する学習である。さらに、問題解決型学習は、子ども自らが見つけたり感じた
りした問題を子ども自ら追求し、追求していく過程で培われた思考や価値判断に基づいて
実践的行動へと発展させ、子ども自らが問題解決に取り組んでいく学習である。
学習方法においては、小学校の低学年は体験型学習を中心とし、それ以降は探求型学習を基本としながら行動型学習や問題解決型学習にも取り組み、高等学校では問題解決型学
習の要素を強めるといった発達段階に即した発展が必要である。
関係機関との連携
エネルギー環境教育の方法において、関係機関と連携するということも積極的に推進する必要がある。エネルギーに関係する企業やＮＰＯ、行政や研究機関等においては、学校－34－

教育との連携に極めて積極的な機関が多い。こうした機関には専門的知識や技能をもった人材が豊富に存在する。学校では準備できないような機器や機材なども備えている。また、国内外のエネルギー事情に関する最新のデータや新しい技術開発の動向にも詳しい。さら
に、学習用のカリキュラムや教材まで用意しているところもある。こうした関係機関を積極的に活用することにより、エネルギー環境教育の学習をより充実させることができる。
関係機関との連携において重要なことは、学習の意図の共有である。連携に対する意思の疎通である。何のための連携か、カリキュラムのどの部分にかかわるのか、どんな知識や技能を求めているのか、その学習の目標は何かといったことに対する明確な共通理解が必要である。そして、あくまでも教育の主体は、学校であり教師である。連携機関は教育目標を効果的・効率的に達成するための支援者であり、教師の意図のもとでこそ役割を果たすことができるということを忘れてはなるまい。こうした連携にあたっての前提条件を踏まえれば、連携先に「おまかせ」といったことはあり得ないし、また「企業的見地」が授業に持ち込まれることもない。
エネルギー環境教育を進めるにあたって、関係機関との連携を上手に位置づけることが求められている。

＜注＞1)佐島群巳,高山博之,山下宏文編『エネルギー環境教育の理論と実践』，国土社，2005，
pp.76-81．
2)原口博之・碇多香子「アメリカ ウィスコンシン州のＫＥＥＰカリキュラム」，エネルギ
ー環境教育研究会編『持続可能な社会のためのエネルギー環境教育～欧米の先進事例に学ぶ～』，国土社，2008，pp168-187．
＜参考文献＞
佐島群巳,山下宏文,石原淳,鈴木真,伊原浩昭「エネルギー環境教育の体系化に関する研究」，
帝京短期大学紀要，N0.14，2006，pp.97-114．
山下宏文編著『エネルギー環境教育Ｑ＆Ａワーク』，明治図書，2008

－35－

335

エネルギー・資源 Vol. 29 No. 6（2008）

展 望 ・ 解 説

海外におけるエネルギー環境教育
Trends of Energy and Environmental Education in Foreign Countries

山

下

宏

文*

Hirobumi Yamashita

それに見合うだけの知識や資質が不可欠であるという認識

１．はじめに−欧米におけるエネルギー環境教育の

である．

分類

次がドイツのように「エネルギー」の問題を環境教育の海外といっても，欧米の先進諸国に限られることである

ひとつの重要な内容として位置づけ，環境教育の一環としが，これらの国々では早くから教育において「エネルギー」て展開しようとするタイプである．イギリスがこのタイプの問題に取り組んできた．その取り組みは，我が国と比べに分類できる．

ればかなり先行しているとしか言いようがない．近年では，

イギリスは，1970年代初頭の環境教育の草創期から，「持続可能な開発のための教育」といった考え方が国際的「エネルギー」の問題を環境教育の重要な内容として位置に浸透しつつあり，特に欧州の先進国などではこの観点かづけてきた．例えば，1960年代の末に開発された大学入試

ら「エネルギー」の問題の扱いをさらに重視しようとして資格試験（Ａレベル）のための「環境学習」教授要目では，いる．

環境学習の内容として，４つのセクションを設けているが，欧米の先進国のエネルギー環境教育の取り組みをその特

その第１のセクションは「自然の中でのエネルギーの流れ

徴で見ると，おおよそ３つに分類することが出来る．

と資源の限界」となっている．その後，セクション２「生まず，フランスのように，まさに「エネルギー」の問題

態系」，セクション３「環境の中での有機体としての人間」，

を中心としたエネルギー教育を展開しようとするタイプでセクション４「フィールドスタディ」となっている．このある．スウェーデンはこのタイプから出発した．

ように，イギリスの環境教育では，「エネルギー」は環境

スウェーデンは，1980年の原子力発電をめぐる国民投票を認識するための基本的事項として扱ってきているわけで以後，教育における「エネルギー」の問題の扱いを重視しある．

てきた．そのころの教科書をみると，自然科学系，社会科

ドイツが環境教育として「エネルギー」の問題を重視し学系の何れの科目においても「エネルギー」に関して詳し始めたのは1980年代後半であり，イギリスに比べるとややく記述されている．また，総合的な科目の教科書でも「エ遅れる形となる．しかし，ドイツの場合は，環境をよくしネルギー」に関する内容を大きく扱っている．これらの教ていくためには「エネルギー」の問題への対応が不可欠で科書における記述の特徴としては，「事実やしくみの説明あり，日常生活において省エネ実践ができる態度形成が必を中心とし，価値的な方向づけをしない」「トレードオフ

要であるという捉え方を前面に出している．

の関係を必ず提示する」「原子力発電に関する内容を詳し

３つ目のタイプはアメリカである．アメリカは，環境教く扱う」「将来の社会を見据える」といったようなことが育として「エネルギー」の問題を捉えるというより，国家指摘できる．

戦略という観点を意識しつつ，科学教育や技術教育の中でフランスとスウェーデンの原子力発電に対する政策は，「エネルギー」の問題を重視してきた．また，連邦レベル

フランスは原子力中心，スウェーデンは脱原子力というよや州レベルでエネルギー教育の体系的なプログラムも開発

うに正反対であるが，教育におけるスタンスは共通する．

している．連邦レベルではNEED（National Energy

政策を教育に持ち込むのではなく，あくまでも国民が選択

Education Development）のプログラム，州レベルではウ

する上で必要な知識や態度の形成を図るということであィ ス コ ン シ ン 州 の KEEP（ K-12 Energy Education

る．「エネルギー」の「かしこい選択」をするためには，

Program）などが知られている．こうしたプログラムを通して，幼稚園から高等学校までを一貫したエネルギー教育*京都教育大学教育学部教授〒612-8522 京都市伏見区深草藤森町1E-mail：mountain@kyokyo-u.ac.jpが行えるようになっている．

－36－
−8−

欧米の先進国におけるエネルギー環境教育の取り組みのエネルギー・資源 Vol. 29 No. 6（2008）336

特徴を３つに分類してみたが，以下ではそれらの分類を代線の法規表する「フランス」「ドイツ」「アメリカ」のそれぞれの国

地理・歴史（技術課程）−今日の世界，現代科学・テクにおける取り組みを詳しく見てみたい．

ノロジー・コミュニケーションの進歩
2005年の中学校科学分野の教育課程の改訂において，２．フランスにおけるエネルギー環境教育「総合的テーマ」という科目が必須で創設された．その目エネルギー資源に乏しいフランスは，国家的にエネルギ

的は次のようになっている．

ー教育（エネルギー環境教育）を重視し，積極的に取り組「生徒が中学校教育を修了した時に，自分の生きている

んできた．フランスの教育は，社会的な課題に対して敏感

世界を総括的にイメージできるようになっていることが求に反応するが，エネルギー問題にも早くから対応してきた．

められる．このイメージは，個人にとっても社会にとってフランスがエネルギー教育を重視するようになるのはも必要な問題を学習することによって得られる．共通な知

1970年代の後半からである．オイルショックやアメリカの識の習得という目的を明確にすることで，生徒は学習科目

原子力発電所の事故などを通して，エネルギー問題への関間の密接な関係を認識でき，また総合的な視点から現代社

心が教育においても高まってゆく．1980年代になると脱原会の現実を分析することができるようになるのである．」

子力で登場したミッテラン政権下，エネルギーの安全保障

この目的に基づいて，６つのテーマが設定されている．

に関する政策論議を経て，フランスは原子力中心のエネル

６つのテーマとは，「エネルギー」「環境と持続可能な発展」

ギー政策へと転換してゆく．そうした中で「エネルギー教「気象学と気候学」「科学的視点からの世界の統計的考察様

育」はまさに教育的課題として大きくクローズアップされ式」「健康」「安全」であるが，「エネルギー」が第１のテることになる．1990年代になり，国内におけるエネルギーーマ，「環境と持続可能な発展」が第２のテーマとなって問題が落ち着いてくると，社会的にも教育的にもエネルギいる点に注目したい．すなわち，現在のフランスの教育に

ー問題への関心は低下してくる．しかし，2000年代になりおいては，「エネルギー」や「環境」にかかわることがら

地球温暖化の問題や持続可能な社会の構築といった課題がを重視し，「持続可能な社会を目指す教育」を前面に打ち大きく浮上してきたことで，エネルギー教育の重要性が再出していることが読み取れるのである．また，第３のテーび注目され，その実践の徹底が促されるようになっている．

マである「気象学と気候学」というのも「地球温暖化」とフランスのエネルギー教育は，教育課程や教科書に明示密接に関わっている．

して展開するというのが特徴である．教育課程における総合的テーマとしての「エネルギー」の扱いに関しては，「エネルギー」の扱いは，次のようになっている．

「エネルギーやエネルギー資源に関わる問題は公平な考え○小学校高学年（８〜10歳）

を必要とする重要な社会的課題であること」，さらに「地科学−使用可能なエネルギー源の簡単な例示，エネルギ

球の未来のために世界的規模でのアプローチが必要である

ー消費と節約，太陽光発電暖房器についての概念こと」といった認識に基づくとしている．そして，「将来，○中学校（11〜14歳）

選択しなければならないときに，市民として見識のある議

生命科学・地球科学−臓器の作用とエネルギーの必要論ができるように，この分野での知識を持つことが望まし

性，地球の内部活動

い」となっている．

技術−エネルギー（機械の動きで活用されるさまざまな中学校における総合的テーマ「エネルギー」の位置づけ

エネルギー）

は，小学校からの継続・発展として，さまざま分野の用語

総合的テーマ−エネルギー，環境を使用しながら「まとまりのあるエネルギーのイメージを○高等学校（15〜17歳）

つくりあげ，エネルギー概念理解の基礎をつくる」ことで生命科学・地球科学−地球の熱機構，機構の働きとエネある．小学校では，主に，エネルギー資源について学習し，

ルギー，エネルギー保存の法則からのアプローチ，原子中学校では，エネルギー資源とエネルギー変換の概念を中核反応

心に学習する．そして，これらの概念が「生命体の機能の歴史・地理−人間社会と環境，19世紀半ばから1939年ま仕方を理解すること，機械や経済構造を分析すること」にでのヨーロッパと北米における工業時代，第５共和政下不可欠であり，持続可能な発展の視点から安全，環境，社のフランス，フランスと領土会経済の問題を合理的にとらえる基礎でもあると述べられ

公民・法律・社会ている．

−市民権と科学・技術の発展，市民

権と新しい正義と平等の要請，市民権とＥＵの創設，市

この科目は，科目独自の時間枠をもって行われるのでは民権とグローバリゼーション

なく，その他の科目の中で総合的に展開することを求めて科学（技術課程）−エネルギー補給，社会常識，電気配いる．つまり，単に自然科学分野の科目だけに限定される

－37－
−9−

337

エネルギー・資源 Vol. 29 No. 6（2008）のではなく，人文・社会科学分野などの科目においても約に取り組む．絵本や紙芝居，ぬりえやゲームなどの教材「エネルギー」の内容を総合的に扱わなければならないのを通して，エネルギーの節約に関心をもたせていく．登園である．こうした扱いは位置づけを曖昧にしてしまう危険した子ども達に，停電の状況をつくりだし，電気が使えな性も孕んでいるのだが，それを「必修」とすることで回避

い生活を体験させたりもする．こうした学習を，市から派しようとする強い姿勢も感じ取れる．総合的テーマ「エネ

遣されるエネルギー環境教育の専門家と密接に連携して行ルギー」の内容は，科学・技術的だけではなく，歴史的かっている．

つ地理的にもとらえられなくてはならないとし，教科の枠

小学校（６〜９歳）では，ザッハウンターリヒトという組みを超えるまさに総合的な扱いを求めている．

総合的性格の教科があり，そこでエネルギーや環境についこのようにフランスでは，そもそも教育課程の中に「エて学ぶようになっている．ここでも体験や具体的な活動をネルギー」の問題を意識して位置づけ，将来の社会を担う重視した学習が行われ，「風で動く車をつくろう」や「家子ども達が，市民として国民としてそれを認識し，その解庭の中でどのようにエネルギーを節約するか」など，身近決や選択に対して判断できるようにしようとしているのでなエネルギーに関して学んで行くとともに，日常生活におある．それは，フランスの教育がそのときどきの社会における省エネ活動に結びつけられて行く．

ける課題を敏感に意識し，社会に生きる力を子ども達に身中等学校（10〜18歳）では，総合制かギムナジウムかなに付けさせようとしているからに他ならない．

どの校種による扱いの違いはあるが，基本的には，理科や社会のような教科の中で「エネルギー」に関する内容を学

３．ドイツにおけるエネルギー環境教育

ぶとともに，テーマ学習のような形で探究型の学習を取り

ドイツは連邦制のため，教育のあり方もそれぞれの州に入れてゆく．中等教育の後期は，グループなどによるテー

よって違いがある．そこで，ここではノルトラインベスト

マ研究が中心となる．テーマ研究の例としては，蛍光灯のファーレン（NRW）州のエネルギー環境教育のあり方に「スターター」を使用することでどのくらいの電気使用のついて紹介する．これをドイツ全体の動向としてとらえて節約が可能となるかという研究や１日の校内における電気もさほど支障はないと思う．

の使用場所と使用量の変化を調べ，電気の節約をいかに図

ドイツの教育は，極めてボトムアップ的である．州ごとるかという研究などがあった．

に教育課程は定められているが，そこで示された目標の達こうした取り組みを支援しているのは行政だけではな

成に対して，内容や方法の選択に対する学校や教師の裁量

い．州の委託によってエネルギー利用に関するコンサルテ

は大きく認められている．そのため，州が策定したエネル

ィングを行っているエネルギーエイジェンシーＮＲＷやＮ

ギー環境教育の系統的なカリキュラムがすでにあり，それＲＷ州の自然保護アカデミーなどの機関も学校のエネルギに基づいて実践が行われるというのではなく，学校ごとにー環境教育を支援するようになっている．エネルギーエイ

子どもや地域の実態に合わせた独自の実践を行うという形

ジェンシーは業務の中で「エネルギー学校プロジェクト」となる．その代わり，学校（教師）を支えるための行政やというものを位置づけ，学校における省エネ活動とエネル

関係機関の密接な連携体制が整えられている．

ギー環境教育の推進を図っているし，自然保護アカデミー

例えば，デュッセルドルフ市では，市の環境課が中心とでも，学校へ出向いてエネルギー環境学習を行うような態なって，50-50プロジェクトという取り組みをおこなって勢を整えている．

いる．これは，学校が行った省エネ活動によって生じた節

また，エネルギー学習を行うための施設などもある．例

約費用の半分を学校に戻すという制度である．学校は，子

えば，オフフォーヘンの「エネルギーの館」では，エネル

どもとともに単に省エネ活動をするだけではなく，それをギーについて体験的，実感的に学べるような設備を用意し，エネルギー環境教育の一環として位置づけることが求めら指導員が子ども達の指導に直接あたるようになっている．

れる．学校がエネルギー環境教育を行うために，市はエネ

ドイツにおけるエネルギー環境教育は，具体的な省エネ

ルギー環境教育の専門家も学校に派遣する．学校は，エネ

活動へと向かう「省エネ」教育の性格が強いように思われルギー環境教育を教科の中や課題学習として位置づけ，そる．しかし，だからといってエネルギー問題の限られた部の学習を省エネ活動へと結びつけていくことになる．2005

分しか扱っていないのかというとそうではなく，原子力発

年現在で，市内の幼稚園から小学校，中等学校までの学校電の問題やエネルギー資源の確保などについても，学習ののほぼ半数が参加していた．

中では扱っている．エネルギーに関する学習を環境教育の幼稚園では，エネルギーの節約を体験的・経験的に身に重要な部分として位置づけ，よりよい環境をつくるために付けていくことを重視する．「エネルギー保安官」となるは一人ひとりの省エネ活動が欠かせないという方針が，ド子どもを任命し，その子どもを中心に，電気，熱，水の節

イツのエネルギー環境教育には貫かれているようである．

－38－
−10−

エネルギー・資源 Vol. 29 No. 6（2008）338

メインテーマ１．私たちはエネルギーを必要とする

４．アメリカにおけるエネルギー環境教育①エネルギーの定義

アメリカは，環境教育として「エネルギー」の問題にあ②エネルギーに関する自然の法則

まり関心を向けて来なかった．環境教育としては，もっぱ③システムにおけるエネルギーの流れ

ら「生物多様性の維持」といったような生態的な問題が中④非生物のシステムにおけるエネルギーの流れ心であった．こうした環境教育のあり方は，日本と共通し⑤生物のシステムにおけるエネルギーの流れていると言える．

⑥人間社会を含めた生態系におけるエネルギーの流れ

しかし，環境教育として「エネルギー」の問題を扱ってメインテーマ２．エネルギー資源の開発こなかったから，アメリカの教育はこの問題を軽視してき⑦エネルギー資源の開発

たといってよいかというとそうではない．科学教育や技術⑦＋ 再生可能エネルギー資源の開発

教育として，この問題を重視して来ているのである．特に，⑧エネルギー資源の消費
メインテーマ３．エネルギー資源の開発効果

1960年代後半から70年代にかけて欧米で始まったSTS（Science, Technology & Society）教育は，科学や技術を⑨生活・生命・人生の質

社会的文脈の中でとらえ，子どもの科学的，技術的リテラ⑩環境の質
メインテーマ４．エネルギー資源の利用管理

シーを育成しようとするものであるが，こうした考えを取り込んだ科学教育や技術教育において，エネルギーの問題⑪エネルギー資源の利用管理が重視されないわけがなかった．

⑫エネルギー資源の開発と利用の未来展望

また，1980年には連邦議会の決議によって全米エネルギ

これらのメインテーマ及びサブテーマの下に，形成すべー教育開発プロジェクト（The National Energy Education

き具体的概念が示されることになるが，その一例としてメDevelopment Project）も進められており，そのための専インテーマ３の⑩環境の質における具体的概念を示すと次門機関が設立されている．専門機関では，エネルギー教育のようである．（（ ）内の数字は対象学年の範囲）
・エネルギー資源の開発や利用は身の回りの環境の状態に取り組む教師，行政機関，企業等のネットワークを形成を変化させる．（K-4）

し，エネルギー教育の指針の作成，プログラムの提供，教・急激なエネルギー資源の開発と利用は環境の急激な変師のためのワークショップの開催などを行いエネルギー教化をもたらすこともある．（5-8）

育の普及に努めている．

・ウィスコンシン州の環境はエネルギー資源の開発と利NEEDプロジェクトは体系的なエネルギー教育のプログ用で変わり続ける．（5-8）

ラムを提供しているが，それは幼稚園（５歳）から第12学
年（17歳）までを対象とするもので，「エネルギーの科学」

・再生可能エネルギーの使用は環境への影響が少ない．

「エネルギー資源」「電気」「効率と保存」「総合」といった（5-8）

内容を５つのステップとして，具体的な操作や実験，ゲー・環境の回復より保護の方が費用，エネルギーともかからない．（9-12）

ムや表現活動などを通して学ぶようになっている．
さらに，州レベルで積極的な取り組みをしているところ

・再生可能エネルギーの技術の開発，製造，流通及び据もある．ウィスコンシン州では，1995年からKEEP（K-12

え付けに環境絡みの費用と便益がある．各技術とそのEnergy Education Program）という産官学協働の非営利適用（例えば集中と分散）ごとに特有の費用と便益が団体を設立し，幼稚園から第12学年（高等学校）までの体伴う．（9-12）系的なエネルギー教育のプログラムの開発，普及，実施，こうした具体的概念がそれぞれのサブテーマの下に設定

評価という取り組みを始めている．この取り組みを通して，され，その合計が102となるのである．こうした，概念形

州内の学校におけるエネルギー教育の普及及び改善を図ろ

成の枠組みと具体的概念を明確にしていることがKEEPの

うとするのである．

特に優れたところであると言えよう．

KEEPのエネルギー教育のプログラムの特徴は，概念形

また，こうした概念形成を図るための学習活動も提示さ成の枠組みとその概念形成を図るための学習活動を具体的れている．例えば，メインテーマ３「エネルギー資源の開に提示していることである．

発効果」に対して，６〜８歳までの活動（調べ活動の対象を含む）として，次の７つが示されている．

概念形成の枠組みとしては，４つのメインテーマのもとに12のサブテーマを配し，さらにその下に102の形成すべ

・エネルギーの宣伝

き具体的概念を設定する．４つのメインテーマと12のサブ

・エネルギー利用の費用

テーマは，次のようになっている．

・核廃棄物の処理

－39－
−11−

339

エネルギー・資源 Vol. 29 No. 6（2008）

・汚染物質の処理

いるが，自国のエネルギー政策を教育に持ち込むのでは・エネルギー利用の過去と現在

なく，子どもが選択や価値判断を行うのに必要な知識・・エネルギーの請求書を読む

概念を形成するという立場を貫いていること

・エネルギー・メーターを読む⑤原子力発電に関して詳しく扱うとともに，さまざまな観

このKEEPのプログラムは，2006年までにウィスコンシ

点や多様な意見を提示し，選択や価値判断は子どもに委ン州の約６万人の教師のうち，約3000名に活用されているねるという姿勢を徹底していることということであるが，今後さらに浸透していくものと思わ⑥日常生活や子ども自身の生活とのかかわりを大切にする

れる．

とともに，実験や調査などの操作的活動を重視し，子どもの主体的な学習を実現していること

５．おわりに−欧米のエネルギー環境教育から学ぶ

近年になって，我が国の教育界においても，ようやくエこと

ネルギー環境教育への関心が広がりつつある．平成20年版

欧米の先進諸国におけるエネルギー環境教育の取り組みの学習指導要領でも，「持続可能な社会の構築」へ向けたは，我が国と比べるとだいぶ進んでいるように思われる．

教育の取り組みが強調されており，今後さらにエネルギー

ただ，それぞれの国のエネルギー環境教育のあり方は，そ

環境教育の重要性を高めていくものと思われる．

れぞれの国のエネルギー事情や教育事情などによって，ずこうした状況下にある我が国は，エネルギー環境教育に

いぶん異なる．このことは，それぞれの国のエネルギー事

先進的に取り組んできた海外の取り組みに学び，我が国独情や教育事情に基づいたエネルギー環境教育のあり方を構自のエネルギー環境教育のあり方を確立していくことが今築していかなければならないということであり，どこかの後の大きな課題となる．

国の取り組みをそのまま真似ればよいというわけにはいか
参 考 文 献ないということの確認でもある．

１）佐島群巳，中山和彦編；世界の環境教育，（1993），国土社．
２）藤本太郎；エネルギー教育最前線−世界の教科書から−，（1994），悠々社．
３）柴田義松編；海外の「総合的学習」の実践に学ぶ，（1999），
明治図書．
４）山下宏文；諸外国における「資源・エネルギー」に関する教育の動向，佐島群巳，高山博之，山下宏文編；「資源・エネ
ルギー・環境」学習の基礎・基本，（2000），115-122，国土社．
５）山下宏文；欧米諸国のエネルギー教育−フランス，イギリスを中心に−，エネルギーレビュー，20-11（2000-11），19-23．
６）下条美智彦；ヨーロッパの教育事情から−イギリス・フラン
ス・ドイツの義務教育事情−，（2003），春風社．
７）山下宏文；アメリカにおけるエネルギー環境教育，佐島群巳，
高山博之，山下宏文編；エネルギー環境教育の理論と実践，（2005），46-54，国土社．
８）橋場隆；ドイツのエネルギー環境教育の状況，INSS
JOURNAL，13（2006-5），37-63．
９）山下宏文；エネルギー教育 初等教育から積極的取り組み−仏・独の具体例を見る−，エネルギーレビュー，27-5（2007-5），20-23．
10）エネルギー環境教育研究会編；持続可能な社会のためのエネ
ルギー環境教育−欧米の先進事例に学ぶ−，（2008），国土社．

しかし，それぞれの国のエネルギー環境教育の取り組みの共通部分を明らかにしてゆくと，そこにエネルギー環境
教育の本質や日本が学ぶべきことがらが見えてくるように思われる．
そこで，最後に欧米のエネルギー環境教育に共通していることがらを整理し，我が国においても学ぶべきと思われることを指摘しておきたい．それは，次のような諸点である．
①エネルギー環境教育を「持続可能な社会」の実現にむけた重要な教育のあり方として位置づけていること②多くの科目において「エネルギー」の問題を扱うとともに，それらを単なる知識の習得に留めるのではなく，探究や問題解決に結びつけていること③科学的な概念形成とエネルギー問題への対応を密接に結びつけ，確かな認識に基づく実践行動のとれる市民を育成しようとしていること④自国のエネルギー事情を教育内容にしっかり反映させて－40－−12−