科目ナンバー

SS-OC1-SN02

履修条件・関連科目等

物理、化学、生物系の科目に興味のある学生の履修が望ましい。

授業で使用する言語

日本語／英語

授業で使用する言語（その他の言語）

授業の概要

本授業では、前期に培った研究活動の基礎をふまえ、より主体的かつ応用的な探究活動に取り組む。後期は「光増感太陽電池の構築と評価」をテーマに、植物色素を用いた太陽電池の作製と性能評価を行う。色素抽出、セルの組み立て、電気特性の測定、データ解析、成果発表までを通じて、環境エネルギー技術への理解を深めるとともに、科学的表現力と協働的な問題解決力を育成する。

科目目的

学生が環境・エネルギー分野における実験的探究を通じて、自然科学の知識と技術を応用する力を養うことを目的とする。色素増感太陽電池という具体的なテーマを通じて、材料の選定、装置の構築、測定・評価、考察・発信の一連のプロセスを体験し、研究的思考と表現力を高める。

到達目標

色素増感太陽電池の原理と構造を理解し、環境技術との関連を説明できる。
植物色素の抽出や電極作製など、実験に必要な基本操作を習得する。
自作した太陽電池の電気特性を測定し、性能を定量的に評価できる。
測定データを整理・分析し、色素や条件の違いによる性能差を考察できる。
成果をスライド等にまとめ、論理的かつ視覚的に発表する力を身につける。

授業計画と内容

第1回 前期の経験をふまえて新たな探究へ 前期の活動を振り返り、後期の目標と探究テーマを設定する。
第2回 太陽電池のしくみと環境技術の接点 太陽電池の種類と原理、色素増感太陽電池（DSSC）の特徴を学ぶ。
第3回 植物の色が電気を生む理由 ハイビスカスなどの植物色素が光を吸収し、電気に変える仕組みを理解する。
第4回 色素を抽出し、電極を準備する 植物から色素を抽出し、導電性ガラスや電解質などの材料を扱う。
第5回 光をとらえる電極をつくる 色素を吸着させた電極を作成し、セルの構成要素を組み立てる。
第6回 自作セルで発電を試みる 組み立てたセルに光を当て、電圧・電流を測定して発電の有無を確認する。
第7回 I-V特性から性能を評価する 電流-電圧特性を測定し、セルの変換効率や出力特性を分析する。
第8回 色素や条件の違いを比較する 色素の種類や照射条件の違いによる性能差をグラフ化し、比較・考察する。
第9回 研究の工夫を先輩に学ぶ 上級生の研究発表を聞き、研究の工夫や発表方法を学ぶ。
第10回 結果を深く読み解く視点を持つ 実験結果をもとに、仮説の検証と新たな視点からの考察を行う。
第11回 スライドで伝える科学の魅力 発表用スライドの構成を考え、視覚的に伝える資料を作成する。
第12回 発表練習で伝達力を高める 発表練習を行い、質疑応答の練習とフィードバックを通じて改善を図る。
第13回 成果を発表し、対話を深める 研究成果を発表し、教員や学生からの質問に答える。
第14回 1年の探究をふりかえり、次の一歩へ 1年間の活動を振り返り、今後の学びや研究への展望を共有する。

授業時間外の学修の内容

指定したテキストやレジュメを事前に読み込むこと／授業終了後の課題提出

授業時間外の学修の内容（その他の内容等）

授業時間外の学修に必要な時間数／週

・毎週１回の授業が半期（前期または後期）または通年で完結するもの。１週間あたり４時間の学修を基本とします。
・毎週２回の授業が半期（前期または後期）で完結するもの。１週間あたり８時間の学修を基本とします。

成績評価の方法・基準

成績評価の方法・基準（備考）

予め履修者によって基準を作り、相互採点を行う。

課題や試験のフィードバック方法

授業時間内で講評・解説の時間を設ける

課題や試験のフィードバック方法（その他の内容等）

アクティブ・ラーニングの実施内容

PBL（課題解決型学習）／反転授業（教室の中で行う授業学習と課題などの授業外学習を入れ替えた学習形式）／ディスカッション、ディベート／グループワーク／プレゼンテーション／実習、フィールドワーク

アクティブ・ラーニングの実施内容（その他の内容等）

授業におけるICTの活用方法

クリッカー／タブレット端末

授業におけるICTの活用方法（その他の内容等）

実務経験のある教員による授業

いいえ

【実務経験有の場合】実務経験の内容

【実務経験有の場合】実務経験に関連する授業内容

テキスト・参考文献等

授業の中で適宜指示する。

その他特記事項

参考URL