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Development of experimental teaching materials by difficulty level on the subject of AI and IoT systems

Research Project

Project/Area Number 19K03008
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 09070:Educational technology-related
Research InstitutionHokkaido University of Science

Principal Investigator

Sanada Hirofumi  北海道科学大学, 工学部, 教授 (80250512)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2021: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2020: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywordsプログラミング / スマートスピーカー / ドローン / ロボット / 教育工学 / ラーニングアナリティクス / プログラミング教育 / システム開発教育 / AI / IoT / EV3 / Python / データサイエンス / Processing / 実験教材 / AI教材 / IoT教材 / 工学教育 / moodle / マイクロラーニング
Outline of Research at the Start

本研究では多様な学習履歴を経て大学に入学してくる学生の実験科目における理解度向上と継続的学習支援のために、AIおよびIoTシステムを題材とした難易度レベル別実験教材の開発並びに授業実践を行う。また学習支援システムを活用して予習・実験・復習といった学生の学習状況をデータ化し、大学入学前および入学後の学習履歴とあわせて、実験科目における学習行動と理解度、自律的学習行動の関係について明らかにする。得られた結果をもとに各学生に必要な学習サポート内容を決定するアルゴリズムを開発し、より細やかな指導を行うことにより学生の実践力の向上を支援する手法を構築する。

Outline of Final Research Achievements

With the development of fields such as AI, IoT, and Big Data, we have developed a systematic curriculum and learning materials in light of the current need to train people who can master the technologies in these fields. We also improved the teaching materials and curriculum through actual classroom practice. The developed teaching materials are as follows. (1) Learning materials and educational practices for beginners in programming, (2) Python programming materials and educational practices, (3) Exercise materials and educational practices using smart speakers as a subject, (4) Development and educational practices of drone programming exercise materials, and (5) Robot programming exercise materials

All of the above materials described in (1) through (5) above are electronic materials provided on Moodle.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究ではAI、IoT、ビッグデータ等の分野の人材養成に有効な、レベル別の実験教材を開発し、プログラミングおよびそれに基づいたシステム開発に関する効果的な教育手法の検討を行ったものである。具体的な教材としてはプログラミング入門者向け教材、Pythonプログラミング教材、スマートスピーカー、ドローン、ロボットを活用した演習教材を開発し、有効性を確認した。社会的意義としては、IT技術に対応した人材育成ニーズへの対応となる。本研究で開発された教材は実社会での利用シーンを想定し、実践的なスキルの習得を促進するものである。本研究の成果は産業界への人材供給に寄与し、教育効果の一層の向上が期待される。

Report

(5 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (17 results)

All 2023 2022 2021 2020 2019

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (13 results)

  • [Journal Article] A Study on Efficient Digitization of Physical Fitness Measurement Data Using Smartphones2023

    • Author(s)
      金沢和樹,和田直史,松﨑博季,真田博文
    • Journal Title

      電子情報通信学会論文誌D 情報・システム

      Volume: J106-D Issue: 1 Pages: 26-33

    • DOI

      10.14923/transinfj.2022JDP7013

    • ISSN
      1880-4535, 1881-0225
    • Year and Date
      2023-01-01
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A Practical Example of Data Science Education through Hands-on Lecture using Python2022

    • Author(s)
      和田 直史, 松﨑 博季, 真田 博文
    • Journal Title

      Journal of JSEE

      Volume: 70 Issue: 1 Pages: 1_64-1_69

    • DOI

      10.4307/jsee.70.1_64

    • NAID

      130008143118

    • ISSN
      1341-2167, 1881-0764
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A Study on Industry-academia Bidirectional Learning under the Theme of Work Efficiency with OSS2020

    • Author(s)
      真田 博文, 和田 直史, 竹沢 恵, 松﨑 博季
    • Journal Title

      IEEJ Transactions on Fundamentals and Materials

      Volume: 140 Issue: 6 Pages: 338-339

    • DOI

      10.1541/ieejfms.140.338

    • NAID

      130007850129

    • ISSN
      0385-4205, 1347-5533
    • Year and Date
      2020-06-01
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] KINECT を用いた椅子立ち上がりテストについての検討2020

    • Author(s)
      真田 博文,和田 直史,宮田 久美子,林 裕子
    • Journal Title

      北海道科学大学研究紀要

      Volume: 48 Pages: 81-84

    • NAID

      120006891307

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Open Access
  • [Presentation] 汎用小型カメラを用いた歩行評価システムの試作2022

    • Author(s)
      稲垣潤,春名弘一,昆恵介,鈴木昭弘,竹沢恵,真田博文
    • Organizer
      電気・情報関係学会北海道支部連合大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] スマートフォンを用いた体力測定データの効率的デジタル化に関する実践的検討2022

    • Author(s)
      金沢和樹, 竹沢 恵, 松﨑博季,真田博文
    • Organizer
      電子情報通信学会 回路とシステム研究会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] IoT学習教材の作成と授業実践2021

    • Author(s)
      竹沢 恵, 稲垣 潤, 真田 博文
    • Organizer
      令和3年度 電気・情報関係学会北海道支部連合大会,86
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 小型ドローンを用いたプログラミング体験講座の計画と実践2021

    • Author(s)
      真田 博文 , 宮下 元利, 和田 直史, 竹沢 恵
    • Organizer
      令和3年度 電気・情報関係学会北海道支部連合大会,88
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 体力測定データ記録支援システムの試作と評価2021

    • Author(s)
      金沢 和樹, 松﨑 博季, 竹沢 恵, 真田 博文
    • Organizer
      令和3年度 電気・情報関係学会北海道支部連合大会,117
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 体力データ測定・記録支援システムの試作と評価2021

    • Author(s)
      金沢和樹, 松﨑博季, 竹沢 恵, 真田博文
    • Organizer
      2021年 情報科学技術フォーラム(FIT), K-023
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 音声メディアの講義における文字入力可能なPDFファイルの利用に関する一考察2020

    • Author(s)
      松﨑 博季, 真田 博文, 和田 直史, 竹沢 恵
    • Organizer
      令和2年電気・情報関係学会北海道支部連合大会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] IoTの演習教材に関する一考察2020

    • Author(s)
      竹沢 恵, 真田 博文
    • Organizer
      令和2年電気・情報関係学会北海道支部連合大会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] プログラミング科目における学習状況の把握方法に関する一検討2020

    • Author(s)
      金沢 和樹, 松﨑 博季, 竹沢 恵, 真田 博文
    • Organizer
      令和2年電気・情報関係学会北海道支部連合大会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 体力測定データの記録効率化に関する一検討2020

    • Author(s)
      金沢和樹, 真田博文, 和田直史, 松﨑博季
    • Organizer
      2021年電子情報通信学会総合大会講演論文集
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] AI スピーカーを題材とした難易度レベル別演習教材の開発2019

    • Author(s)
      真田 博文, 和田 直史, 竹沢 恵, 松﨑 博季
    • Organizer
      第44回教育システム情報学会全国大会,E2-3
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] クラスタ分析を用いたプログラミング入門学習者の特徴抽出に関する検討2019

    • Author(s)
      金沢 和樹, 竹沢 恵, 松﨑 博季, 真田 博文
    • Organizer
      令和元年度IEICE北海道支部学生会インターネットシンポジウム
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] オープンソースソフトウェアを用いた定型業務効率化に関する一検討2019

    • Author(s)
      真田 博文, 和田 直史, 竹沢 恵, 松﨑 博季
    • Organizer
      令和元年度 電気・情報関係学会北海道支部連合大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2024-01-30  

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