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Learning support system for power electronics that can support active learning-type classes using ICT

Research Project

Project/Area Number 19K03075
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 InstitutionIshikawa National College of Technology

Principal Investigator

Kanmachi Toshiyuki  石川工業高等専門学校, 電気工学科, 教授 (50280334)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 與那嶺 尚弘  沖縄工業高等専門学校, 情報通信システム工学科, 教授 (00259805)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords学習支援 / eラーニング / 遠隔操作実験 / 直流電動機 / チョッパ回路 / in situ実験 / 直流発電機 / アクティブラーニング / パワーエレクトロニクス / ICT
Outline of Research at the Start

社会インフラを支える電気機器は,パワーエレクトロニクス(以下,パワエレ)により高度に制御され,省エネルギー化に貢献している。しかし,近い将来,パワエレに精通した電気主任技術者が不足すると言われている。主任技術者の不足は,大工場や鉄道インフラの存続に影響し,パワエレ技術者の不足は,社会の省エネルギー化を停滞させる。
本研究では,アクティブ ラーニングやeラーニングといった教育手法を用いながら,これらの技術分野について実感を伴いながら学習できる教材を開発し,その教育効果を検証する。また,教員に対して,学生の学習ログを分析してフィードバックし,常に授業内容や教材を改善できる支援システムを開発する。

Outline of Final Research Achievements

Electrical machinery such as generators, electric motors, and transformers are used in various places such as power generation and substation facilities, transportation equipment, and industrial machinery, and are important devices that support the infrastructure of our nation's daily life. Therefore, educating engineers with expertise in these devices is an important issue for the future of our country.
In this study, a remote-controlled experimental device using ICT technology was developed to enable students to check the operation of electrical machinery while learning, and the effectiveness of this device was verified. Experimental materials were also developed to facilitate experiments in power electronics. Furthermore, an experiment combining these experimental materials with e-learning materials was conducted, and the effectiveness of the e-learning materials and experimental apparatus was verified through a questionnaire survey.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、教室に持ち運ぶことのできない大型の機器に対して、遠隔操作で実験を実施し、その様子を観察することで、実感を伴いながら学習することができる学習支援システムを開発した。また、授業中に実験をすることで、機器の動作をイメージすることができ、理解が深まるというアンケート結果が得らており、実験を取り入れた学習の有効性を確認している。このような遠隔実験は、電気機器に限らず、様々な分野に応用できるため、あらゆる分野における学習意欲や理解度の向上、知識の定着に貢献できると考える。

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

    (6 results)

All 2022 2021 2020

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (5 results)

  • [Journal Article] Development of Teaching Materials for Experiments on Power Electronics and Application Effects of Teaching Materials for Distance Education2021

    • Author(s)
      上町 俊幸, 矢吹 明紀, 山口 真央, 與那嶺 尚弘, 安東 至
    • Journal Title

      Journal of JSEE

      Volume: 69 Issue: 3 Pages: 3_30-3_34

    • DOI

      10.4307/jsee.69.3_30

    • NAID

      130008045778

    • ISSN
      1341-2167, 1881-0764
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] OpenPLCを用いた直流モータの遠隔操作型in situ実験装置2022

    • Author(s)
      上町俊幸,與那嶺尚弘,安東至
    • Organizer
      2022年度電気関係学会東北支部連合大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] OpenPLCを用いた直流電動機の教育用簡易型遠隔実験装置の開発2021

    • Author(s)
      本田 聖弥,上町 俊幸,與那嶺 尚弘
    • Organizer
      2021年度電気・情報関係学会北陸支部連合大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 設置場所と使用場所に依存しない電気機器の遠隔実験システムの開発2021

    • Author(s)
      小室凜央,金城篤史,鈴木大作,上町俊幸,山田親稔,與那嶺尚弘
    • Organizer
      令和2年度(第11回)電気学会九州支部 高専研究講演会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 直流電動機の遠隔操作型in situ実験装置と模擬実験2020

    • Author(s)
      上町俊幸,與那嶺尚弘
    • Organizer
      2020年度電気関係学会東北支部連合大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 電気機器におけるin situ実験のための遠隔操作型実験装置の開発2020

    • Author(s)
      中田京蒔,上町俊幸,與那嶺尚弘
    • Organizer
      令和元年度北陸地区学生による研究発表会
    • Related Report
      2019 Research-status Report

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

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