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Measuring the Educational Effect of STEM Education Using an Autonomous Underwater Robot Teaching Material

Research Project

Project/Area Number 19K20975
Project/Area Number (Other) 18H05783 (2018)
Research Category

Grant-in-Aid for Research Activity Start-up

Allocation TypeMulti-year Fund (2019)
Single-year Grants (2018)
Review Section :Education and related fields
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

Yamagata Hirokazu  東京大学, 生産技術研究所, 特任研究員 (90826265)

Project Period (FY) 2018-08-24 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
KeywordsSTEM / 水中ロボット / AUV / AI / 深層学習 / STEM教育 / 自由体図 / 混合アプローチ / 教育効果検証 / 工学教育 / 教育評価 / 教育効果測定
Outline of Research at the Start

科学教育は世界的に重要視されており,その中でSTEM教育という考え方が推進されている.STEMとはScience,Technology,Engineering,Mathematicsの頭文字であり,これらの科学的な学習内容を包括的に行うことを目的としている.
筆者は,このSTEM教育に対して水中ロボットを教材に用いることを提案している.水中という環境は陸上よりも力の問題が複雑であるが,観察がシンプルに行えるために学習に適していると考えられる.本研究では,水中ロボットを教材にして,STEM教育を行ったときにどのような教育効果があるのかを検証することを目的としている.

Outline of Final Research Achievements

An educational activity using an underwater robot was carried out, focusing on STEM learning as a means of comprehensive science education. We modified Mark3TM, which is developed by the author as an open source platform, and used it as a teaching material.
In order to verify the effectiveness of the education, a special section was set up at the Underwater Robot Convention in JAMSTEC'19, which is held every year, and participants were invited. A wide range of participants, from working people to high school students, participated in this section. As a result of the questionnaire to the participants, we obtained the result which suggested the existence of educational effect.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

科学教育をいわゆる暗記科目から思考力を養うところにシフトしていくことがSTEM教育の役割である.今回の研究によって得られた知見は,従来から研究してきた水中ロボット教材Mark3TMが力学を起点とした学習だけでなく,情報教育にまで応用できることを示唆している.これは,Mark3TMがSTEM学習用の教材として十分に優れるということを示している.海に囲まれ,STEM教育の質向上を求める我が国において,これらの成果が得られたことは教育対象者の質向上に資すると思われる.

Report

(4 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2021 2020 2019 2018 Other

All Journal Article (1 results) Presentation (3 results) Book (3 results) Remarks (4 results)

  • [Journal Article] 小型ROVを使った教育活動2020

    • Author(s)
      浅川賢一,山縣広和
    • Journal Title

      咸臨 : 日本船舶海洋工学会誌

      Volume: 90 Pages: 33-36

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      山縣広和,吉田弘,巻俊宏
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      山縣広和
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      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2019
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      山縣広和,巻俊宏
    • Organizer
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      オーム社
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      オーム社
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      http://jam19.underwaterrobonet.org/

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Published: 2018-08-27   Modified: 2024-03-26  

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