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Practice of mixed humanities and science data science education based on the measurement of familiar physical quantities

Research Project

Project/Area Number 21K02945
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 09080:Science education-related
Research InstitutionChiba University

Principal Investigator

Mino Hirofumi  千葉大学, 大学院国際学術研究院, 教授 (40323430)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords物理量計測 / データサイエンス / 科学教育 / プログラミング
Outline of Research at the Start

本研究では日常生活の身近な現象を物理量の計測によって捉え、得られたデータの解析を通じて本質を見抜き、論理的な思考力を向上させる教育の展開を図る。物理量の計測が社会にどのように活かされているかについて考え、課題発見や社会問題の解決に向けてデータを基にした視点を持つことの重要性と意義を学ぶ機会を提供する。プログラミングから各種センサーを使用した計測を行う個人体験型の教材開発を進め、身近な物理量の計測をベースとした文理混合データサイエンス教育について、全国・全地域への展開を図るモデルとなるカリキュラム開発を目指す。

Outline of Final Research Achievements

Aiming at data science education appropriate for mixed humanities and sciences, we developed teaching materials based on the measurement of familiar physical quantities. Through programming and physical quantity measurement using micro:bit, physical simulation using Processing, etc., and the relationship between art and physical quantities in polarized light color art, we established classes to improve the ability to see the essence and think logically with a data-based perspective. We have also realized an unprecedented hybrid teaching material of actual measurement and simulation and have made the developed contents available to the public on our web page.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

大学教育において文系・理系を問わないデータサイエンス教育の導入と充実が求められている。本研究では、誰もが関心を示す日常生活の身近な現象を物理量の計測によって捉え、得られたデータの解析を通じて本質を見抜き、論理的な思考力を向上させる教材を開発したこと、また、物理量の計測が社会にどのように活かされているかについて考え、データを基にした視点を持つことの重要性を学ぶ機会を提供できる点に意義がある。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (17 results)

All 2024 2023 2022 2021 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 5 results) Presentation (10 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Improved performance of a polarization color prediction program that varies with cellophane combinations2024

    • Author(s)
      吉田 賢二、丸澤 和晃、三野 弘文
    • Journal Title

      千葉大学国際教養学研究 = Journal of Liberal Arts and Sciences, Chiba University

      Volume: 8 Pages: 73-84

    • DOI

      10.20776/S24326291-8-P73

    • URL

      https://opac.ll.chiba-u.jp/da/curator/900122299/

    • Year and Date
      2024-03-31
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Journal Article] Attempts to properly understand the effects of Coriolis forces on typhoons2023

    • Author(s)
      SHIMAHATA, Ayumi; MINO, Hirofumi
    • Journal Title

      千葉大学国際教養学研究 = Journal of Liberal Arts and Sciences, Chiba University

      Volume: 7 Pages: 155-163

    • DOI

      10.20776/S24326291-7-P155

    • URL

      https://opac.ll.chiba-u.jp/da/curator/900121521/

    • Year and Date
      2023-03-31
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Development of 3D simulation to understand how birefringence changes polarization2023

    • Author(s)
      YOSHIDA, Kenji; MINO, Hirofumi
    • Journal Title

      千葉大学国際教養学研究 = Journal of Liberal Arts and Sciences, Chiba University

      Volume: 7 Pages: 165-178

    • DOI

      10.20776/S24326291-7-P165

    • URL

      https://opac.ll.chiba-u.jp/da/curator/900121522/

    • Year and Date
      2023-03-31
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Simulation of polarized color spectra varying with the number and angle of cellophane tapes2022

    • Author(s)
      Hirofumi Mino and Mai Sakamoto
    • Journal Title

      千葉大学国際教養学研究 = Journal of Liberal Arts and Sciences, Chiba University

      Volume: 6 Pages: 79-95

    • DOI

      10.20776/S24326291-6-P79

    • URL

      https://opac.ll.chiba-u.jp/da/curator/900120376/

    • Year and Date
      2022-03-31
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Creation of physics simulation materials using Processing: Taking projectile motion as an example2022

    • Author(s)
      Kenji Yoshida and Hirofumi Mino
    • Journal Title

      千葉大学国際教養学研究 = Journal of Liberal Arts and Sciences, Chiba University

      Volume: 6 Pages: 185-207

    • DOI

      10.20776/S24326291-6-P185

    • URL

      https://opac.ll.chiba-u.jp/da/curator/900120383/

    • Year and Date
      2022-03-31
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 堆積環境の推定を目的とした中学生向けVR野外観察プログラムの開発と実践 : 新第三系千倉層群白間津層における事例2022

    • Author(s)
      西澤 輝、吉田 賢二、三野 弘文
    • Journal Title

      コンピュータ&エデュケーション / CIEC会誌創刊準備号編集委員会 編

      Volume: 53 Pages: 58-63

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] シミュレーションと実験装置を併用した電子の比電荷測定実験の実践2023

    • Author(s)
      吉田 賢二, 三野 弘文
    • Organizer
      日本科学教育学会第47回年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Excelと分光器を用いた高温域の放射測温の計画とその検討2023

    • Author(s)
      丸澤 和晃, 三野 弘文
    • Organizer
      日本科学教育学会第47回年会
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 天然石ビーズを用いた熱緩和測定2023

    • Author(s)
      森 愛花, 三野 弘文
    • Organizer
      日本科学教育学会第47回年会
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 鉱物を題材とした3D教材の製作2023

    • Author(s)
      佐久間 珠生, 吉田 賢二, 三野 弘文
    • Organizer
      日本科学教育学会第47回年会
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] ラマン分光法を用いた鉱物の本質理解2023

    • Author(s)
      土屋 貴嗣, 三野 弘文
    • Organizer
      日本科学教育学会第47回年会
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] セロハンによる偏光の変化を理解するシミュレーションの開発2023

    • Author(s)
      吉田賢二, 三野弘文
    • Organizer
      日本物理学会2023年春季大会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 映像と道具を使用したコリオリの力の再現実験2022

    • Author(s)
      島畑 あゆみ, 三野 弘文
    • Organizer
      日本科学教育学会第46回年会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Processingを用いた物理シミュレーション教材の制作と授業実践-凸レンズの働きを例にして-2022

    • Author(s)
      吉田 賢二, 西澤 輝, 三野 弘文
    • Organizer
      日本科学教育学会第46回年会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 物理シミュレーション教材の教育現場への導入方法の検討2022

    • Author(s)
      吉田賢二、石井孝典、三野弘文
    • Organizer
      日本物理学会第77回年次大会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Processingを用いた物理アニメーション教材の制作と運用2021

    • Author(s)
      吉田賢二、三野弘文
    • Organizer
      日本物理学会2021年秋季大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Remarks] BICPEMA

    • URL

      https://bicpema-blog.web.app/

    • Related Report
      2023 Annual Research Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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