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Development of Digital Teaching Materials for STEAM Education for Science and Engineering Knowledge through Understanding the Characteristics of Mineral and Rock Pigments

Research Project

Project/Area Number 22K02896
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 InstitutionSoka University

Principal Investigator

堀舘 秀一  創価大学, 教育学部, 講師 (10909203)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 清水 由朗  愛知県立芸術大学, 美術学部, 教授 (00247280)
舟生 日出男  創価大学, 教育学部, 教授 (20344830)
Project Period (FY) 2022-04-01 – 2026-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2025: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2024: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
KeywordsSTEAM教育 / 岩絵具 / 図工科教育 / デジタル教材 / 描画ツール / デジタル教材(描画ツール) / 日本の伝統・文化 / 理工学的知識情報
Outline of Research at the Start

本研究は、児童・生徒が岩絵具をデジタル画面上で擬似的に体験することを通して、日本の伝統と文化に対する理解を深めつつ、岩絵具の原料である鉱物についての理工学的理解を促進するデジタル教材の開発と、STEAM教育を実現する図工・美術の学習方法の提案を目指している。
具体的には、1)タブレットやPCの画面上で岩絵具の質感などの効果を擬似的に再現できるデジタル岩絵具描画ツール、2)岩絵具について様々な観点から柔軟に調べることのできる関連情報データベース(鉱物名、代表的な産地、利用方法、代表的な作品、伝統色など)、の2点の開発に取り組み、これらの効果について実践的に評価する。

Outline of Annual Research Achievements

岩絵具の特徴の理解を促すためのテクスチャを用いたデジタル描画ツールを開発するために、以下の内容を実施した。
①これまでの評価実験の結果を踏まえて、Java Script + HTML Living Standardが動作するWebブラウザを有するPC上で、Webアプリケーションとして利用可能なデジタル岩絵具描画ツール(β版)の開発を進めた。
②岩絵具のパターンタイル化に関し、本描画ツール(β版)の操作性向上を目的として、データの読み込み速度を改善するために、パレットデータの保存形式を検討した。その結果、従来のJPEG形式からWebP形式へ置換、各パターンタイルのファイルサイズを縮小し最適化を図った。
③伝統・文化と岩絵具に関する理工学的知識(鉱物名、代表的な産地、利用方法、代表的な作品、伝統色など)をSTEAM教育に活用することを目的として、データベースを作成するための資料を収集・整理した。そして、アプリと連係して動作可能なデータベースのビューア、及びデータベース管理システムの開発を開始した。
④本描画ツールの利用に関連し、金箔(黄金背景)を使用した作品のイメージ例として、俵屋宗達筆「風神雷神図屏風」の部分模写を実施した。また、教育パッケージ用の資料として、その描画プロセスを記録した。
⑤教育パッケージの構築の一環として、尾形光琳筆『燕子花図屏風』の縮小部分模写を教材として活用することを検討した。本教材では、岩絵具の質感を触覚で深く理解することを目指し、3Dスキャナーと3Dプリンターを用いて3D模型の作成を試みた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

以下の理由により、やや遅れていると考えている。
①本描画ツール(β版)の操作性向上を目的として、データの読み込み速度の改善に貢献する保存形式を検討し、従来のJPEG形式からWeb P形式へ置換した。
②伝統・文化と岩絵具に関する理工学的知識(鉱物名、代表的な産地、利用方法、代表的な作品、伝統色など)をSTEAM教育に活用することを目的として、データベースを作成するための資料を収集・整理した。しかし、アプリと連係して動作するデータベース・ビューア、及びデータベース管理システムの開発を開始したが完了していない。
③データベースを実装したデジタル岩絵具描画ツール(β版)の評価実験を予定していたが、データベース用プラットフォーム作成の進行が遅れており、それに伴い評価実験と成果発表について遅延している。
④本描画ツールの利用に関連し、金箔(黄金背景)を使用した作品のイメージ例として、俵屋宗達筆「風神雷神図屏風」の部分模写を行い、教育パッケージ用教材の資料を作成した。
⑤教育パッケージの構築の一環として、尾形光琳筆『燕子花図屏風』の縮小部分模写をもとに、3Dスキャナーと3Dプリンターを用いた3D模型の試作を進めている。しかし、3Dデータを扱うPCのスペック不足により、作業が難航している。

Strategy for Future Research Activity

今後の研究の推進方策については以下の通り予定をしている。
①引き続き、日本の伝統・文化や理工学的知識(鉱物名、代表的な産地、利用方法、代表的な作品、伝統色など)などSTEAM教育に関連する情報の収集・整理、データベース化を進めていく。研究分担者(清水)の専門的知識と図鑑等の資料を含め文献も活用し、岩絵具との様々なつながりをまとめ、データベース・ビューアと管理システムの開発を進める(舟生・堀舘)。
②デジタル岩絵具描画ツールで使用可能な、(岩絵具を使用した)伝統的表現技法を用いた新たな作品を継続して検討(選定)していく(清水・堀舘)。
③教育パッケージ構築の一環として、岩絵具の質感について触覚を通して理解を深めるための3Dプリンターを活用した教材の作成を試みる(堀舘・清水・舟生)。また、岩絵具の質感を他の展色材を用いて代替的に体感可能な描画手段を検討していく。
④評価実験とその成果の報告(堀舘)。

Report

(3 results)
  • 2024 Research-status Report
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (2 results)

All 2024 2023

All Presentation (2 results)

  • [Presentation] 岩絵具の特徴の理解を促すためのテクスチャを用いたデジタル描画ツールの開発2024

    • Author(s)
      ○堀舘秀一,舟生日出男,清水由朗
    • Organizer
      日本科学教育学会・2023年度日本科学教育学会第3回研究会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 岩絵具の特徴の理解を促すためのテクスチャを用いたデジタル描画手法の検討2023

    • Author(s)
      ○堀舘秀一,舟生日出男,清水由朗
    • Organizer
      日本科学教育学会・2022年度第5回日本科学教育学会研究会
    • Related Report
      2022 Research-status Report

URL: 

Published: 2022-04-19   Modified: 2025-12-26  

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