2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of educational materials on science and technology to enhance the mathematical logical thinking ability and improve the employment consciousness
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15K16254
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| Research Institution | Okinawa National College of Technology |
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Principal Investigator |
安里 健太郎 沖縄工業高等専門学校, 機械システム工学科, 講師 (10610321)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 科学技術教材開発 / 論理的思考力育成 / 制御工学教育 / 数学応用学習 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成29年度は，まず，平成28年度に未完了であった6グループ分の開発学習機器（磁気浮上装置，2輪倒立ロボット，球体位置決め装置の計18台）の製作を継続実施した．製作にあたっては改良も検討し，磁気浮上装置においては，カルマンフィルタの適用により開発したホール素子変位センサの精度向上を行い，さらに電圧駆動システムへと改良することで可搬性および製作費のさらなる低減化を達成できた．また，2輪倒立ロボットにおいては，機器構成の見直しを行い，モータドライバを変更することで，メンテナンスの簡略化を達成できた．これらの機器製作費は，各機器で1万円未満となっており，実践的な科学技術教育を行うことができる教材を安価で用意することが可能となった．
また，これら開発・製作した機器を利用した学習内容については，平成28年度に作成したものをベースに構成し，実習支援ツールの開発を行った．具体的には，学習において本質的でない部分をブラックボックス化して機器を扱いやすくするために，制御系設計用プログラム（本学習ではフリーのソフトウェア「Scilab」を利用）のテンプレートを用意してPID制御等の設計を簡略化し，Arduino用制御プログラムが自動生成されるシステムの構築を行った．
学習機器，学習テキストおよび学習環境が整った後，まずは，本校専門科目「知能制御論」受講者を対象に本教材を利用した科学技術教育（数学を主体とする論理的思考力の育成）を実施した．その後，当初検討していた「中学3年生～高校3年生」の学習対象者への実施を予定していたが，沖縄県内中学・高校との調整が間に合わず，「第40回沖縄青少年科学作品展」での教材を使った実演および数学と現象との関わりを交えて動作原理を解説するにとどまった．今後本研究を継続して実施し，学習対象への実践を行っていく予定である．
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Research Products
(6 results)
