2020 Fiscal Year Research-status Report
汎用性の高い小型全天カメラシステムの開発と天文/気象観察実験教育プログラムの構築
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17K00960
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| Research Institution | Saitama University |
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Principal Investigator |
大朝 由美子 埼玉大学, 教育学部, 准教授 (10397820)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大浜 晶生 名古屋大学, 理学研究科, 研究員 (30758751) [Withdrawn]
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 天文教育 / 気象教育 / 教材開発 / ものづくり / 天体観測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、理科の中でも、観察・実験が困難とされる天文分野において、実感を伴った理解を図ることを目的として、学校など学習の現場で活用できる遠隔操作可能な小型全天カメラを開発し、それを用いた教材や教育プログラムの作成、及び授業実践と評価を実施するものである。児童生徒にとって空は身近な自然であり、インターネットなどを通じて様々な天体画像もすぐに入手できることから、宇宙についての興味・関心の度合いは高い。しかし、必ずしも学習内容の理解度が高いとは言えない。これは、教える側の教員にとっての苦手意識もあり、天文/気象分野の観察・実験があまり実施されていないことが一因である。
そこで、生徒自身の体験を通した理解を図ることを目的とし、従来よりも低コストかつ小型・高性能の全天カメラを開発および作成を行なう。特に、教科書やインターネットの画像ではない自らの目で見て、測定して思考するという過程を重視した、天文分野/気象分野の教材や教育手法の確立を目指す。小学校プログラミング教育が全面実施される背景も考慮し、超小型PC“Raspberry Pi”を活用した教材開発を進めている。汎用性や気象分野での教材も鑑み、“Raspberry Pi”専用のカメラモジュールと、温度湿度などの気象センサーを組み合わせた装置の開発と作成に着手し、いくつかの試作を行った。しかし、新型コロナウイルス(COVID-19)の影響で、外部での試験運用などには着手していない。
一方、埼玉大学のSaCRA望遠鏡に、冷却高感度CCD撮像装置を搭載して、実際に自動生徒が天体観測を体験するというプログラムも検討し始めた。今年度は、COVID-19のために、本学で実地での観測体験が難しかったため、新たにZOOM配信によるリアルタイムでのウェブ観望会による天体観望体験プログラムを実施した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
研究計画当初は、低コスト・小型・汎用的な全天カメラシステム教材を開発すべく、360°撮影可能な市販小型カメラであるTheta-Sと、Python言語プログラムを用いて制御する撮影装置を開発したが、連続撮影の制限や熱暴走などの課題が見つかった。そこで、学校現場等に活用できることを目的として、超小型PC“Raspberry Pi”とその専用カメラモジュールなどを組み合わせた撮影装置の開発や作成に方針を変更した。“Raspberry Pi”は、１台でプログラミングや制御など様々な場面における学習に利用でき、小中高校の教育現場でも少しずつ利用され始めている。児童生徒が製作に携わることで「ものづくり」の教材にもなりうる。今年度は様々な測定機器、カメラを用いた試験運用を目指していたが、COVID-19の影響で、外部での試験ができておらず、現在、まだ安定した運用には至っていない。教育利用が主目的となるため、児童生徒の理解度の向上につながるためには何が有用か等について、教育実習を行なう学生、現職教員らと協力して調査を進める予定であったが、こちらについては現在止まっている状況である。
そこで、学内のみで行えることとして、埼玉大学のSaCRA望遠鏡を用いて、実際に児童生徒が天体観測を体験するというプログラムも検討するとともに、新たにZOOM配信によるリアルタイムでのウェブ観望会を企画・実施した。冷却高感度CCD撮像装置やカラーCMOS装置などを搭載してその画像を写すだけでなく、よりリアルな感覚を味わえるように、ビデオやタブレットを用いて望遠鏡や装置などの映像も配信した。まずは、COVID-19の影響でほぼ入構できなかった大学1年生や一般市民を対象に実施したが、特に前者の1年生には体験を伴ったプログラムとして好評であった。次年度の社会状況も芳しくないと予想されるため、この方向でも検討を進めたい。
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| Strategy for Future Research Activity |
学校現場などで活用できることを目的として、低コストで、小型・汎用的な全天カメラシステム教材の開発・製作を進める。計画当初から市販の360°カメラや超小型PC “Raspberry Pi”を用いた装置制御の方針で開発と製作を進めてきたが、現在のところまだ安定した運用には至っていない。なかなか厳しい状況下であるが、引き続き、学校現場での実用性や利便性なども考慮した、低コストで、小型・汎用的な全天カメラシステム教材・装置の開発を進める予定である。次年度は、まだCOVID-19の感染状況が落ち着かないと予想されるため、試験運用や、学校現場での活用等は非常に厳しいと考えられるが、学内での望遠鏡と連動した運用などを検討する。また、教育学部生や院生、現職教員、科学館職員らと協力して引き続き、天文分野について実感を伴って体系的な理解が深まるような教材や教育方法について、調査を進めていきたい。
加えて、埼玉大学SaCRA望遠鏡を用いた、児童生徒の観測体験プログラムやインターネットを活用した天体観望会や、観測体験などについても検討や実施を進める。そして、このような限られた状況下における、天文分野についての教育普及の実現に向けてつとめる。
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| Causes of Carryover |
研究分担者の逝去、及び、COVID-19の感染状況の深刻化により、全体的に装置開発・製作および、試験運用に遅延が生じている。
特に外部での試験運用などができない状況であること、各天文台や学校等への出張も厳しく、各種調査が難しい状況であること等から、年間計画の予定が変更となった。
以上の理由により、繰越金が発生した。
次年度も、COVID-19の影響による社会状況は深刻であると予想される。可能であれば天文台・科学館などへの出張費などに充て、難しい場合には調査のための物品・消耗品などの費用とする予定である。
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[Presentation] 超低光度前主系列星J162656.43-243超低光度前主系列星J162656.43-243301.5周囲のtransition diskのALMA観測II301.5周囲のtransition diskのALMA観測II2021
Author(s)
杉谷朱泉,高桑繁久,川邊良平,島尻芳人,塚越崇,中村文隆,田村元秀,大朝由美子,坪井陽子,富田賢吾,原千穂美
Organizer
日本天文学会2021年春季年会
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