2019 Fiscal Year Annual Research Report
Development and popularization of learning support program on motion and vibration for mechanical engineering students
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17K01004
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| Research Institution | Hiroshima National College of Maritime Technology |
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Principal Investigator |
瀧口 三千弘 広島商船高等専門学校, 商船学科, 教授 (10163346)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
竹島 敬志 高知工業高等専門学校, ソーシャルデザイン工学科, 教授 (10179632)
藤原 滋泰 広島商船高等専門学校, その他部局等, 准教授 (20390495)
島岡 三義 奈良工業高等専門学校, 電子制御工学科, 教授 (80162486)
多田 博夫 阿南工業高等専門学校, 創造技術工学科, 教授 (90227083)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 工学教育 / 機械系 / 運動 / 振動 / 教材 / 学習プログラム / 開発 / 普及 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、研究代表者らがこれまで開発を進めてきた機械系学習者を対象にした各種教材（物理の力学問題を解くための図式解法教材、教育用運動シミュレーションシステム【DSS】、運動や振動現象の観察を目的とした実験教材）をベースにした、動力学問題学習プログラムの開発と普及を目的として行った。具体的には、①各種教材の実用化（普及のための製品化含む）、②各種教材を有効に利用するための学習プログラムの開発、③普及活動（教材の公開、高専への出前授業、教育書の執筆、電子書籍化等）、④運動や振動現象（とりわけ共振と振動モードに注目）の観察を目的とした新たな教材開発（継続課題、振動実験キット開発等）を行うことであった。平成29年度から令和元年度までの3年間の研究を通して、上記の①から④の目的は概ね達成できた。令和元年度の主たる研究成果は、次の３点である。
１．教材の普及活動：４高専（広島・奈良・阿南・高知）の研究分担者がそれぞれ各高専に出向き、出前授業を行った。自校含め、最終的に13高専、597名に実施した。アンケート結果から、学習者にとって本教材がとても有効であることが確認できた。最新版のDSSも公開した。
２．動力学問題学習プログラムの改良：出前授業や新たな教材開発を通して得られた成果等をもとに、動力学問題学習プログラムを完成させた。
３．運動や振動現象の観察を目的とした新たな実験装置の開発：振動問題の学習の初期に有効と思える基礎教育用教材を開発した。具体的には、①慣性モーメントを体感する教材、②単振動（ばね‐質量系）教材を２つ（ばね定数の違いによる比較教材と、質量の違いによる比較教材）、③単振動（単振子）教材を２つ（振子の長さの違いによる比較教材と、振子の質量の違いによる比較教材）、④合成ばねの直列接続と並列接続の違いを学ぶ教材の６つである。いずれも「比較して学ぶ」をテーマに作成した教材である。
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| Remarks |
本研究に関連して、次の２つの賞を受賞した。
・中国・四国工学教育協会賞 機械系の運動・振動問題学習用教材の開発と教育実践及び普及活動 2019.7
・日本機械学会技術と社会部門 優秀講演論文表彰 機械系の振動現象学習用教材の開発（簡易ぶらんこ）2019.9
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