2018 Fiscal Year Research-status Report
IoT社会を支えるフィジカルコンピューティング教育の教材開発と拡充に関する研究
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17K01168
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| Research Institution | Nagano National College of Technology |
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Principal Investigator |
堀内 泰輔 長野工業高等専門学校, 一般科, 特命教授 (90132604)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宮嵜 敬 長野工業高等専門学校, 電気電子工学科, 教授 (10141889)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | Arduino / Raspberry Pi / micro:bit / フィジカル・コンピューティング / IoT教育 / プログラミング教育 / AI教育 / 農業におけるIoT |
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| Outline of Annual Research Achievements |
最初に、Arduinoを用いた高専向けフィジカル・コンピューティング教育システムの最終的な拡張を行い、後期の授業「情報処理基礎」（1学年・必修）において実践・評価した。この結果、教材としては十分な内容を持ち、教育効果も更に上がったことが確認でき、このシステムの完成と判断した。
4学年（後期）の選択科目「フィジカル・コンピューティング」については、前年度の研究成果を加味して同様の総合実習を行ったが、３Dプリンタの活用やAI関連テーマの採用など、飛躍的な教育効果が見られた。
更に、科研研究テーマの一部拡張として、高専専攻科で活用可能な教育システムの構築を目的として、低価格マイコンを複数台利用した、並列プログラミング教育システムを製作した。
もう一つの科研研究テーマの一部拡張として、フィジカルコンピューティングを実際の社会に活用するためのシステム構築を行う必要性に迫られ、農園（圃場）における各種気象データ等の収集・管理・制御システムの設計を行った。これは、これまでに研究してきたArduinoやRaspberry Piを総合的に連携することで、非常にローコストで高性能なものが構築可能であるため、次年度での研究継続を行うこととしたい。
次に、前年度構築を開始したmicro:bitを用いた小学校向けフィジカルコンピューティング教育システムについて、カリキュラムと教材を整備し、実際に地域での小学生向けのプログラミング講座において、講習実践と評価を行い、予想以上の良好な結果が得られた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初の研究実施計画にあったフォグサーバとクラウドサーバの開発の代わりに小学校でのプログラミング教育のための教材開発という新たなテーマを設定して研究を行ってきたが、教材作成と講習会での実施ができた。しかし、これらの評価作業が遅れているため、次年度への課題としたい。
また、科研費課題に関連した新たな拡充テーマを設定して研究を行ってきた。これらは、大学や高専専攻科でのフィジカルコンピューティング教育システムの構築と、農園IoT制御システムであるが、次年度も継続して研究を行っていきたい。
学会発表に関しては、前年度同様、国内学会での発表（３件）は行ったが国際学会レベルでの発表は未実施のため、次年度に発表を行いたい。
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| Strategy for Future Research Activity |
進捗状況の項目にも記したように、大学や高専専攻科でのフィジカルコンピューティング教育システムと農園IoT制御システムの２つのシステム開発を新たな研究テーマとして拡充して研究を継続して行きたい。
更に、AI（人工知能）に関連する教育システムについても社会的な要請が強まっていることもあり、その開発も次年度での目標としたい。
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| Causes of Carryover |
研究途上のため、申請時の請求内容を基に課題内容の一部改変を考慮して、次年度使用額のほぼ満額を支出予定である。
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