デジタル情報を搭載した科学技術教材と双方向教育システムの開発

2010 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20300268
• Research Institution: Shizuoka University
• Principal Investigator: 金武 佳明 静岡大学, 電子工学研究所, 教授 (60404894)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 神谷 徳昭 会津大学, 総合数理科学センター, 教授 (90144691) ; MIRENKOV Nikolay 会津大学, コンピュータ理工学部, 教授 (80254043) ; 木村 繁男 金沢大学, 学内共同利用施設等, 教授 (70272953)
• Keywords: デジタル情報担体 / CLUSPI / クラスター情報担体 / 画像情報処理 / 表面情報伝達技術 / 情報伝達担体 / 人間/コンピューター・インターフェース / Eラーンコング

Research Abstract

工学部1、2年の学生を対象にした基礎的な専門教科(例えば、流体力学、伝熱工学における相変化現象など)を教育する際に、抽象的な内容を、具体的現象の疑似体験から直感的に理解させるためには、e-Learningが極めて効果的である。多くの学生に同時に実験をさせることは難しいが、これらの学生に現象を同時に疑似体験させることは可能である。一つの例として、本研究では非定常な凝固現象を取り上げ、この実時間では非常に長時間掛かる現象を、早送りの動画にしてe-Learning用教材を完成させた。この教材は、凝固現象の種々のパラメータの変更に対する変化を迅速に計算し、リアルタイムで動画化することができる。この物理現象の動画化のためには、GIFES(Graphical Interface Framework for Educational Support)を用い、数値データを容易に動画として可視化することができ、その有用性を示すことができた。
教科書等の紙ベースの情報を、個々に関連する事項についての注釈や参考資料としてのマルチメディアなどのデジタル情報源と関連付けを行うことにより、紙媒体の有する情報量の飛躍的な増大化を図ることができる。この技術は、マルチメディアとの双方向コミュニケーションを可能とし、新たな教育方法への道を開く可能性があることから、この分野での研究を継続的に推進している。
グループ学習法への応用研究について言えば、平面上の絶対座標位置と関連付けされたデジタルデータベースを用いた、音声の生成によるシステムからの応答を可能にする、いわゆるヒューマン・コンピュータ間の双方向コミュニケーションシステムの構築を行った。平面上に座標情報を符号化するための微細レーザー加工法の研究を実施した。そのための透明および不透明物質へのレーザー加工実験を行った。

Research Products

• [Journal Article] Laser Marking in Digital Encoding of Surfaces (2011)
  • Author(s): Kanev, K., Gnatyuk, P, Gnatyuk, V.
  • Journal Title: Advanced Materials Research Volume: Vol. 222 Pages: 79-81
• [Journal Article] E-learning of Phase Change Processes Under Vigorous Convection Heat Transfer (2010)
  • Author(s): Kimura, S., Kanev, K.
  • Journal Title: Information Technologies and Control Volume: Vol. 8, No. 3 Pages: 12-18
• [Journal Article] Encoding of Surfaces for Global Positioning and Navigation (2010)
  • Author(s): Kanev, K., Kato, H., Koroutchev, K.
  • Journal Title: The Journal of Three Dimensional Images Volume: Vol.24, No.3 Pages: 51-57
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Smart Table Computer Interaction Interfaces with Integrated Sound (2010)
  • Author(s): Collins, K., Kapralos, B., Kanev, K.
  • Journal Title: The Journal of Three Dimensional Images Volume: Vol.24, No.3 Pages: 58-67
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Using Games as a Method of Evaluation of Usability and User Experience in Human-Computer Interaction Design (2010)
  • Author(s): Collins, K., Kanev, K., Kapralos, B.
  • Organizer: In Proceedings of the 13^<th> Int.Conf. on Humans and Computers HC'10, pp.5-10.
  • Place of Presentation: Aizu-Wakamatsu, Japan
  • Year and Date: 20101208-20101210
• [Presentation] Parameterized Laser-Induced Marks for Digital Encoding of Transparent Materials (2010)
  • Author(s): Gnatyuk, V., Kanev, K.
  • Organizer: In Proceedings of the 13^<th> Int.Conf.on Humans and Computers HC'10, pp.143-146
  • Place of Presentation: Aizu-Wakamatsu, Japan
  • Year and Date: 20101208-20101210
• [Presentation] Amplitude Panning-Based Sound System for a Horizontal Surface Computer : A User-Based Study (2010)
  • Author(s): Lam, J., Kapralos, B., Collins, K., Hogue, A., Kanev, K.
  • Organizer: In Proceedings of the International Symposium on Haptic Audio-Visual Environments and Games, pp.174-178
  • Place of Presentation: Phoenix, AZ, USA
  • Year and Date: 20101016-20101017
• [Presentation] Phase Change Control Under Vigorous Convection Heat Transfer (2010)
  • Author(s): Kimura, S., Kanev, K.
  • Organizer: In Proceedings of the Int.Conf.Automatics and Informatics'10, pp.315-318
  • Place of Presentation: Sofia, Bulgaria
  • Year and Date: 20101003-20101007
• [Presentation] Laser Marking in Digital Encoding of Surfaces (2010)
  • Author(s): Kanev, K., Gnatyuk, P, Gnatyuk, V.
  • Organizer: In Proceedings of the 9^<th> Int.Conf.on Global Research and Education InterAcademia2010, pp.46-47
  • Place of Presentation: Riga, Latvia
  • Year and Date: 20100809-20100812
• [Presentation] Distributed and Context-focused Discussion on Augmented Documents and Objects (2010)
  • Author(s): Bottoni, P., Kanev, K., Mirenkov, N.
  • Organizer: International Reports on Socio-Informatics, Vol.7, No.1, 2010, "Workshop Proceedings of the 9^<th> Int.Conf.on the Design of Cooperative Systems", pp.298-307.
  • Place of Presentation: Aix-en-Provence, France
  • Year and Date: 20100518-20100521
• [Presentation] An Exploration of Distributed Mobile Audio and Games (2010)
  • Author(s): Collins, K., Kapralos, B., Hogue, A., Kanev, K.
  • Organizer: In Proceedings of the ACM FuturePlay 2010 Int.Conf.on the Future of Game Design and Technology, pp.253-254
  • Place of Presentation: Vancouver, British Columbia, Canada
  • Year and Date: 20100506-20100508