2021 Fiscal Year Annual Research Report
Development and practice of an inquiry-based learning package for primary and secondary education using a nano-satellite demonstration model
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20H01742
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
内山 秀樹 静岡大学, 教育学部, 講師 (50708435)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
信川 正順 奈良教育大学, 理科教育講座, 准教授 (00612582)
野澤 恵 茨城大学, 理工学研究科(理学野), 准教授 (10261736)
今井 一雅 高知工業高等専門学校, ソーシャルデザイン工学科, 客員教授 (20132657)
能見 公博 静岡大学, 工学部, 教授 (20325319)
松村 雅文 香川大学, 教育学部, 教授 (50239084)
渡辺 謙仁 北海道大学, メディア・コミュニケーション研究院, 研究員 (50870151)
町 岳 静岡大学, 教育学部, 准教授 (80819293)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 科学教育 / 超小型人工衛星 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
超小型人工衛星地上デモ機教材の製作を進めた。前年、実践で用いたSenseHATとRaspberry Pi4を組み合わせた教材に対し、アクリル板での簡易な構体を作成した。より様々な実験が可能な様にNCフライス盤を使ってアルミ製の構体も現在開発中である。前年度に静岡大学教育学部附属浜松中学校にて、中学生・高校生に対し行った実践の結果を日本天文学会2021年秋季年会の天文教育セッションにて発表した。また、本研究課題の発展として、ディスカバリーパーク焼津天文科学館にて小中学生へ向けた衛星を題材とした科学教室を実施した。
デモ機教材の製作や実践で得た知見を元に、教育利用を目的とする将来の超小型人工衛星について検討を行った。その結果、「子ども達と共に成長する衛星電波受信実験用CubeSat」というのコンセプトを考え、第65回宇宙科学技術連合講演会の宇宙教育セッションにて発表した。また、本衛星自体のデモ機製作も進めた。 この知見を地上デモ機教材へ今後反映する予定である。さらに、本衛星への搭載を目指し、小型コンピュータRaspberry Pi Pico を使ったソフト開発環境の検討を行い、非常に有用であることを確認した。なお、このソフト開発環境はKOSEN-1のオンボードコンピュータ用のものの知見が相互に活かされている。本衛星への搭載を目指し、Raspberry Pi Pico と音声合成LSIの放射線耐性(トータルドーズ)試験を行った。その結果、国際宇宙ステーションと同様の軌道で約5年の寿命があることを確認した。
第11・12回小型衛星の科学教育利用を考える会を開催し、衛星地上デモ機教材を含め、衛星の教育利用に関する情報共有・議論を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
既製品のSenseHATを使っていない、独自の衛星デモ機教材の開発を目指しているものの、そこまでは至っていない。また、新型コロナ感染症の影響により、教育実践の機会を十分に得ることができていないこと、半導体不足の影響により教材として十分な数のRaspberry Pi4の確保が難しくなっていることも問題となっている。
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| Strategy for Future Research Activity |
デモ機を使用した教育実践を行う。中学校における1年間の探究授業、および、高校における科学教室形式での実践の実施が決まっている。この実践を通して、授業パッケージ、および、その教育効果測定方法を試行・改良する。また、デモ機教材そのものも改良する。
上記を含めたこれまでの実践結果を、教育学・教育心理学の観点から分析を進める。査読付き論文にまとめる。
将来の教育専用超小型衛星に向けた検討を更に進める。その要素開発、および、デモ機の改良の一環として、教育用超小型衛星のためのオンボードコンピュータ基板を開発する。
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