2021 Fiscal Year Research-status Report
Development of cultivation learning program for traditional crop varieties by a data-driven approach
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20K03208
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| Research Institution | Shiga University |
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Principal Investigator |
森 太郎 滋賀大学, 教育学部, 准教授 (90725053)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岩山 幸治 滋賀大学, データサイエンス学部, 准教授 (90737040)
久保 加織 滋賀大学, 教育学部, 教授 (10190836)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 在来野菜 / ベイズ的最適化 / 総合的な学習の時間 / 技術科 / ナス / 甘トウガラシ / 辛味ダイコン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、子どもの「生きる力」を育むため、体験活動の推進・伝統と文化の尊重の観点から充実が求められている在来作物を教材とした栽培学習について、データを基にそれを説明するモデルを見つけ出すデータ駆動型アプローチによりプログラムを開発することである。今年度は、１）昨年度に続き、学校現場では栽培が難しい在来作物（滋賀県在来甘トウガラシ‘杉谷とうがらし’、ナス‘杉谷なすび’、辛味ダイコン‘伊吹大根’）を対象に、十分な収量・品質が得られる栽培条件の最適化、２）昨年度最適化した栽培条件をもとに、小学校の総合的な学習の時間および中学校の技術科で在来野菜の栽培学習プログラムの考案・実践・評価を行った。
１）‘杉谷なすび’、‘杉谷とうがらし’では、昨年までの研究データをもとに、未知のブラックボックス関数について、その推定に基づき効率的に最適解を探索するベイズ的最適化を用いて、生育・収量・果実品質を調査した。また、気温や日射量などの栽培環境の測定も行った。昨年、今年度の栽培圃場の気象データと2001年以降の気象庁のデータから栽培圃場の気象データを推定するモデルを作成し、この約20年分の気象のもとで期待される収量を推定して、生育・果実品質の結果と考え合わせて現時点での最適な栽培条件を更新した。また‘伊吹大根’では、作期拡大に向けた春播き栽培を検討し、被覆資材（ビニールフィルム、不織布）を用いて収量や品質が期待できる栽培条件を明らかにした。
２）昨年度最適化した栽培条件をもとに、‘杉谷なすび’、‘杉谷とうがらし’の栽培学習プログラム（小学校第3学年の総合的な学習の時間）と‘伊吹大根’の栽培学習プログラム（小学校第3学年の総合的な学習の時間、中学校第2学年の技術科）を考案・実践を行い、授業記録や質問紙調査やワークシートのデータなどから質的・量的に評価を行い、学習効果の解明と改善点の明確化を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
今年度は、‘杉谷なすび’、‘杉谷とうがらし’では、ベイズ的最適化を用いて試験区を設定し、圃場試験で得られた生育・収量・品質および気象データから、過去約20年分の気象のもとで期待される収量を推定して、生育・果実品質の結果と考え合わせて現時点での最適な栽培条件を更新することができた。また、‘伊吹大根’では、被覆資材を用いた春播き栽培の条件を明らかにすることができた。さらに、小学校の総合的な学習の時間および中学校の技術科で最適化した栽培条件をもとに3つの学習プログラムを考案・実践・評価し、学習効果の解明と改善点の明確化を行うことができた。これらのことから、おおむね順調に進展していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
‘杉谷なすび’、‘杉谷とうがらし’では、十分な収量・品質が得られる栽培条件の予測精度を向上させるために、今年度までに得られたデータを基にベイズ的最適化を用いて試験区を設定し、圃場試験で得られたデータから最適な栽培条件の予測を更新する。'伊吹大根’においては、作期拡大に向けた春播き栽培技術について生産レベルでの実証試験を行う。また、‘杉谷なすび’、‘杉谷とうがらし’の栽培学習プログラム（小学校第3学年の総合的な学習の時間）と‘伊吹大根’の栽培学習プログラム（小学校第3学年の総合的な学習の時間、中学校第2学年の技術科）において、今年度までに得られた最適な栽培条件や学習プログラムの効果や改善点をもとに、プログラムの改訂・実践を行い、授業記録や質問紙調査やワークシートのデータなどから質的・量的に評価を行い、学習効果の解明と改善点の明確化を行う。
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| Causes of Carryover |
学会発表に伴う旅費の執行を予定していたが、参加した学会全てがオンラインでの開催となったため、旅費が不要となった。また、予定していた物品の一部が安価に購入することができた。これらにより生じた金額は、次年度に栽培や品質評価のための試薬や消耗品費に充てる予定である。
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Research Products
(4 results)
