2021 Fiscal Year Research-status Report
物理的表現手法を用いた無線LANを安全に利用するための教材開発に関する研究
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21K17866
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| Research Institution | Fukuyama University |
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Principal Investigator |
吉原 和明 福山大学, 工学部, 助教 (10881435)
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2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 情報セキュリティ学習教材 / 物理的表現手法 / 無線LANアクセスポイントの直感的な理解 / 中学校技術・家庭科（技術分野）学習教材 / 高等学校情報化学習教材 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、中学校技術・家庭科（技術分野）や高等学校情報科で必修となっている情報セキュリティ分野における、無線LANの安全な利用を題材とした物理的表現手法を用いた教材を開発し、教材の有効性を確認するための評価授業実践を実施する計画をしている。
令和3年度では、教材のプロトタイプの作成を行い、開発した教材が機能するか予備実験を行った。教材は小型のシングルボードコンピュータである「Raspberry Pi」を用いて開発を行った。機能として、暗号化されていない無線LANのアクセスポイントを探知し、そのアクセスポイントの電波強度を、音（ブザー）の強弱で表現する。この機能により、暗号化されていない危険なアクセスポイントを探知し、ブザーの音を頼りに見つけ出すことが可能である。また、フルカラーLEDを搭載しており、色をダイヤルで指定し、送信ボタンを押すことでデータを送信し、受信したら指定した色でLEDが光るようになっている。これにより、暗号化されていない無線アクセスポイントを介して通信することで、パケット解析により通信データを取得することができる。音と光という物理的表現手法で教材を作成することで、中学生や高校生でも直感的な理解が可能であると考える。
教材を用いた予備実験として、ブザーの音をたよりに暗号化されていない電波を発する無線LANアクセスポイントを特定できるかどうかを検証した。実験は福山大学内で実施し、中学校や高校の教室と同様の広さ程度の教室内において、机の下に見えないように無線LANアクセスポイントを設置し、教材を用いて見つけることができるかの実験を行った。実験は福山大学の学生６人を対象に実施し、結果として全員が無線LANアクセスポイントを探し出すことに成功し、ブザー音を用いた教材について機能することを確認した。
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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
研究計画で予定していた物理的表現手法を用いた機能を有した情報セキュリティ教材のプロトタイプの作成をおおむね遂行することができている。また、実践授業に向けて予備実験を実施し、機能の検証を行っている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の推進方策については、令和4年度において開発したプロトタイプの教材の改良を行い、授業実践向けて教材のパッケージ化を行う。そして、開発した教材を用いた評価実践授業の授業計画を立案し指導案を作成する。そして、必要な個数分の教材の作成を行い、授業準備を実施する。しかしながら、教材に必要なデバイスなどについては、昨今の世界規模の半導体不足に伴い、入手困難なことが予想される。その場合は、同等の機能を備えた別のデバイスの開発に切り替えることも視野に入れておかなければならない。
令和5年度においては、令和4年度に立案した授業実践の後に教材の有効性を評価するためのアンケートなどの策定を行い、実践授業の準備を進め、夏頃をめどに授業実践を実施する。実施後はアンケート結果などをまとめ、統計処理を行い教材の有効性の評価を行う。
最後に、授業実践や実践評価をもとに研究論文の作成を行う予定である。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルスの影響により、当初予定した学会などの参加がオンラインになったため旅費が発生しなかったため、旅費に関して次年度使用額が生じた。また、世界的な半導体不足のため教材の開発に必要なデバイスなどが十分に購入することができなかったことにより、物品費などにおいて次年度使用額が生じた。
今後は、新型コロナウイルスの感染状況を考慮しながら、適宜必要な旅費を執行し、教材の開発に必要なデバイスなどについては、半導体不足が今後も続くことを想定し、多くの選択肢を検討しつつ適宜物品の購入を行う予定である。
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