2012 Fiscal Year Research-status Report
電気・電子回路学習のための座学・実験・ｅラーニングによる連携教育システムの開発
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24501143
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Hokkaido Institute of Technology |
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Principal Investigator |
真田 博文 北海道工業大学, 創生工学部, 教授 (80250512)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 電気回路 / eラーニング / moodle / Arduino / シミュレーション / HTML5 |
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| Research Abstract |
研究の目的を達成するため，研究実施計画に従って,まずMoodle環境の構築と動作運用試験を行った．Moodleは研究段階で最新バージョンであったVer.2.3を用いた．Ver.2.3のMoodleでは，PC，大画面タブレットでの利用の他，小型タブレット，スマートフォンでの利用についても対応が可能であることがわかった．続いて電気回路の授業においてMoodleをを積極的に活用するための方法について検討を行った．授業の理解度把握のためのアンケートや小テストとそれらの授業へのフィードバック，予習・復習支援のための授業動画・追加解説動画の提供，HTML5を利用した電子教材の開発，モバイル端末のカメラを利用した手書き解答の電子化，学習状況の蓄積と活用について提案・検討した．提案・検討した方法は，教員がMoodleの機能を利用して個人レベルで実行可能であり，より充実した授業を効率的に行うために有用となる可能性を示した．
電子教材として検討を進めている学習用シミュレーションソフトウェアの開発では，HTML5とJavaScriptを用いた方法が適しているとの見通しを得て，直流回路の電子教材の開発を行った．今後，交流回路他の学習用シミュレーションソフトウェアを継続して開発する．
実験で利用する電気・電子回路学習教材の開発に関しては，マイコンボードであるArduinoを利用して，電気・電子回路の基礎とプログラミングを同時に学習できる教材の開発に着手した．実験においてもMoodleとの連携を意識して，実験内容の動画での説明や学生がレポートを動画で提出するなどの試みを行った．
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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
本研究は，電気電子回路分野を対象とした座学・実験・e-ラーニング連携型教育支援システム及びそのための教材開発を目的としている．この目的を達成するために以下の４つを重点ポイントとして研究を進めており，それぞれの重点ポイントごとに達成度について記述する．
１．電気・電子回路学習用シミュレーションソフトウェア開発：マルチデバイスへの対応や教材更新時の対応の容易さを等を考えて，HTML5とJavaScriptを用いた方法が適しているとの見通しを得た．平成２４年度は直流回路の電子教材の開発を行ったが，予定のレベルまでは達しておらず，今後，交流回路他の学習用シミュレーションソフトウェアを継続して開発する．
２．電気・電子回路実験教材の開発：マイコンボードであるArduinoを利用して，電気・電子回路の基礎とプログラミングを同時に学習できる教材の開発に着手した．実験においてもMoodleとの連携を意識して，実験内容の動画での説明や学生がレポートを動画で提出するなどの試みを行った．さらに実験項目を増やして内容の充実を図る必要がある．
３．タブレット端末を利用した自学自習支援システムの開発：平成２４年度は予備的な準備に留まっている．平成２５年度にタブレット端末を購入し，Moodleとの連携による自学自習支援システムの構築に着手する．
４．コンテンツマネージメントシステムとしてMoodleを利用した教材体系化：この項目は上記１．～３．について見通しが得られ次第，進めていく予定であり，平成２５年度後期から平成２６年度の作業とする計画である．
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| Strategy for Future Research Activity |
１．電気・電子回路学習用シミュレーションソフトウェア開発：マルチデバイスへの対応や教材更新時の対応の容易さを等を考えて，HTML5とJavaScriptを用いた方法が適しているとの見通しを得た．電気電子回路の各分野をカバーする電子教材と連動させる形で利用できる学習用シミュレーションソフトウェアを継続して開発する．
２．電気・電子回路実験教材の開発：マイコンボードであるArduinoを利用して，電気・電子回路の基礎とプログラミングを同時に学習できる教材の開発を進める．マルチメディア教材を準備することにより，Moodleを用いた自学自習が可能となる教材とする予定である．
３．タブレット端末を利用した自学自習支援システムの開発：平成２５年度にタブレット端末を購入し，Moodleとの連携による自学自習支援システムの構築に着手する．自学自習の内容としては，平成２４年度に検討を進めた，「電気回路」と「電気電子回路実験」を題材とする予定である．
４．コンテンツマネージメントシステムとしてMoodleを利用した教材体系化：１．から３．の内容について見通しが得られ次第，順次，体系化された教材として組み立てていく作業を進める．また，電気電子回路のような数式による演算を含む科目に柔軟に対応できるように，数式処理システムであるSTACKシステムと，Moodleとの連携についても実際の授業で実践しながら検討を進める予定である．
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
学習支援を行うためのサーバ環境の準備はほぼ完了した．この環境を利用してMoodleの運用，電子教科書や仮想実験用シミュレータの開発と運用を進め，実際の授業や実験で利用しながら改良を進める．研究計画にあるようにタブレット端末を利用した授業運営並びに自学自習支援システムの構築を行うため，試験運用テストのためのタブレット端末を数十台規模で購入し利用する計画である．また，タブレット運用時のネットワーク環境の試験のため，ある程度の性能を持った無線LANルータを準備する予定である．さらに，電気電子回路実験教材の作成のため，電子回路基板や部品などの消耗品を購入する予定である．
研究計画２年目となり，さらなる情報収集を進めるとともに成果発表の頻度をあげていく予定である．
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