2014 Fiscal Year Annual Research Report
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24650564
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| Research Institution | Nippon Institute of Technology |
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Principal Investigator |
佐藤 杉弥 日本工業大学, 工学部, 教授 (00286022)
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2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 物理実験 / 自動化 / 遠隔操作 / フィジカルコンピューティング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、初等教育に提供することを重視して科学教育の支援を図るため、遠隔操作が可能な実験装置を開発し、複雑あるいは危険性のある実験を簡便で安全に実施できるようにし、さらにWeb教材等とあわせて効果的な教授法を開発することである。平成24年度には光学演示装置、モンキーハンティング演示装置を作成し、自動化の基礎研究を行い、それらの現場での演示による反応をみた。平成25年度にはさらに放電実験装置を作成し、装置の遠隔化およびカメラ越しでの実験観察について調査した。また、教授法の手がかりとして一連の演示実験装置と教授法のスケーリングについての考察をまとめた。
平成26年度は装置の改善と制御インターフェースの製作、および、装置の自動化・遠隔化と活用研究の実施とりまとめと発表を目指して研究を行った。装置については昨年度内容を変更して新規に作成した放電実験装置について、放電ガス圧を機械的にコントロールできるようにするために、マスフローメーターを購入して追加した。Web経由での制御インターフェースについては、最終的に機器制御用に用いるマイコンボード(Arduino)にイーサネット機能を加えて、Webブラウザからコマンドを送る方式が、一般化するためにはふさわしい手法であることがわかった。本研究を通じてArduinoなどフィジカルコンピューティング支援機器を用いた実験制御は、プロトタイピングおよびリスク低減や高度な利用のための強力で汎用性のある手法であることが、調査によりそれら情報が物理教育においてあまり普及していないこともわかったため、基本的なアイデアと手法をとりまとめ、簡単な実例の製作事例や本研究における利用も含めて口頭発表を行った。また、装置の開発に合わせて基礎的な物理内容と数学的内容に関するサポートサイトの制作を行った。
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