拡張現実を用いた電気磁気現象の可視化

2014 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 25560098
• Research Institution: Hirosaki University
• Principal Investigator: 櫻田 安志 弘前大学, 教育学部, 准教授 (70280922)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 電磁気学 / 学習教材 / 拡張現実

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は，電気電子工学の基礎（主に電磁気学，電気回路などの基礎科目）の学習者を対象として，拡張現実技術などを活用して，素子の動作や原理，現象の特徴などを視覚的に解り易く理解するための教材を開発することである．
平成26年度には，パーソナルコンピュータ，ヘッドマウントディスプレイなどを用いて，拡張現実によって，不可視情報（物理量など）の時間的変化を表示する教材や，素子の状態を視覚的に理解するための教材を開発した．また，これに加えて電気磁気現象の説明を行うための教材や電動機（モータ）の動作について学習するための教材も開発している．
具体的には，主に平成25年度に開発したコンデンサやコイルの静的な特性を表示する教材に対して，動的な変化（すなわち過渡的な現象を含む）も表示する教材となるように機能を付加した．さらに，電磁波発生の様子について表示する教材も開発している．また，回転体を駆動するコマ状の教材に関しては，駆動力と動きの関係が重要となると考え，回転の際に加わる力の方向などを表示する教材とした．このコマ教材については，コマの動きと駆動力の関係などの説明を通して電動機の学習につながる教材となることが期待される．
本研究では，動的な変化などを含む表示については，3次元のアニメーション表示にこだわることなく，あくまでも理解の補助のために示すものとして位置付けた．このように機能や役割について的を絞って考えることで，本来の目的である教材化が行いやすくなると考えている．

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

平成26年度に予定した時間的な変化の様子を表示する教材について，高度な手法にこだわらず，できるだけ簡易な方法を選択したことで開発が容易になった．これは本研究で開発している教材の位置付けを，現象などの理解のための補助的な役割をする教材と考えて，教材における機能の的を絞ったことによるものである．

Strategy for Future Research Activity

今後の研究の推進方針は以下の通りである．
平成27年度は，幾つかの典型的な実験について，電気的な状態や原理などの理解を深める教材を開発する．これに併せて，平成25～26年度に作製した教材のバリエーションを増やすことも行う予定である．また，申請当初の予定では授業での実践を考えていたが，補助的な教材として方向性が見られることから，教室の機能拡張の側面を重視した実践を行いたいと考えている．