スマートフォンの物理センサーを用いたアプリケーションの開発と物理教育への応用
| Project/Area Number |
17H00166
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Field |
教科教育学Ⅱ(理科系)B
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| Research Institution | 東京都立蔵前工業高等学校 |
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Principal Investigator |
安達 照 東京都立蔵前工業高等学校, 教諭/教育職
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| Project Period (FY) |
2017
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2017)
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| Budget Amount *help |
¥580,000 (Direct Cost: ¥580,000)
Fiscal Year 2017: ¥580,000 (Direct Cost: ¥580,000)
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| Keywords | Diracma / 物理実験 / センサー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1. 音波実験、電気実験への応用
従来のスマートフォン(スマホ)のアプリケーション(アプリ)でできない単発現象の測定や音波発生と記録を同時にできる特徴を有するアプリ“DiracmaS”を開発し、下記のような授業への応用を行い、日本理化学協会全国理科教育大会、物理教育学会年会への研┃発表を行った。
(1) 音速測定、電気振動実験への応用
学校の廃棄物である紙の筒(開管)とクッション材のプチプチ、ミリ秒レベルの単発現象測定が可能なアプリ“DiracmaS”を用いて音速を測定できる教材を開発した。この教材の特徴は、どこでもすぐに音速測定が可能であることである。オシロスコープを用いないでも生徒が自宅でも再実験が簡単に行える。また、LCR回路の電気振動についても発表を行った(物理教育学会口頭発表、PhysicsTeacher投稿中)。
(2) 気柱共鳴実験への応用
従来のアプリにはない音波発生と記録を同時に行えるアプリ“DiracmaS”を用いて、上記のような紙の筒の固有振動数、基本振動や2倍振動における管内の音圧分布を簡単に測定できる教材を開発した。
2. 落下運動(自由落下、鉛直投げ上げ、水平投射運動)のFCI調査
落下運動を簡単に測定できる“DiracmaA”を授業に用いて、授業前と授業後にFCI(力学概念調査)を行いゲインを測定した。条件(実験を行っている態度)によっては、アメリカで行われているアクティブラーニングと同等のゲインが得られることがわかった(American Association of Physics Teachers(AAPT)2018 Summer Meetingにて発表予定)。
3. 加速度センサーを用いたアプリ“Diracma1”のi-phoneアプリへの展開
Andorid系アプリ“Diracma”シリーズの最初に公開した“Diracma1”をi-phone用アプリに改良し、AppStoreにて無料公開した。Diracma1は、加速度センサーを用いて、スマホの長手方向の加速度を時間変化をグラフ化し、速度一時間(v-t)グラフへの変換も可能とした。
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Report
(1 results)
Research Products
(6 results)
