生徒用実験・観察情報収集装置の開発

• 研究課題/領域番号: 07558015
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 試験
• 研究分野: 科学教育
• 研究機関: 国立教育研究所
• 研究代表者: 吉岡 亮衛 国立教育研究所, 教育情報・資料センター, 室長 (40200951)
• 研究分担者: 益子 典文 鳴門教育大学, 教育方法講座, 助教授 (10219321) ; 坂谷内 勝 国立教育研究所, 教育情報・資料センター, 主任研究官 (70187053) ; 小松 幸廣 国立教育研究所, 教育情報・資料センター, 室長 (50241229)
• 研究期間 (年度): 1995 – 1996
• 研究課題ステータス: 完了 (1996年度)
• 配分額: 5,200千円 (直接経費: 5,200千円); 1996年度: 2,700千円 (直接経費: 2,700千円); 1995年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
• キーワード: 科学教育 / 教具 / 実験 / 観察 / 計測 / 制御

研究概要

1.研究開始年度より2度の試作を経て、機器の性能試験と実際の利用評価を行ってきた。本年度はこれに基づいて最終的な回路および設計仕様の変更を行い、完成度を高めた。また、利用マニュアル、関連教材の開発も同時に行った。
(1)装置の開発
・アナログセンサのプローブの改良と新たなプローブの開発(温度、気圧、照度、湿度)
・センサの自動識別機能の実現と信号を学校で使用している単位系へ変換するための機構とプログラムの開発
・カウンタ機能およびストップウオッチ機能の改良、強化
・商用電源(AC100v等)の制御とスイッチ入力用I/Oボックスの開発
・各種実験の自動化用として、プログラムされた手順によって制御が出来る機構の追加(例 土壌生物を抽出するためのツルグレン装置等)
・各種機能設定のための操作および表示方法等の改良
(2)教材の開発
・試作した実験観察情報収集装置を使って利用講習会を実施した。また、同時に機器の評価も行った。(小、中高等学校の教員を対象)
・「実験太助」の利用マニュアルを作成
・「実験太助」を使った教材集の作成
2.本年度行った生徒用実験観察情報収集装置の開発研究で得られた知見
・実験観察情報収集装置の野外での利用は身近なデータの採取を可能とし、生きた教材を使うことが出来る。
・実験の事故防止や携帯性の面から商用電源(100v)を使用せず、乾電池動作させることが望ましい。
・生徒用として防滴構造は必要かつ効果的である。
・測定値は学校で利用している単位系で表示されることが必要である。
・アナログセンサによる計測とカウンタ、ストップウオッチ機能を併用すると効率的な実験が可能となる。
3.今後の課題
本研究開発では生徒が扱える操作性、小型化(B6版)、1.5時間以上の電池駆動、防滴構造、センサの自動識別機能等、概ね計画した性能が得られた。
身近な測定器として活用するためにはポケット電卓並の小型化が求められる。そのためには今後、回路の集積化等が必要である。