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融合分野におけるモノづくり人材育成のためのフィジカルプログラミング学習法開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K00972
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 科学教育
研究機関北海道科学大学

研究代表者

木村 尚仁  北海道科学大学, 工学部, 教授 (80244838)

研究分担者 伊藤 隆介  北海道教育大学, 教育学部, 教授 (80271716)
小島 洋一郎  北海道科学大学, 工学部, 教授 (50300504)
碇山 恵子  北海道科学大学, 未来デザイン学部, 教授 (50337010)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワードモノづくり / フィジカルコンピューティング / プログラミング / センサー / Scratch / micro:bit / STEM教育 / STEAM教育 / アート / 自己効力感
研究成果の概要

我々は新たな発想で創造的モノづくりに取り組む人材育成をめざし,モノづくりとプログラミングを融合した「フィジカルプログラミング」を学ぶための教材開発を行った。そのためのデバイスとして,複数の感覚を通したインターフェースを持つ「ミニLEDランプ」と教育用電子楽器「フォトミン」を作製し,マイコンであるMbed,あるいはmicro:bitを接続する型の教材として完成させた。またScratchとmicro:bitを連携することにより,さらに創造的なモノづくりに取り組めるような検討も行った。これらを実際に用いて子供から大人までを対象とした講座やワークショップを実施し,それらの教育効果を確認した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

我々が開発した教材, RGBフルカラーLEDを用いた「ミニLEDランプ」および教育用電子楽器「フォトミン」は,STEM教育,またSTEAM教育をベースとし,モノづくりとプログラミングを融合した「フィジカルプログラミング」を学ぶための教材として有用である。これらは子供から大人まで,幅広い世代のクリエイティブ・ラーニングのために役立てることができる。また,これらを用いて我々が実施した講座やワークショップの事例を基に,同様の教育を基本的には誰もが実践することができる。この研究は,これからの社会のために新たな発想で創造的モノづくりに取り組み,イノベーションに寄与しうる人材育成に貢献できると考えられる。

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (37件)

すべて 2020 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (28件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] STEAM教育用フィジカルプログラミング電子楽器教材「フォトミン」の試作2020

    • 著者名/発表者名
      木村尚仁
    • 雑誌名

      工学教育

      巻: 68 号: 2 ページ: 2_72-2_75

    • DOI

      10.4307/jsee.68.2_72

    • NAID

      130007818426

    • ISSN
      1341-2167, 1881-0764
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ICTを用いた児童に対するモノづくり講座による遠隔地への科学啓発活動2019

    • 著者名/発表者名
      木村尚仁,梶谷崇,碇山恵子,塚越久美子
    • 雑誌名

      工学教育

      巻: 67 号: 2 ページ: 2_80-2_85

    • DOI

      10.4307/jsee.67.2_80

    • NAID

      130007626020

    • ISSN
      1341-2167, 1881-0764
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 第3回北方地域社会フォーラム実施報告2018

    • 著者名/発表者名
      梶谷崇,木村尚仁,濱谷雅弘,碇山恵子,塚越久美子,谷口尚弘,坂井俊文,道尾淳子
    • 雑誌名

      北海道科学大学研究紀要

      巻: 46 ページ: 49-53

    • NAID

      40022315513

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 拡散の軌跡を覗く 〈ARTBOXと、その後の受賞作家たち〉2018

    • 著者名/発表者名
      伊藤隆介
    • 雑誌名

      JR TOWER ARTBOX 授賞作家展/拡散した光彩たち 図録

      巻: - ページ: 40-45

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 地域社会創生における人材育成のための科学モノづくり啓発に関する研究2017

    • 著者名/発表者名
      木村尚仁,碇山恵子,塚越久美子,梶谷崇
    • 雑誌名

      北海道科学大学研究紀要

      巻: 43 ページ: 43-47

    • NAID

      120006330881

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 学生の協働意識を引きだす学習者主体のルーブリック作成2017

    • 著者名/発表者名
      碇山恵子,木村尚仁
    • 雑誌名

      北海道科学大学研究紀要

      巻: 43 ページ: 35-41

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 学びへのコミットメントを引きだす学習者主体のルーブリック作成と自己評価2016

    • 著者名/発表者名
      湯川恵子, 木村尚仁, 碇山恵子
    • 雑誌名

      国際経営フォーラム

      巻: 27 ページ: 217-236

    • NAID

      120006239286

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] リフレッシュ理科教室による理科啓発活動の取り組み その52020

    • 著者名/発表者名
      木村 尚仁
    • 学会等名
      第55回応用物理学会北海道支部 第16回日本光学会北海道支部 合同学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 地域のための子供向け科学モノづくり講座の実践事例2019

    • 著者名/発表者名
      木村 尚仁
    • 学会等名
      応用物理学会シンポジウム「科学教育の人材育成および教育の取り組みとその活性化 -北海道地区-」
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 産学協同による地域社会貢献への取り組み2019

    • 著者名/発表者名
      木村尚仁
    • 学会等名
      産学連携学会 東日本リエゾンカンファレンス in 秋田
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 「テレまね」システムを用いた遠隔地を結んでのSTEAM教育の展開2019

    • 著者名/発表者名
      木村尚仁, 梶谷崇, 碇山恵子, 塚越久美子, 西一郎
    • 学会等名
      私情協教育イノベーション大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ICTを用いた遠隔地の児童らへの科学モノづくり講座の実践(2)2019

    • 著者名/発表者名
      木村尚仁, 梶谷崇, 碇山恵子, 塚越久美子
    • 学会等名
      日本工学教育協会工学教育研究講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 産学連携による地域貢献活動事例 ~札電協青年部による親子でんきフェスティバルへの協力~2019

    • 著者名/発表者名
      木村尚仁
    • 学会等名
      産学連携学会第17回大会(奈良大会)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 映画フィルムのフレーム、ビデオ画面分割によるスプリット・イメージ表現2019

    • 著者名/発表者名
      伊藤隆介
    • 学会等名
      日本映像学会第45回大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] FALSE SPACES 虚現空間」オープン・ディスカッション2019

    • 著者名/発表者名
      伊藤隆介、永田康祐、ン・ツー=クワン、ステラ・ソー、WARE、イップ・ユック=ユー、コニー・ラム、畠中実
    • 学会等名
      公益財団法人東京都歴史文化財団東京都現代美術館 トーキョーアーツアンドスペース、香港アーツセンター
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] リフレッシュ理科教室による理科啓発活動の取り組み その42019

    • 著者名/発表者名
      木村尚仁
    • 学会等名
      応用物理学会北海道支部学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 電気モノづくり工作とプログラミングによる科学啓発活動の実践2019

    • 著者名/発表者名
      木村尚仁
    • 学会等名
      電気学会全国大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 苫小牧・旭川高専専攻科における共同講義の実践事例2019

    • 著者名/発表者名
      小島洋一郎、村本充、中村基訓
    • 学会等名
      第24回 高専シンポジウム in 小山
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 遠隔会議システムを用いた児童に対する科学モノづくり講座の実践2018

    • 著者名/発表者名
      木村尚仁,梶谷崇,碇山恵子,塚越久美子
    • 学会等名
      情報科学技術フォーラム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 学生にメタ認知と自己変容を自覚させるアサーティブ・コミュニケーション実験2018

    • 著者名/発表者名
      碇山恵子,塚越久美子,木村尚仁
    • 学会等名
      未来のマナビフェス―2030年の学びをデザインする
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 新ガリレオ入試で入学した学生の入学後の検証-質的調査と学部別での比較-2018

    • 著者名/発表者名
      菊池明泰,塚越久美子,碇山恵子,細川和彦、石田眞二
    • 学会等名
      入研協独立行政法人大学入試センター
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 伊藤隆介 × 山口啓介 LOST & FOUND アーテイスト トーク2018

    • 著者名/発表者名
      伊藤隆介,山口啓介,武居利史
    • 学会等名
      第四回IMAGINE FUKUSHIMA展
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] JR TOWER ARTBOX 授賞作家展「拡散した光彩たち」2018

    • 著者名/発表者名
      伊藤隆介,五十嵐威暢,岡部昌生
    • 学会等名
      JR TOWER ARTBOX 授賞作家展「拡散した光彩たち」
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 小学児童向けモノづくり講座による科学啓発活動の実践2018

    • 著者名/発表者名
      木村尚仁
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 必修PBL型授業の課題解決に向けたルーブリックの活用の試み2017

    • 著者名/発表者名
      碇山 恵子, 菊池 明泰, 湯川 恵子, 木村 尚仁
    • 学会等名
      第23回大学教育研究フォーラム
    • 発表場所
      京都大学吉田キャンパス
    • 年月日
      2017-03-20
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] モノづくり講座による子供と大人の科学技術啓発2017

    • 著者名/発表者名
      小島洋一郎 ,村本充,木村尚仁
    • 学会等名
      第22回高専シンポジウムin Mie
    • 発表場所
      鳥羽商船高専
    • 年月日
      2017-01-28
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 電気系の専門性を活かした地域の専門技術者組織との協働による社会貢献活動2017

    • 著者名/発表者名
      木村尚仁
    • 学会等名
      日本工学教育協会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 産学連携による地域貢献活動事例 ~ 児童養護施設での「電 Lab. で遊ぼう!」の実施 ~2017

    • 著者名/発表者名
      木村尚仁,小島洋一郎,嶋川泰規,中村貴裕,岡地修吾,山崎 高裕
    • 学会等名
      産学連携学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] グループワークの課題を改善し深い学びを促進する補助教材の検討2017

    • 著者名/発表者名
      碇山恵子, 木村尚仁, 細川和彦
    • 学会等名
      日本工学教育協会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 系統的科学教育プログラムの構築2017

    • 著者名/発表者名
      小島洋一郎,村本充,木村尚仁
    • 学会等名
      日本工学教育協会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 海外語学研修を利用した学生による理科教室の実践2017

    • 著者名/発表者名
      村本充,佐藤奈々恵,小島洋一郎
    • 学会等名
      日本工学教育協会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 理系人材育成のための電気電子系モノづくり講座の実践2016

    • 著者名/発表者名
      木村尚仁,碇山恵子,塚越久美子,梶谷崇,小島洋一郎
    • 学会等名
      電気学会教育フロンティア研究会
    • 発表場所
      京都大学吉田キャンパス
    • 年月日
      2016-12-09
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 電気モノづくり講座による大人への科学技術啓発2016

    • 著者名/発表者名
      木村 尚仁,碇山 恵子,塚越 久美子,小島 洋一郎
    • 学会等名
      平成28年度電気・情報関係学会北海道支部連合大会
    • 発表場所
      北海学園大学山鼻キャンパス
    • 年月日
      2016-11-05
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 北海道における広い年齢層への電気モノづくり講座実施による科学啓発活動2016

    • 著者名/発表者名
      木村尚仁
    • 学会等名
      第27回 物理教育に関するシンポジウム ~ 地域連携による科学技術教育・啓発活動の実践 ~
    • 発表場所
      北海道科学大学
    • 年月日
      2016-10-29
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 子供の科学啓発のための大人向け科学モノづくり講座の実践2016

    • 著者名/発表者名
      木村尚仁,碇山恵子
    • 学会等名
      工学教育研究講演会
    • 発表場所
      大阪大学吹田キャンパス
    • 年月日
      2016-09-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] 木村尚研究室のブログ

    • URL

      http://kimuran.hatenablog.com/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 北海道科学大学北方地域社会研究所(RINC)ウェブサイト

    • URL

      https://www.hus-rinc.org/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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