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IoT連携によるサイバーフィジカルな学習環境の研究

研究課題

研究課題/領域番号 16K01150
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 教育工学
研究機関釧路工業高等専門学校

研究代表者

野口 孝文  釧路工業高等専門学校, 創造工学科, 教授 (20141856)

研究分担者 千田 和範  釧路工業高等専門学校, 創造工学科, 准教授 (30342562)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2016年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワードサイバーフィジカルシステム / 試行錯誤 / プログラミング / 協調学習 / 学習環境 / IoT / 教育工学
研究成果の概要

我々の周りにはコンピュータが組み込まれた様々な機器があるが,我々は自由にそれらをコンピュータ上のツールと組み合わせて利用することができない.コンピュータ上の教材や実世界の機器を自由に組み合わせ編集が可能になれば,これまでにない自由度の高い学習環境が実現できると考えられる.本研究では,実世界にある様々な機器をネットワークで連携しコンピュータ上のオブジェクトと対応できるようにした.学習者自身が試行錯誤しながらコンピュータ上でシステムを組み上げることによって,学習者が思考した仮説を試行錯誤しながら検証することができるサイバーフィジカルな学習環境が実現した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の特徴は,コンピュータと実世界の連携を強めることで体験的かつ直感的な学習をするサイバーフィジカルな学習環境にある.この学習環境は,コンピュータ上のシミュレーションばかりでなく,実世界の実験や他の学習者の環境とダイナミックに連携した学習を可能にする.すなわち,IoTとして提供されるネットワークで接続されたコンピュータも含めた様々なセンサや計測機器を,これまで開発してきた学習支援システムとコンピュータ上で組み合わせたり,組み合わせを変更したりすることを可能にする.本研究は,学習者自身がコンピュータを介して実世界と相互作用しながらアクティブに学習を深めることができる研究学習環境を実現した.

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (44件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (22件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 7件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (22件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] RFID とAR により実験作業を支援する実験・実習ナビゲーションシステムの開発2019

    • 著者名/発表者名
      稲守栄,千田和範,野口孝文
    • 雑誌名

      教育システム情報学会全国大会

      巻: CDROM ページ: 433-434

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] ロボットを利用したプログラミング導入教育2018

    • 著者名/発表者名
      野口孝文,布施泉,梶原秀一,千田和範,稲守栄
    • 雑誌名

      ロボティックス・メカトロニクス講演会報告

      巻: 2P2-L07

    • NAID

      130007552186

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] サイバーフィジカルな学習支援システムの開発2018

    • 著者名/発表者名
      野口孝文
    • 雑誌名

      人工知能学会全国大会

      巻: 1L1-01 ページ: 4-4

    • NAID

      130007425631

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] 試行錯誤型理科教育プログラムにおける知識伝播の可視化のための教育支援システムの開発2018

    • 著者名/発表者名
      千田和範,野口孝文,稲守栄
    • 雑誌名

      教育システム情報学会全国大会

      巻: CDROM ページ: 91-92

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] 高専・大学連携によるプログラミング教材の開発と利用2018

    • 著者名/発表者名
      野口孝文,布施泉,梶原秀一,千田和範,稲守栄
    • 雑誌名

      教育システム情報学会全国大会

      巻: CDROM ページ: 135-136

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] ロボットを用いた協調学習環境の開発2017

    • 著者名/発表者名
      野口孝文,千田和範,稲守栄
    • 雑誌名

      ロボティックス・メカトロニクス講演会報告

      巻: CDROM

    • NAID

      130006221392

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] サイバーフィジカルな学習支援システムの開発2017

    • 著者名/発表者名
      野口孝文
    • 雑誌名

      人工知能学会全国大会

      巻: CDROM

    • NAID

      130007425631

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 学生が制作したプログラムのオブジェクト数を用いたクラスタリング手法の提案2017

    • 著者名/発表者名
      野口孝文
    • 雑誌名

      電子情報通信学会,教育工学研究会

      巻: 117 ページ: 23-26

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] プログラミング教育のためのロボット教材2017

    • 著者名/発表者名
      野口孝文,梶原秀一
    • 雑誌名

      情報処理学会 情報教育シンポジウムSummer Symposium in Sakura 2017,研究会資料

      巻: - ページ: 145-151

    • NAID

      170000175745

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 試行錯誤型理科教育プログラムのための思考支援システムの開発2017

    • 著者名/発表者名
      千田和範,稲守栄,野口孝文
    • 雑誌名

      教育システム情報学会全国大会

      巻: - ページ: 55-56

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 学生の能動的思考を支援する実験・実習ナビゲーションシステムの開発2017

    • 著者名/発表者名
      稲守栄,千田和範,野口孝文
    • 雑誌名

      教育システム情報学会全国大会

      巻: - ページ: 383-384

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] ロボットの動作を見ながら試行錯誤的にプログラムできる教材ロボットの開発2017

    • 著者名/発表者名
      野口孝文,梶原秀一,千田和範,稲守栄
    • 雑誌名

      教育システム情報学会全国大会

      巻: - ページ: 433-434

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] IoT機能を持つロボットを用いた協調学習環境2017

    • 著者名/発表者名
      野口孝文,千田和範,稲守栄
    • 雑誌名

      35回日本ロボット学会学術講演会

      巻: CDROM

    • NAID

      130007826017

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] モジュール化した「計測と制御」の個別学習の統合による協調学習環境の開発2017

    • 著者名/発表者名
      野口孝文
    • 雑誌名

      電子情報通信学会,教育工学研究会

      巻: 117 ページ: 29-34

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Development of a Programming Teaching1-Aid Robot with Intuitive Motion Instruction Set2017

    • 著者名/発表者名
      T. Noguchi, H. Kajiwara, K. Chida and S. Inamori
    • 雑誌名

      Journal of Robotics and Mechatronics

      巻: 29 ページ: 980-991

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 協調作業を支援するIoTを用いた学習環境2017

    • 著者名/発表者名
      野口孝文,千田和範,稲守栄
    • 雑誌名

      教育システム情報学会研究報告

      巻: Vol.31,No.5 ページ: 57-58

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] LEGOを用いた協調学習支援システムのための操作環境の開発2017

    • 著者名/発表者名
      野口孝文,千田和範,稲守栄
    • 雑誌名

      情報処理学会第79回全国大会報告

      巻: 第4分冊

    • NAID

      170000175357

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] IoT 連携によるサイバーフィジカルな学習環境2016

    • 著者名/発表者名
      野口孝文,千田和範,稲守栄
    • 雑誌名

      教育システム情報学会全国大会報告

      巻: CD-ROM ページ: 149-150

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] ペアプログラミング手法に基づく実験・実習ナビゲーションシステムの開発2016

    • 著者名/発表者名
      稲守栄,千田和範,野口孝文
    • 雑誌名

      教育システム情報学会全国大会報告

      巻: CD-ROM ページ: 135-136

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 複数校横断型理科教育プログラムの効果を向上させるための実験支援システムの開発2016

    • 著者名/発表者名
      千田和範,稲守栄,野口孝文
    • 雑誌名

      教育システム情報学会全国大会報告

      巻: CD-ROM ページ: 137-138

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] プログラムの思考過程をトレースできる教材ロボット2016

    • 著者名/発表者名
      野口孝文,梶原秀一,千田和範,稲守栄
    • 雑誌名

      34回日本ロボット学会学術講演会報告

      巻: RSJ2016AC1D3-02 ページ: 2-2

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] IoTを基盤としたサイバーフィジカルな学習支援環境の開発2016

    • 著者名/発表者名
      野口孝文,千田和範,稲守栄
    • 雑誌名

      人工知能学会第78回先進的学習科学と工学研究会報告

      巻: SIG-ALST-B505 ページ: 12-15

    • NAID

      130008057911

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] ロボットを利用したプログラミング導入教育2018

    • 著者名/発表者名
      野口孝文,布施泉,梶原秀一,千田和範,稲守栄
    • 学会等名
      ロボティックス・メカトロニクス講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] サイバーフィジカルな学習支援システムの開発2018

    • 著者名/発表者名
      野口孝文
    • 学会等名
      人工知能学会全国大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 試行錯誤型理科教育プログラムにおける知識伝播の可視化のための教育支援システムの開発2018

    • 著者名/発表者名
      千田和範,野口孝文,稲守栄
    • 学会等名
      教育システム情報学会全国大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] RFID とAR により実験作業を支援する実験・実習ナビゲーションシステムの開発2018

    • 著者名/発表者名
      稲守栄,千田和範,野口孝文
    • 学会等名
      教育システム情報学会全国大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 高専・大学連携によるプログラミング教材の開発と利用2018

    • 著者名/発表者名
      野口孝文,布施泉,梶原秀一,千田和範,稲守栄
    • 学会等名
      教育システム情報学会全国大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] LEGOを用いた協調学習支援システムのための操作環境の開発2017

    • 著者名/発表者名
      野口孝文,千田和範,稲守栄
    • 学会等名
      情報処理学会第79回全国大会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 協調作業を支援するIoTを用いた学習環境2017

    • 著者名/発表者名
      野口孝文,千田和範,稲守栄
    • 学会等名
      教育システム情報学会研究会
    • 発表場所
      愛媛大学
    • 年月日
      2017-01-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ロボットを用いた協調学習環境の開発2017

    • 著者名/発表者名
      野口孝文,千田和範,稲守栄
    • 学会等名
      ロボティックス・メカトロニクス講演会報告
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] サイバーフィジカルな学習支援システムの開発2017

    • 著者名/発表者名
      野口孝文
    • 学会等名
      人工知能学会全国大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 学生が制作したプログラムのオブジェクト数を用いたクラスタリング手法の提案2017

    • 著者名/発表者名
      野口孝文
    • 学会等名
      電子情報通信学会,教育工学研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] プログラミング教育のためのロボット教材2017

    • 著者名/発表者名
      野口孝文,梶原秀一
    • 学会等名
      情報処理学会 情報教育シンポジウムSummer Symposium in Sakura 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ロボットの動作を見ながら試行錯誤的にプログラムできる教材ロボットの開発2017

    • 著者名/発表者名
      野口孝文,梶原秀一,千田和範,稲守栄
    • 学会等名
      教育システム情報学会全国大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] IoT機能を持つロボットを用いた協調学習環境2017

    • 著者名/発表者名
      野口孝文,千田和範,稲守栄
    • 学会等名
      35回日本ロボット学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] モジュール化した「計測と制御」の個別学習の統合による協調学習環境の開発2017

    • 著者名/発表者名
      野口孝文
    • 学会等名
      電子情報通信学会,教育工学研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] IoTを基盤としたサイバーフィジカルな学習支援環境の開発2016

    • 著者名/発表者名
      野口孝文,千田和範,稲守栄
    • 学会等名
      人工知能学会第78回先進的学習科学と工学研究会
    • 発表場所
      慶応大学
    • 年月日
      2016-12-12
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] A Cyber-Physical Learning Environment Combined with IoT2016

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Noguchi
    • 学会等名
      ISIP'2016
    • 発表場所
      the university of Lyon, France
    • 年月日
      2016-11-03
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] プログラムの思考過程をトレースできる教材ロボット2016

    • 著者名/発表者名
      野口孝文,梶原秀一,千田和範,稲守栄
    • 学会等名
      34回日本ロボット学会学術講演会
    • 発表場所
      山形大学
    • 年月日
      2016-09-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ペアプログラミング手法に基づく実験・実習ナビゲーションシステムの開発2016

    • 著者名/発表者名
      稲守栄,千田和範,野口孝文
    • 学会等名
      教育システム情報学会全国大会
    • 発表場所
      帝京大学(宇都宮)
    • 年月日
      2016-08-30
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 複数校横断型理科教育プログラムの効果を向上させるための実験支援システムの開発2016

    • 著者名/発表者名
      千田和範,稲守栄,野口孝文
    • 学会等名
      教育システム情報学会全国大会
    • 発表場所
      帝京大学(宇都宮)
    • 年月日
      2016-08-30
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] プログラミング導入教育のための直感的な命令セットを持つロボット2016

    • 著者名/発表者名
      野口孝文,千田和範,稲守栄
    • 学会等名
      教育システム情報学会全国大会
    • 発表場所
      帝京大学(宇都宮)
    • 年月日
      2016-08-29
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 直感的動作命令から構成的に学ぶロボットを用いた計測制御教材の開発2016

    • 著者名/発表者名
      野口孝文,梶原秀一,千田和範,稲守栄
    • 学会等名
      ロボティックス・メカトロニクス講演会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2016-06-10
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 構成オブジェクト数を指標としたクラスタリング手法の提案2016

    • 著者名/発表者名
      野口孝文
    • 学会等名
      人工知能学会全国大会
    • 発表場所
      北九州国際会議場(小倉)
    • 年月日
      2016-06-08
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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