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機械系学習者を支援するための動力学問題学習プログラムの開発と普及

研究課題

研究課題/領域番号 17K01004
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
研究機関広島商船高等専門学校

研究代表者

瀧口 三千弘  広島商船高等専門学校, 商船学科, 教授 (10163346)

研究分担者 竹島 敬志  高知工業高等専門学校, ソーシャルデザイン工学科, 教授 (10179632)
藤原 滋泰  広島商船高等専門学校, その他部局等, 准教授 (20390495)
島岡 三義  奈良工業高等専門学校, 電子制御工学科, 教授 (80162486)
多田 博夫  阿南工業高等専門学校, 創造技術工学科, 教授 (90227083)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 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)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード工学教育 / 機械系 / 運動 / 振動 / 教材 / 学習プログラム / 開発 / 普及 / 運動と振動 / 普及活動
研究成果の概要

本研究では、これまで開発を進めてきた機械系学習者を対象にした各種教材をベースにした、動力学問題(運動と振動)学習プログラムの開発と普及を行った。具体的には、①実験教材の市販化、②各種教材を有効に利用するための学習プログラムの開発、③普及活動(教育用運動シミュレーションソフトの公開、教材紹介チラシの作成と配布、高専への出前授業、YouTubeによる情報発信)、④新たな教材として、3つの興味深い実験教材(6自由度振動系、回転機械のふれまわり運動、摩擦振動系)、振動問題に関する学習の初期に有効と思われる6種類の基礎教育用実験教材、ラグランジュの運動方程式を学習するための学習教材を開発した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

開発された教材(教育用運動シミュレーションソフト(DSS)は、フリーソフトとして公開した。実験教材のいくつか(加振装置、パッケージ型加振体10個、簡易ぶらんこ)は市販化した。教材内容をYouTubeにより情報発信した。)及び各種教材を有効に利用するための学習プログラムを用いて、学習者は機械系の動力学問題(運動と振動)の本質を効率的に楽しく学び、実力をつけることができる。
これらの教材は、本研究を通していろいろな普及活動を行ったことにより広く教育界に認知してもらったものと考えており、理科(物理)離れ(大きくは力学離れ)に歯止めをかける一つのツールとして有効に活用されることを期待する。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うちオープンアクセス 4件、 査読あり 2件) 学会発表 (12件) (うち招待講演 1件) 備考 (11件)

  • [雑誌論文] 機械系の運動・振動問題学習用教材の普及活動2020

    • 著者名/発表者名
      瀧口三千弘、島岡三義、多田博夫、竹島敬志、藤原滋泰、藤野俊和 、阿部雅二朗、神出明
    • 雑誌名

      広島商船高等専門学校紀要

      巻: 42 号: 0 ページ: 45-52

    • DOI

      10.32221/hiroshimashosenkiyo.42.0_45

    • NAID

      130007833021

    • ISSN
      1883-9908, 2434-494X
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] ラグランジュの運動方程式の教材化2020

    • 著者名/発表者名
      瀧口三千弘、藤原滋泰、藤野俊和、阿部雅二朗
    • 雑誌名

      広島商船高等専門学校紀要

      巻: 42 号: 0 ページ: 53-63

    • DOI

      10.32221/hiroshimashosenkiyo.42.0_53

    • NAID

      130007833074

    • ISSN
      1883-9908, 2434-494X
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 振動現象学習用教材の開発2020

    • 著者名/発表者名
      瀧口三千弘、丸山真弘、藤原滋泰、藤野俊和
    • 雑誌名

      広島商船高等専門学校紀要

      巻: 42 号: 0 ページ: 65-74

    • DOI

      10.32221/hiroshimashosenkiyo.42.0_65

    • NAID

      130007833072

    • ISSN
      1883-9908, 2434-494X
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 振動現象学習用教材の開発2020

    • 著者名/発表者名
      瀧口三千弘、岡田颯太、松浦冬馬、重岡洋平、吉田哲哉、片平卓司、藤野俊和、藤原滋泰
    • 雑誌名

      広島商船高等専門学校紀要

      巻: 42 号: 0 ページ: 75-87

    • DOI

      10.32221/hiroshimashosenkiyo.42.0_75

    • NAID

      130007833073

    • ISSN
      1883-9908, 2434-494X
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 機械系の運動・振動問題学習用教材の開発と教育実践2018

    • 著者名/発表者名
      瀧口三千弘、藤原滋泰、藤野俊和
    • 雑誌名

      工学教育

      巻: 66 号: 3 ページ: 3_41-3_47

    • DOI

      10.4307/jsee.66.3_41

    • NAID

      130007383907

    • ISSN
      1341-2167, 1881-0764
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 運動と振動問題学習用教材の開発ークレーンの旋回運動ー2018

    • 著者名/発表者名
      瀧口三千弘、藤原滋泰、藤野俊和、阿部雅二朗
    • 雑誌名

      広島商船高等専門学校紀要

      巻: 40 ページ: 39-43

    • NAID

      130007839618

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 運動・振動問題学習用教材とそれらを用いた教育実践例2018

    • 著者名/発表者名
      瀧口三千弘、藤原滋泰、藤野俊和
    • 雑誌名

      広島商船高等専門学校紀要

      巻: 40 ページ: 45-56

    • NAID

      130007839621

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 塑性加工およびその周辺技術(機械振動)に関する教育活動2017

    • 著者名/発表者名
      瀧口三千弘
    • 雑誌名

      塑性と加工

      巻: 58 ページ: 1102-1103

    • NAID

      130006279221

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 機械系の振動現象学習用教材の開発-回転機械のふれまわり運動-2019

    • 著者名/発表者名
      瀧口三千弘、松浦冬馬、吉田哲哉、片平卓志、藤原滋泰
    • 学会等名
      日本工学教育協会2019年度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] 機械系の運動・振動問題学習用教材の普及活動-成果-2019

    • 著者名/発表者名
      瀧口三千弘、島岡三義、多田博夫、竹島敬志、藤原滋泰、藤野俊和
    • 学会等名
      日本工学教育協会2019年度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] 機械系の振動現象学習用教材の開発(ばね・質量・剛体からなる6自由度振動系)2019

    • 著者名/発表者名
      瀧口三千弘、岡田颯太、吉田哲哉、片平卓志、藤野俊和、藤原滋泰
    • 学会等名
      日本機械学会2019年度年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 振動現象学習用教材の開発-回転機械のふれまわり運動-2019

    • 著者名/発表者名
      松浦冬馬、瀧口三千弘、吉田哲哉、片平卓志
    • 学会等名
      日本機械学会 中国四国学生会第49回学生員卒業研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 振動現象学習用教材の開発-ばね・質量・剛体からなる6自由度振動系-2019

    • 著者名/発表者名
      岡田颯太、瀧口三千弘、吉田哲哉、片平卓志
    • 学会等名
      日本機械学会 中国四国学生会第49回学生員卒業研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 運動・振動問題学習用教材の紹介2019

    • 著者名/発表者名
      瀧口三千弘、島岡三義、多田博夫、竹島敬志、藤原滋泰、藤野俊和、阿部雅二朗、神出明
    • 学会等名
      平成30年度日本設計工学会四国支部研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 機械系の運動・振動問題学習用教材の普及活動-計画-2018

    • 著者名/発表者名
      瀧口三千弘、島岡三義、多田博夫、竹島敬志、藤原滋泰、藤野俊和
    • 学会等名
      日本工学教育協会 平30年度工学教育研究講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 機械系の運動・振動問題学習プログラムの開発2018

    • 著者名/発表者名
      瀧口三千弘、藤原滋泰、島岡三義、多田博夫、竹島敬志、藤野俊和、阿部雅二朗
    • 学会等名
      日本機械学会2018年度年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 塑性加工およびその周辺技術(機械振動)に関する教育活動2018

    • 著者名/発表者名
      瀧口三千弘
    • 学会等名
      日本塑性加工学会 中国四国支部 塑性加工研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Blackboardとインタラクティブな電子書籍を活用した物理教育の試み2017

    • 著者名/発表者名
      藤原滋泰、瀧口三千弘
    • 学会等名
      日本工学教育協会 平成29年度工学教育研究講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 機械系の運動・振動問題学習用教材の開発ークレーンの旋回運動ー2017

    • 著者名/発表者名
      瀧口三千弘、藤原滋泰、藤野俊和、阿部雅二朗
    • 学会等名
      日本工学教育協会 平成29年度工学教育研究講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 機械系の振動現象学習用教材の開発(簡易ぶらんこ)2017

    • 著者名/発表者名
      瀧口三千弘、藤原滋泰、藤野俊和
    • 学会等名
      日本機械学会 2017年度年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 振動現象学習用教材6(6自由度問題)

    • URL

      https://www.youtube.com/watch?v=e1YKkgJrHqk&t=8s

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 振動現象学習用教材7(回転機械の不釣り合いによるふれまわり運動)

    • URL

      https://www.youtube.com/watch?v=z8Rqj-Y3Djc&t=21s

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 振動現象学習用教材8(基礎教育用教材)

    • URL

      https://www.youtube.com/watch?v=s0yFb4c1FXU&t=5s

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 教育用運動シミュレーションソフト(DSS)の紹介

    • URL

      https://www.youtube.com/watch?v=feA8U4oGDvA&t=226s

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] DSSの操作方法(基礎編)

    • URL

      https://www.youtube.com/watch?v=kTUSBPt2UQY&t=366s

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 振動現象学習用教材

    • URL

      https://www.intes.co.jp/kasin.html

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 運動・振動問題学習用教材の開発-クレーンの旋回運動-

    • URL

      https://youtu.be/o2B-XbGIfKo

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 振動現象学習用教材の開発-簡易ぶらんこ-

    • URL

      https://youtu.be/OhR1O1kQvi4

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 等速度運動・等加速度運動問題 を「図式解法」で解いてみよう! 概要編

    • URL

      https://youtu.be/WURjIKjk0mk

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 等速度運動・等加速度運動問題 を「図式解法」で解いてみよう! 具体例前編

    • URL

      https://youtu.be/92KsC7re_tE

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 等速度運動・等加速度運動問題 を「図式解法」で解いてみよう! 具体例後編

    • URL

      https://youtu.be/0bXZR6uM040

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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