| 研究課題/領域番号 |
17K01056
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
科学教育
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| 研究機関 | 横浜国立大学 (2019-2020)
西日本工業大学 (2017-2018) |
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研究代表者 |
高藤 圭一郎 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 講師 (10461485)
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| 研究分担者 |
白山 晋 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (10322067)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
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| キーワード | 流体実験 / ポータブル実験装置 / PBL教育 / 可視化 / 視線計測 / ３Dプリンター / ３DCAD設計 / ＰＢＬ教育 / ３Ｄプリンター / PBL / 工学教育 |
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| 研究成果の概要 |
工学教育において，流体に関連する様々な課題解決に必要となる思考力と判断力の向上のためには，流体現象を正しく見せること，加えて簡易的な計測が重要であるが，その実現は難しい．
本研究では，正しく見せることと簡易的な計測のために，簡易的に，安価に，安全に実施できる可視化法と計測法，および実験装置群から成る「ポータブル流体実験室」を提案し，実装した．また，多くの構成要素を3DCADによって設計し，3Dプリンターを用いて，簡易的に，安価に製作できることを示した．さらに，要素の製作，およびポータブル流体実験室を用いた流体実験をPBL教育に取り入れることで，流体力学の基礎力向上に資することを示唆した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
工学教育において，実際の物理現象に触れる機会は実験を通して提供され，モノづくりにおける思考力と判断力向上に資するとされる．しかし，流体現象に関しては，大がかりな設備が必要になり，座学による説明ですまされることが多く，教育効果が十分に得られないことが指摘されている．本研究の成果「ポータブル流体実験室」は，簡易的に，安価に，安全に，実際の流体現象に触れる機会を提供できる．これにより流体力学の基礎力向上につながるものと考えられる．また，3DCADによる要素の設計，3Dプリンターによる製作，製作物を用いた実験という一連のながれを取り入れた教育は，PBL教育の手本となるものであり，その点の意義も大きい．
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