| 研究課題/領域番号 |
20H01666
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分09040:教科教育学および初等中等教育学関連
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| 研究機関 | 岩手大学 |
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研究代表者 |
名越 利幸 岩手大学, 研究支援・産学連携センター, 特任教授 (10527138)
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| 研究分担者 |
伊藤 純至 東北大学, 理学研究科, 准教授 (00726193)
久坂 哲也 岩手大学, 教育学部, 准教授 (00779944)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
16,510千円 (直接経費: 12,700千円、間接経費: 3,810千円)
2022年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2021年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
2020年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円)
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| キーワード | 数値実験 / 防災教育 / 環境教育 / 情報教育 / 気象シミュレーター / 感度実験 / 気象教育 / AIプログラム / AI気象災害検出 / 理科教育 / 気象数値実験 / 気象AI教材 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
気象庁の「数値予報モデル」は，義務教育の子どもへの利用を視野に入れた研究への貸与例がない。本研究の目的は，人工知能（AI）を利用した簡単に実験の設定ができる「教育用AI入力インターフェース」を開発することで，中学生による地域の大気環境調査や豪雨・暴風などの防災教育をねらいとした３次元気象数値実験を教育現場で可能にする気象教材の開発を行い，その数値実験の結果から防災に関する生徒への教育効果を検証することにある。本年度は，設定のためのAI入力インターフェースの開発と３次元大気環境数値実験システムの教材化を行う。令和３年度以降は，開発教材による教育実践を中心に防災教育システム教材の完成をめざす。
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| 研究成果の概要 |
科学教育用気象シミュレーター「AIクレス」SDパッケージには，日々の天気図や各地点のアメダスデータが収録され，数値実験設定時には気象庁の初期値・境界値データをネットで取得後実行可能となる．新たに３つ，①災害事例選択では気象庁の「災害をもたらした気象事例」を基に数値シミュレーションが可能．②AI災害選択ではアメダスの過去データからAIが主成分分析を行い２つの気象要素を抽出後さらにクラスター分析をしてグルーピングを2次元図に返す．外れた日（気象災害示唆）を叩くと天気図が現れ設定後数値実験可能となる．③日時選択は気象災害発生日を指定して数値実験と感度実験ができるソフトの開発ができた．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
これまで気象数値シミュレーションや感度実験は，研究者による利用しか想定しておらず，スパコン利用に限られると考えられてきた．本ソフトは，プルダウンメニュ－等による工夫で中学生でも数値実験が可能であることを証明した．最近のCPUの進化はめざましく数年前のスパコンに匹敵するものある．今回，AIソフトが過去の気象災害を検出し，再現と同時に感度実験ができると言う世界初の気象シミュレーターを開発できた．任意の日時で気象庁のMSMデータをダウンロードし，数値実験可能であることも特筆に値する．今後もこのソフトパッケージの頒布・普及に尽力することによ，，理科教育における数値実験のブレークスルーを実現したい．
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