| 研究課題/領域番号 |
20K03226
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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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| 審査区分 |
小区分09080:科学教育関連
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| 研究機関 | 三重大学 |
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研究代表者 |
伊藤 信成 三重大学, 教育学部, 教授 (60344272)
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| 研究分担者 |
西浦 慎悟 東京学芸大学, 教育学部, 講師 (50372454)
山縣 朋彦 文教大学, 教育学部, 教授 (70383213)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
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| キーワード | 天文教育 / 時間変動 / デジタル / 教材開発 / 天文学 / 科学教育 / ICT |
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| 研究開始時の研究の概要 |
教育現場でのデジタル機器の利用により、これまで紙面という制約のためにできなかった動画および3次元的な視点を導入できるため、時間的・空間的スケールが大きく指導が難しいとされてきた天文現象の理解に有効である．そこで本研究では天体の動きに着目したテーマについて，デジタル機器の利点を活かし，動画教材の加工・計測を行える対話的操作機能を備えたものとすることで，児童・生徒が自身の興味・関心に基づいて主体的に現象の理解を深めることを目指す．
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| 研究実績の概要 |
天文分野では，デジタル技術の発達によりタイムラプス撮影のような時間変動を捉える撮影が比較的容易に行えるようになってきた．また，画像処理についても様々な技法が提案されており，一般的なPCでも多数の画像であっても常識的な時間内で画像処理できるようになってきている．本研究ではデジタルの利点である双方向性を意識し，実際の観察データを用いて動的宇宙の理解を深める教材の開発を目指している．特に「実感を伴った理解」を促すためには，人工的な映像ではなく実際に撮影した画像・映像を用いることが望ましい．特に教育現場での利用を念頭に置いているため，授業で扱う項目を参考に，天文現象を取り上げる計画である．
R5年度はこれまでの懸案であった全天カメラが完成し、運用を開始した。これによりテーマとして掲げていた10項目の内、地球の自転、星の日周運動、太陽の日周運動・年周運動、惑星の運動についてのデータ収集が可能となった。これらのテーマについては一部教材化を行ったが、想定した効果が得られなかったため、追加のデータ収集が必要であると考えている。今後、全天カメラの稼働時間の延長に伴いデータが整備されていくものと考えている。
また、星の日周運動についてはVRを用いた教材開発を行い効果の検証を行った。太陽の自転についても動画教材を作成することができた。
また、小惑星の運動については、小惑星帯に属する22個の小惑星のデータを収集し、教材化を進めている。22個の内、位置変化の教材に使用可能と考えられる10個の小惑星を抽出できた。一方で小惑星の自転についての教材に利用可能なものは22個の中にはなかったことから、改めてデータ収集の必要がある。この点を含め、データ収集に想定外に時間がかかったことから、研究期間の延長を行うこととした。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
4: 遅れている
理由
令和5年度はデータ収集ができるようになり一部進んだ面もあるが、概要にも述べたように小惑星の収集データについて、教材として利用するにあたって当初想定した効果が見込めないものが想定以上に多数にのぼり、再度のデータ収集が必要になることから、当初の期間では研究の終了が難しい。小惑星の自転周期について、教材化を行うためには、当該の小惑星の観測好機に一定期間天候が維持されることが必要である。また昼間の観測ができないことから、自転周期によっては小惑星の自転周期（典型的には数日）の数倍の期間が必要となり、複数の小惑星のデータを収集するのに時間がかかっている。
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| 今後の研究の推進方策 |
【現在までの進捗状況】に示したように、全天カメラの運用を開始できたことから、天体運動の季節変化など、データの収集に数か月から1年の時間がかかるような現象について、安定的にデータ収集できるメドが経ったことから、これまで収集したデータを補完し、教材用データの充実に努めていく。
また、VR動画についても、編集のノウハウが蓄積できたこともあり、アーカイブデータの活用も含め足りないデータを補う形で教材開発を進めていく。
他方、開発教材の効果については、学校現場での活用とそのフィードバックが必要である。教材によっては校種の制約があったり、授業進捗等の影響で現場での実践時期が限定されたりすることがあり、これまで作成した教材について検証が難しい状況になっていたが、新型コロナウィルス感染症の影響が低下し、学校現場での実践が可能になったことから、令和6年度は効果検証についても順次進めていく。
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