中学校における計測・制御技術の科学的理解力を伸ばすロボット教材の研究

• 研究課題/領域番号: 21500868
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 科学教育
• 研究機関: 静岡大学
• 研究代表者: 紅林 秀治 静岡大学, 教育学部, 教授 (60402228)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2011年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2010年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2009年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: 計測・制御 / ロボット / 技術教育 / 中学校 / 技術家庭 / 2足歩行ロボット / 技術・家庭 / 自律型ロボット / プログラムによる計測・制御 / ヒューマノイドロボット

研究概要

申請者は、中学校における脳科学を取り入れた新しい科学・技術教育教材とカリキュラムの開発を行った。中学生が製作可能な教材用2足歩行ロボットを開発し、それを用いて人体のバランス制御機構と対比させながら歩行制御プログラムを作成する学習モデルを作り実践した。実践した結果2足歩行ロボット教材を用いた計測・制御学習では、次の2つの能力(1)「バランス(重心の移動)を考えて制御プログラムのアルゴリズムを作成できる能力」(2)「自分の体の動きから制御プログラムのアルゴリズムを作成できる能力」が身につくことがわかった。

研究成果

• [雑誌論文] ボール式マウスを用いた位置を把握できる教材用自律型移動ロボットの開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 紅林秀治、高山大輝
  • 雑誌名: 日本産業技術教育学会誌 巻: 53-4 ページ: 243-253
  • NAID: 10031117426
  • 査読あり
• [雑誌論文] コンピュータによる計測・制御学習のための汎用計測・制御基板の開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 樋口大輔、紅林秀治
  • 雑誌名: 日本産業技術教育学会誌 巻: 53-3 ページ: 169-178
  • NAID: 10031117416
  • 査読あり
• [雑誌論文] 教材用蒸気タービンカーの改良 (2011)
  • 著者名/発表者名: 紅林秀治、河合巧
  • 雑誌名: 日本産業技術教育学会誌 巻: 53-1 ページ: 49-56
  • NAID: 10031117396
  • 査読あり
• [雑誌論文] 計測学習を取り入れたロボット制御教材の開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 紅林秀治、室伏春樹、樋口大輔、江口啓
  • 雑誌名: 日本産業技術教育学会誌 巻: 52-3 ページ: 159-167
  • NAID: 10031117368
  • 査読あり
• [雑誌論文] 計測学習を取り入れたロボット制御教材の開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 紅林秀治・室伏春樹・樋口大輔・江口啓
  • 雑誌名: 日本産業技術教育学会誌 巻: 52巻3号 ページ: 159-167
  • NAID: 10031117368
  • 査読あり
• [雑誌論文] ボール式マウスを用いた自律型ロボット用位置センサの開発の試み (2010)
  • 著者名/発表者名: 高山大輝・紅林秀治
  • 雑誌名: 情報教育シンポジウム論文集 巻: 2010-No.6 ページ: 43-46
  • NAID: 170000082693
  • 査読あり
• [雑誌論文] 回路の製作を取り入れた計測・制御学習用基板の開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 樋口大輔・紅林秀治
  • 雑誌名: 情報教育シンポジウム論文集 巻: 2010-No.6 ページ: 165-172
  • NAID: 170000082713
  • 査読あり
• [雑誌論文] 自律型3モータ制御ロボット教材を用いた授業による学習効果の検討 (2009)
  • 著者名/発表者名: 紅林秀治
  • 雑誌名: 日本産業技術教育学会誌 51巻3号 ページ: 37-44
  • NAID: 10031117330
  • 査読あり
• [雑誌論文] 制御プログラム学習における中学生の学習効果 (2009)
  • 著者名/発表者名: 紅林秀治
  • 雑誌名: 日本産業技術教育学会誌 51巻4号 ページ: 47-56
  • NAID: 10031117344
  • 査読あり
• [雑誌論文] インバースマニュファクチュアリングを取り入れたものづくり学習の試み (2009)
  • 著者名/発表者名: 紅林秀治
  • 雑誌名: 静岡大学教育学部研究報告 (教科教育学篇) 41号 ページ: 131-140
  • NAID: 110007564426
  • 査読あり
• [学会発表] 人型ロボット教材を用いた教育効果について (2012)
  • 著者名/発表者名: 井口母奈美、紅林秀治
  • 学会等名: 日本産業技術教育学会第54回全国大会
  • 発表場所: 栃木県・宇都宮大学
  • 年月日: 2012-08-27
• [学会発表] 人型ロボット教材を使った計測・制御学習 (2011)
  • 著者名/発表者名: 井口母奈美、紅林秀治
  • 学会等名: 第29回日本産業技術教育学会東海支部大会
  • 年月日: 2011-12-03
• [学会発表] 2足歩行ロボット転倒による破損を防ぐ機構の研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高山大輝、紅林秀治
  • 学会等名: 第29回日本産業技術教育学会東海支部大会
  • 発表場所: 岐阜県・岐阜大学
  • 年月日: 2011-12-03
• [学会発表] 人型ロボット教材を使った教育効果について (2011)
  • 著者名/発表者名: 井口母奈美、紅林秀治
  • 学会等名: 日本産業技術教育学会第54回全国大会
  • 年月日: 2011-08-27
• [学会発表] 足歩行ロボット転倒による破損を防ぐ機構の研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高山大輝、紅林秀治
  • 学会等名: 日本産業技術教育学会第54回全国大会
  • 年月日: 2011-08-27
• [学会発表] 2足歩行ロボット転倒による破損を防ぐ研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高山大輝、紅林秀治
  • 学会等名: 日本産業技術教育学会第54回全国大会
  • 発表場所: 栃木県・宇都宮大学
  • 年月日: 2011-08-27
• [学会発表] 16自由度2足歩行ロボットを用いた授業 (2010)
  • 著者名/発表者名: 紅林秀治
  • 学会等名: 第28回日本産業技術教育学会東海支部大会
  • 年月日: 2010-12-04
• [学会発表] 16自由度二足歩行ロボット教材を用いた授業 (2010)
  • 著者名/発表者名: 紅林秀治
  • 学会等名: 第28回日本産業技術教育学会東海支部大会
  • 発表場所: 愛知教育大学
  • 年月日: 2010-12-04
• [学会発表] 工作用金属板を用いた16自由度2足歩行ロボット教材の開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 紅林秀治
  • 学会等名: 日本産業技術教育学会第53回全国大会(岐阜)
  • 発表場所: 岐阜大学
  • 年月日: 2010-08-29
• [学会発表] 工作用金属板を用いた16自由度2足歩行ロボット教材の開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 紅林秀治
  • 学会等名: 日本産業技術教育学会第53回全国大会
  • 年月日: 2010-08-28
• [学会発表] 2足歩行ロボット教材を用いた計測・制御学習の提案 (2010)
  • 著者名/発表者名: 紅林秀治
  • 学会等名: 情報処理学会 コンピュータと教育研究会
  • 発表場所: 大阪電気通信大学
  • 年月日: 2010-07-10
• [学会発表] 計測を取り入れたロボット制御教材 (2009)
  • 著者名/発表者名: 紅林秀治
  • 学会等名: 情報処理学会 コンピュータと教育研究会
  • 発表場所: 静岡県立大学
  • 年月日: 2009-05-23
• [図書] ドリトル、eBASICによる計測・制御とプログラミング (2009)
  • 著者名/発表者名: 紅林秀治
  • 総ページ数: 89
  • 出版者: イーテキスト研究所