| 研究概要 |
全体的な「実験」の時間の減少から理科に興味・関心・学習意欲を持たない「理科離れ」の学生の増加が指摘され,大きな問題となっている。そこで,観察・実験などの体験的な学習を重視し,学生にわかりやすく理科を教えることができるようなデジタル教材を作る必要があると考えられる。そこで,本研究では星座観察に注目し,実際の夜空で観察した星の群れから星座を自動判別・観察・記録するアプリケーションを作成することを目的とする。
アプリケーションの仕組みとしては,モバイル型小型ノートPCにCMOSカメラ,「実際に観察する星座」と「その星座の解説」を同時に見ることができる半透明のヘッドマウントディスプレイ,GPSレシーバ等を接続し,実際に観察した星座の上に星座線や解説を重ねて見ることができるようになっている。まず,星座の自動判別の方法としてOpenCVという画像処理ライブラリを用い,CMOSカメラで読み取った動画と星座の画像とのテンプレートマッチングを行った。はじめは全ピクセルを単純に捜査する方法でマッチングを行ったが,星座の画像は黒がほとんどを占めるため思ったような結果が得られなかった。そこで,SURFにより特徴量を比較するマッチング方法を採用した。その結果,マッチングの精度は格段に向上した。しかし,今回使用したWebカメラでは十分な量の光を感知することができず,星座を自動判別するには天候や周囲の暗さの面でかなりの好条件が必要となった。次に,GPSレシーバの情報をもとに観測場所の緯度・経度を求め,観測者がボタンーつでその情報と共に観察画像をキャプチャーし,その画像がPCに保存できるようにした。観察後,その記録を見ることで学習効果を上げる手助けとなる。
このアプリケーションを使用して星座観察を行うことで天文分野の学習に興味・関心を持つことができ,少しでも理科離れを食い止めることができると考える。
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