| 研究課題/領域番号 |
21K02906
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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 | 大妻女子大学 |
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研究代表者 |
高橋 三男 大妻女子大学, 家政学部, 教授 (40197182)
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| 研究分担者 |
後藤 顕一 東洋大学, 食環境科学部, 教授 (50549368)
羽田 宜弘 (羽田宜弘) 環太平洋大学, その他部局等, 講師 (70713098)
舘泉 雄治 東京工業高等専門学校, 電気工学科, 特任教授 (80197392)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2022年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | 酸素 / 二酸化炭素 / 酸素センサ / 二酸化炭素センサ / IoT機器 / オンライン実験 / STEAM教育 / 理科教材 / 酸素濃度 / 気圧 / 照度 / 教育用IoT / 教育用IoT機器 / 小型コンピュータ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
コロナ禍の影響で、教育現場では、オンライン授業が行われている。教科指導をどのように進めていけばよいのか試行錯誤している状態である。特にオンラインでの実験指導は、非常に難しく、それは、家庭では実験器具の環境が全く整っていないのが大きな原因の1つと言える。本研究は、安価な小型コンピュータに多種類のセンサを搭載した教育用IoT機器を作製する。これにより、自分専用のIoT機器をもつことができれば、家庭内でも定量的な実験を行うことができる。教育用IoT機器を新しい理科教育機器として活用することで、家庭内での自主的な実験を促し、オンラインでの実体験を伴った実験指導が可能となる。
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| 研究成果の概要 |
酸素と二酸化炭素センサの2種類に特化した教材キットを制作した。安価な酸素センサは、高橋が独自に開発したセンサを用い、二酸化炭素センサは、海外のセンサを利用することにした。2024年度現在では、3社の国内のメーカーが、酸素・二酸化炭素濃度を検出する教材を販売するに至った。今後も酸素・二酸化炭素を検出する教材メーカーは増えている傾向である。将来的には、大気中の酸素や二酸化炭素の計測だけでなく、現在、検討中である日本製の溶存酸素や溶存二酸化炭素センサの理科教材になると、気体だけでなく水溶液中における、より幅広い理科教育が期待される。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
研究成果としては、国内のメーカーが、酸素・二酸化炭素濃度を検出する教材を販売するに至った。今後も酸素・二酸化炭素を検出する教材メーカーは増えている傾向である。将来的には、大気中の酸素や二酸化炭素の計測だけでなく、現在、検討中である日本製の溶存酸素や溶存二酸化炭素センサの理科教材になると、気体だけでなく水溶液中における、より幅広い理科教育が期待されるようになる。国内だけでなく海外での理科教育の発展に大きく貢献することが予想される。
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