研究課題/領域番号 |
22H01070
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研究種目 |
基盤研究(B)
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配分区分 | 補助金 |
応募区分 | 一般 |
審査区分 |
小区分09080:科学教育関連
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研究機関 | 松江工業高等専門学校 |
研究代表者 |
外谷 昭洋 松江工業高等専門学校, 電子制御工学科, 准教授 (20616180)
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研究分担者 |
衣笠 保智 松江工業高等専門学校, 電気情報工学科, 准教授 (40300610)
芦田 洋一郎 松江工業高等専門学校, 電気情報工学科, 講師 (50846631)
杉山 耕一朗 松江工業高等専門学校, 情報工学科, 教授 (60463733)
平野 旭 呉工業高等専門学校, 電気情報工学分野, 准教授 (60594778)
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研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 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 |
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2023年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2022年度: 9,750千円 (直接経費: 7,500千円、間接経費: 2,250千円)
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キーワード | IoT / 工学教育 / AI / ものづくり / 教育 / PBL / 複合技術 / ものづくり教育 / プロジェクト型教育 |
研究開始時の研究の概要 |
近年、従来から問題となっている情報系技術者の不足に加えて、IoT(モノのインターネット)やAI(人工知能)などに携わる先進的な技術者の不足が危惧され、情報分野の先端的かつ実践的な教育へのニーズが高まっている。本研究では、従来のIoT教育では教材として使われていなかった実践的な技術を、関係する研究者の研究ノウハウをもとに教材化し、教育に適用することを考えており、専門導入教育や社会人の学びなおし(リカレント)教育にも活用できる実践的な情報系教育手法として提案する。また、複合的かつ高度な人材育成を行うためのプロジェクト型学習手法についても検討する。
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研究実績の概要 |
本研究課題では「①長距離無線通信を用いた教材の作成と教育適用」、「②AIについての教材検討と教育適用」、「③IoT技術などを用いた複合技術教育」の3点について取り組んでいる。 「①長距離無線通信を用いた教材の作成と教育適用」については、マイコン(Arduino Nano Every)にGroveセンサーキット、LoRa通信モジュールを組み合わせたIoT教材を開発し、実際に社会人向けの講座に導入し、教育的効果があることを確認した。また、この教材に小型コンピュータ(ラズベリーパイ)をIoTシステムで取得したデータを蓄積するためのIoTデータサーバとして導入し、取得したデータが遠隔のPCおよびスマートフォンから確認ができる、IoTシステム全体の開発技術について学習する教材の開発にも取り組んでいる。合わせて、初学者向けのマイコンプログラミング教材やRuby言語を活用した初学者用プログラミング教材を開発し、教育への適用を検討している。 「②AIについての教材検討と教育適用」については、数値計算ツール(MATLAB)を使用したAI教育について教材化を行った。高専生に対して集中講義形式の授業に導入し、教育実践を行い、教育効果を確認している。 「③IoT技術などを用いた複合技術教育」については、IoT技術を使った中学生向けラジコンカー教材の開発や、電気および機械系の技術を組み合わせた教材開発の学生プロジェクトを立ち上げ、課題解決型学習(PBL)形式でプログラミングなど情報関連技術から電気や機械系の技術まで幅広い分野を学習できる教育システムを構築し、教育実践を行い、教育効果について確認している。
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現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
2022年度の目標に対して、おおよそ予定通りに進んでいる。
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今後の研究の推進方策 |
本研究課題の「①長距離無線通信を用いた教材の作成と教育適用」、「②AIについての教材検討と教育適用」、「③IoT技術などを用いた複合技術教育」の3点について、以下の点を進めていく。 「①長距離無線通信を用いた教材の作成と教育適用」については、2022年度に作成した教材のうち、ラズベリーパイを用いたシステム全体の教育教材の改善を行い、教育への適用を行う。また、AIについての要素を追加した教材についても検討を行う。 「②AIについての教材検討と教育適用」については、引き続き教育適用を行い、教育効果について検証を行っていく。 「③IoT技術などを用いた複合技術教育」も引き続き、PBL形式の学習について教育システムの検討を行い、教育効果の検証を行っていく。
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