| 研究課題/領域番号 |
22H04180
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| 研究種目 |
奨励研究
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
1210:科学教育関連
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| 研究機関 | 金沢大学 |
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研究代表者 |
渡會 兼也 金沢大学, 人間社会研究域, 教諭
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
420千円 (直接経費: 420千円)
2022年度: 420千円 (直接経費: 420千円)
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| キーワード | Python / データの音声化 / Streamlit / 物理教育 / 音波 / Webアプリケーション |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は、時系列の数値データ（例えば、csv）をWAVやMP3などの音声ファイルに変換するアプリを開発し、ウェブ上での公開を目的とする。多くの生徒や先生に利用してもらい、音波の合成に対する理解を深めてもらいたい。例えば、ある楽器と似た音を出すにはどんな関数を組み合わせたら良いだろう、といった課題や、「あいうえお」という音がどんな振動数の組み合わせでできているか、音波の干渉やうなりを再現するには、どんな関数の組み合わせになるか、等の探究的な学びが可能となる。またこのようなアプリは、あらゆる時系列データの音声表現が可能になる。実際に開発したアプリを授業で利用し、探究的な活動を実施したい。
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| 研究成果の概要 |
Python言語を用いて数値データから波形を作り、それを音波として再生可能なWebアプリの開発を行った。Pythonには数値データからバイナリーデータへの変換可能なモジュールが用意されており、それを利用して開発をしている。また、Streamlitと呼ばれるWebアプリのフレームワークがあり、Pythonのプログラム中にコマンドを記載することで、Webアプリの開発が可能になった。研究期間中に、音声ファイルを読み込んで波形の表示とスペクトル解析を行うアプリや波の種類と次数、周波数を変えると波形とWAVファイルを生成するプログラムなどを開発することができた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は、大学レベルの知識がない高校生でも音波の分析が可能になるようなWebアプリの開発である。これは波の重ね合わせを基本とし、重ね合わせた波形を音声として聞くことにより、実感を伴った理解が可能になると考えている。
また、StreamlitによるWebアプリの開発自体はほとんど行われておらず、教育関係者のような専門家でない立場の人間が開発を行う際に便利なツールであることがわかった。このようなWebアプリの開発経験を他の教員にも拡げていきたい。
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