| 研究課題/領域番号 |
22H04188
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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 | 山口県立徳山高等学校 |
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研究代表者 |
末谷 健志 山口県立徳山高等学校, 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 |
370千円 (直接経費: 370千円)
2022年度: 370千円 (直接経費: 370千円)
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| キーワード | 物理教材 / ベクトルの可視化 / アプリ / 拡張現実 / AR / スマートフォン / タブレット / 音の可視化 / 仮想現実 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
スマートフォンが内蔵する加速度センサーやジャイロセンサー等を活用し、仮想現実空間（ＡＲ）と組み合わせて、力や速度といったベクトル量を空間に可視化する新しい物理教材を開発して公開する。この目的を達成するため、現在の試作アプリを授業で使いながら、処理能力や機能等を向上させる研究を行う。本研究で開発するアプリにより、生徒が個々のスマートフォンを使って、これまで見ることのできなかった力や速度のベクトルが手に取るように空間に可視化され、物理、特に力学分野の理解が深まることが期待される。
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| 研究成果の概要 |
中高で学ぶ物理では、物体の運動を表す速度や加速度、力のベクトルが多用される。しかし、これらは見ることができないため、初学者である生徒が理解する上で大きなハードルとなってきた。そこで、仮想現実技術（AR：Argumented Reality）とスマートフォンやタブレットのセンサーを活用することで、ベクトルを空間に可視化できないかと考えた。
その結果、速度、加速度、力のベクトル等を空間に可視化する新しいアプリ「MotionsAR」を開発できた。これにより、生徒は手持ちのスマートフォンでアプリを起動するだけで、手軽かつ自由に三次元運動を解析し、運動の特徴を直感的に理解することが容易になった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
力学の基礎は、速度、加速度、力等の理解である。しかし、これらのベクトル量は見えないため、理解するには相当なトレーニングと時間が必要となる。開発したアプリ「MotionsAR」は、拡張現実技術を用いて速度、加速度、力等のベクトルをリアルタイムに空間に可視化する世界初の教材である。三次元運動全てを空間に記録するため、様々な方向から観察でき、運動の特徴を直感的に理解できる。さらに、手持ちのスマートフォンを用いて様々な運動を手軽に解析できるため、汎用性が高く、物理の授業以外でも、ランニングやボール投げ、ラケットの素振りなど、日常的な運動も測定でき、課題研究や部活動での活用も拡がっている。
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