コロナ禍で「いつでもどこでも繰り返し」体験できる遠隔実験実習教育装置の開発

• 研究課題/領域番号: 22K02995
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分09080:科学教育関連
• 研究機関: 佐世保工業高等専門学校
• 研究代表者: 茂木 貴之 佐世保工業高等専門学校, 技術室, 技術職員 (00399263)
• 研究分担者: 南部 幸久 有明工業高等専門学校, 創造工学科, 教授 (00228115) ; 吉木 宏之 鶴岡工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (00300525) ; 佐竹 卓彦 佐世保工業高等専門学校, 電気電子工学科, 助教 (00504523) ; 川崎 仁晴 佐世保工業高等専門学校, 電気電子工学科, 教授 (10253494) ; 須田 義昭 佐世保工業高等専門学校, 電気電子工学科, 特命教授 (20124141) ; 出口 米和 群馬工業高等専門学校, 物質工学科, 教授 (20300535)
• 研究期間 (年度): 2022-04-01 – 2025-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2024年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2024年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2022年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: 遠隔授業 / 学生実験 / IoT / 遠隔実験 / 実験実習 / 学び直し

研究開始時の研究の概要

コロナ禍による教育形態の変容により、高等教育機関ではほぼすべての学習分野で“オンライン授業”が導入されている。通常の“座学”では、ICT関連ソフトやハード機器は開発が進み、教員のスキル向上も相まって、質・量ともに飛躍的に進歩した。一部では「いつでもどこでも繰り返し」受講できるため、対面以上の効果・評価を得た科目もある。一方、実験実習に関しては、オンラインでは技術伝達に限界があるため、その教育効果は対面より小さく評価も低い。本研究では、医療の現場で使われているICT技術と、最新のVRシステムを組み合わせることで、オンラインでも対面型と同等以上の効果の遠隔実験実習システムの開発を行う。

研究成果の概要

Covid19ウイルスの流行に伴い「オンライン授業」が導入された。結果、座学に関しては、対面とほぼ同じ満足度のコンテンツが作成されている。一方、実験実習は対面より評価が低い。これを解決し、遠隔実験の質の向上を行うため、これまで対面で行ってきた実験内容を、遠隔で行えるように変更した。実験そのものは、対面同様に行えることが分かった。また、受講者からは概ね満足の結果が得られた。一方、通信機器やデバイスによって、教育効果が大きく変わる可能性が示唆された。今後は、最新のVRシステムとICT技術を組み合わせることで、オンラインであっても対面教育と同等以上の教育効果が得られる遠隔検査実習システムを開発する。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の目的は、従来、日本で高く評価されてきた対面形式の共同作業による学生実験・実習と、昨年来利用されており、対面にはない有効性（いつでもどこでも何度でも受講可能）を持つ遠隔授業の長所を併せ持つ、新しい遠隔学生実験システムを開発し、より効果的な実験実習を行うことである。本研究で開発するのは、実際の学生実験用の機器を、ICTを用いて遠隔操作できる様に改造し、様々な場所から複数の学生が参加できる学生実験システムを開発することである。これまで対面実験で利用され、就職後の企業でも実在する大型実験装置を利用することによって、対面授業で涵養される感覚的な装置取扱技術の取得が可能となる。