| 研究課題/領域番号 |
23K22341
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| 補助金の研究課題番号 |
22H01070 (2022-2023)
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 基金 (2024)
補助金 (2022-2023) |
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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 | 松江工業高等専門学校 |
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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 (2024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)
2024年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
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 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
近年、情報系技術者の不足が危惧されており、高度で先端的な情報人材の育成が急務である。本研究では、これらの人材を育成する手法として、IoT技術を中心とした教育手法を検討している。
本研究期間では、IoTをベースとした教育教材を開発し、「ネットワーク技術者」「組み込み技術者」「AI技術者等の解析技術者」の教育手法を提案し、教育実践を行うことで教育効果を検討する。また、複合的な視野をもつ人材を育成するため、プロジェクト型教育などを導入し、複合的かつ高度な専門性を持つ人材育成手法についても検討する。
今年度は、昨年度開発したIoT教育教材を実践的な教材に改良するとともに、教育手法の改良について検討する。
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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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