一般教養としての自然科学教育のためのマルチメディア利用遠隔教育システムの汎用化

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13020219
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 中野 裕司 名古屋大学, 情報文化学部, 助教授 (40198164)
• 研究分担者: 中村 泰之 名古屋大学, 情報文化学部, 助手 (70273208)
• キーワード: 遠隔教育 / 実験 / シミュレーション / Java / Java3D / Swing / インターネット / マルチメディア

研究概要

本研究では、一般教育の中の自然科学教育に関して、WWWブラウザ上で実際の実験と仮想実験をインタラクティブに行えるシステムの汎用化を中心に行った。
実際の実験をインターネット越しに遠隔操作で行えるシステムについては、Javaを主に利用して汎用化を図った。実験サーバは実験装置と計算機をRS-232Cで接続し、Java Communication APIを利用することで、このAPIをサポートしていればハードウェアやOSに依らずサーバを構成できるようにした。また、インターネットカメラと同等の手法で、動画配信も汎用化した。クライアントプログラムはWWWブラウザ上のAppletないしJava Applicationとして動作し、プログラム作成支援用のAPIを作成した。
仮想実験システムについては、Java3D APIおよびSwing APIを利用して、WWWブラウザ上でリアルな3D表示による、主に力学教材となるシミュレーションをいくつか作成し、その汎用化、国際化を行うとともに教育効果について調べた。仮想実験においては、大きさのスケール、リアルタイム性ないし正確なタイムスーケルを保証することが重要であり、さらに、視点の工夫が効果的であることがわかった。異なる視点から、同じ現象を同時に観察することで、色々な法則性を実感し易くなる。また、視点を運動する物体に設定すること等、実際の実験では不可能に近い事も実現でき、仮想体験することが可能になる。

研究成果

• [文献書誌] H.Nakano, S.Matsuo, Y.Nakamura: "Distance Education Server for the Study of Remote Sensing"Information Technology Based Higher Education and Training (ITEHT2001), Kumamoto, Japan, July 4-6. 1. 202-205 (2001)
• [文献書誌] H.Nakano, T.Mizutani, Y.Nakamura, S.Matsuo: "Interactive Distance Education system for Real Experiments over the Web"International Conference on Intelligent Multimedia and Distance Education (ICIMADE2001) Fargo, USA. 1. 50-56 (2001)
• [文献書誌] Y.Nakamura: "Multilateral simulation of a double pendulum"International Conference on Intelligent Multimedia and Distance Education (ICIMADE2001) Fargo, USA. 1. 175-179 (2001)
• [文献書誌] 中野裕司, 中村泰之 他9名: "Java3Dを用いた科学現象の視覚化に関する勉強会の報告"2001PC Conference 論文集. 1. 64-65 (2001)
• [文献書誌] 中野裕司, 松尾進, 中村泰之: "遠隔実験を行うための遠隔教育教材作成支援システム"電子情報通信学会 情報・システムソサイエティ大会講演論文集. 1. 258-258 (2001)
• [文献書誌] 中野裕司, 中村泰之, 水谷貴行, 松尾進: "SwingとJava3Dを利用した遠隔実験教育アプレット"日本物理学会第56回 大会講演概要集. 2. 335-335 (2001)