| 研究課題/領域番号 |
16K01009
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| 研究機関 | 埼玉大学 |
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研究代表者 |
荻窪 光慈 埼玉大学, 教育学部, 准教授 (00431726)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 産業・技術教育 / 教材開発 / 組込み技術 / 組込みシステム / マイコン / ネットワーク / インターネット / 無線通信 |
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| 研究実績の概要 |
組込み技術は我が国の豊かさの源泉である。組込み技術関連産業は、我が国の国内総生産(名目GDP)の13％程度、並びに輸出の過半数を占めており、まさに我が国の基幹産業である。組込み技術は、マイコンを含む電子回路等のハードウェアと、マイコンの動作を指令するプログラミングを含むソフトウェアから成る高度な統合的技術であるが、このようなマイコンや組込み技術の存在や働きは、従来、学術的に重視されておらず、一般社会でも認知されていない。特に、学校教育における取り扱いは、小学校・中学校・普通高校のいずれの学習指導要領においても圧倒的に不足している状態である。それ故、組込み技術を志す若者は少なく、組込み技術者は慢性的に不足しており、その育成が国家的な喫緊の課題である。
そこで本研究では、(1)「高機能なマイコンを活用したネットワーク接続型異状通報システムを開発し、本システムを題材とした最先端の組込み技術事例について、児童・生徒に体験的に学習させる組込み技術教材を開発すること」、(2)「開発した教材を活用して、学習効果を高める授業構成やカリキュラムを検討・構築すること」、を目的とする。これにより、児童・生徒が組込み技術に積極的に関与する態度が期待できるとともに、我が国のものづくり産業に積極的に関与する人材の育成に資することができると期待される。
平成30年度には、以下に示す各事項について実施した。
１．体験的学習を行うためのネットワーク接続型組込み技術教材の一例として、学校教育にて製作可能であることを念頭に置きながら、入手性並びにコストの優位性及び取扱いの平易なマイコン及び無線通信モジュールを用いて異状通報システム等の開発を行った。
２．平成29年3月に告示された新たな中学校学習指導要領を念頭に置いて、特に新規学習事項に重点を置いた組込み技術教育の学習可能性、並びに系統的な指導内容の検討を行った。
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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
学校教育における製作及び活用を指向した無線ネットワーク接続型組込み技術教材の開発については、入手性並びにコストの優位性及び取扱いの平易なマイコン、及び、無線LAN（いわゆるWiFi）通信規格に準拠した無線通信モジュールを用いて、簡単なセンサデータや、Web上から取得した各種データを、テキストベースのデータとして、短文投稿サイトへの投稿や、電子メールでの送信といった手段で、ネットワーク外部へ通知可能な組込みシステムの基盤技術を確立した。
また、学習指導要領における組込み技術教育に関する教育題材の検討については、平成29年3月に告示された新たな中学校学習指導要領を特に念頭に置きながら、市販の組込み技術教材にはない特長を本研究に取り込むとともに、特に中学校技術・家庭科技術分野の新規学習事項や小学校におけるプログラミング教育に関する先行事例調査等を進め、それらの組込み技術教育への適用等に関する知見を得た。
以上のことから、本研究課題はおおむね順調に進展していると考えられる。
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| 今後の研究の推進方策 |
学校教育における製作及び活用を指向した無線ネットワーク接続型組込み技術教材の開発については、従来DIP（Dual In-line Package）タイプパッケージの32ビットマイコンを活用してきたが、近年、特に無線通信技術の進展により、マイコンと無線LAN（いわゆるWiFi）通信機能が一体化されたコスト優位性のあるコンピュータボード互換のDIPタイプ無線通信モジュールが普及してきたことから、これらを活用した教材開発を進める。特にWeb上からスクレイピング技術やWeb APIの活用等により情報を取得することにより、従来はスタンドアロン動作していた組込みシステムがネットワーク接続されることで、新たな応用事例が開拓できるものと考えられる。
また、組込み技術教育に関する教育題材の検討については、平成29年3月に告示された新たな中学校学習指導要領に対応して、特に中学校技術・家庭科技術分野の新規学習事項や小学校におけるプログラミング教育に対応した、組込み技術教育を適用した教育場面や活用事例等の検討を進めながら、具体的実践を念頭に置いたカリキュラムの構築を進める。
近年、組込み技術教育において活用可能と考えられる入手性並びにコストの優位性及び取扱いの平易なコンピュータボードの種類が増えているため、これらの本研究課題への適用可能性を積極的に考慮していきたい。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
次年度使用額が生じた理由は、補助事業期間を延長したためである。
本補助事業の実施期間中に、技術教育・情報教育に関する教育環境的変化及び組込み技術関連の技術的進展が見られた。
具体的には、新たな学習指導要領が告示されたこと、並びに、本補助事業の開始当時には存在しなかった高度な技術的要素（マイコンボード等）が普及してきており、これらの技術的要素を補助事業期間を延長することにより、無線ネットワーク接続型組込みシステムの開発及びそれらを活用した組込み技術教育に活用することで、新たな教育課程における技術教育・情報教育の中で本補助事業の成果をより活かせると考えられる。
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