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本研究は、観察・実験が困難とされる天文分野において、実感を伴った理解を図ることを目的として、従来より低コストかつ小型・高性能の全天カメラを開発し、活用した天文/気象分野の教材や教育手法の確立を目指した。
まず、小型・汎用的な教材を開発すべく、360°撮影可能な市販小型カメラと、Python言語プログラムと超小型PC “Raspberry Pi”を用いて撮影装置を制御し、温度センサーとファンを組み合わせ、防塵ボックスとアクリルドームに入れて屋外に固定する方法で開発/製作を行なった。“Rasberry Pi”は小中学生向けのプログラミング学習教材にも取り入れられており、将来的に、児童生徒自身が作る「ものづくり」の教材に発展的になりうる。製作・試験運用を進める過程で、計画立案段階で予定していた360°全天カメラが、熱暴走のために数日間の連続運用が行えないという問題点がわかり、別の方策を検討することになった。そこで当初の予定よりは感度が劣るが、汎用性や気象分野での教材も鑑み、“Raspberry Pi”専用のカメラモジュールと気象センサーを組み合わせた装置の開発と作成に着手し、いくつかの試作を行った。しかし、新型コロナウイルス(COVID-19)の影響で、学内での評価に留まった。他方、価格は高くなるが感度がよいデジタル一眼カメラと円周魚眼レンズと“Raspberry Pi”を組み合わせ、地上の風景と共に暗い星まで撮影することにより、見慣れた風景を基準として天体の動きを実感して理解できる全天スカイモニターを開発・製作し、日本国内8か所とハワイを一覧で表示できるウェブを作成した。コロナ禍では、インターネットやＩＣＴ機器を活用する授業が進んだため、学校現場で天文や気象の授業に用いることも可能となった。
他方、並行して進めていた、天文分野の理解度・興味関心の調査を学会・論文で発表した。
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