| 研究課題/領域番号 |
20K03085
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| 研究機関 | 長野工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
鈴木 宏 長野工業高等専門学校, 情報エレクトロニクス系, 教授 (30179246)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | 小学生教育 / アルゴリズム教育 / 情報処理 / 出前授業 / プログラミング的思考 |
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| 研究実績の概要 |
小学生が、コンピュータについての概念を学び、ゲーム感覚でアルゴリズムを勉強でき、プログラミング的思考を身に付けられるシステムとして、迷路画面上のキャラクターを机上で動かし、スタートからゴールまで動くようなアルゴリズムを考え、キャラクターの進み方に対応した動きをシールや絵によりプログラムとして紙に描き、学校などでマイコンを用いて画像解析を行いLED表示などによりキャラクターを自動で動かす独自のシステムを考えた。
令和元年度に試作したLED表示機器を、令和２年度改良してドットマトリックス型にした。令和３年度は、ドライバーモジュールを用いて配線が少なく制御ソフトも簡単になった。また、LED表示とドットマトリックス表示の両方が同じ回路で実現でき、処理を行うためのソフトウェアもまったく同じものが使用できる。さらに令和３年度は、ソフトウェア版を製作し、LEDなどのハードウェアが一切必要なく，ソフトウェアのみで実現でき、タッチスクリーンディスプレイを使用し、専用のケースに入れることで持ち運びできる小型化にすることができ、低学年児童にも扱いやすいシステムとなった．
令和４年度は、ソフトウェア版の改良として、迷路の難易度を上げる多くのゲーム性（ワープや鍵とドアなど）を導入するなどした。また、最近は小学生低学年から、タブレットが貸与されていることから、ソフトウェア版をタブレット上で動かせるようにシステムを拡張した。
研究実施計画では、令和４年度に実際の出前授業などを行いながら改良することになっていたが、コロナ禍のため実際に低学年児童にシステムを使ってもらうことができず、事業期間の延長を申請し承認された。令和５年度は、出前授業を実際に行って低学年児童に使用してもらい、難易度や操作性などの改良点を見つけよりよいシステムとしたい。
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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
当初の研究実施計画では、マイコンボードを含むシステムを一つの箱に収める教材を製作することとしたが、改良しソフトウェア版とハードウェア版の2種類を製作することにして試作版は完成した。ハードウェア版は、LED表示を一つの箱に収まるシステムとして構築し、またドライバーモジュールを用いることで、配線が少なく制御ソフトも簡単になった。また、LED表示とドットマトリックス表示の両方が同じ回路で実現でき、処理を行うためのソフトウェアもまったく同じものが使用できる。ソフトウェア版は、タッチスクリーンディスプレイを使用し、専用のケースに入れることで持ち運びできる小型化にすることができ、低学年児童にも扱いやすいシステムとなった。
さらに令和４年度は、小学生低学年からタブレットが貸与されていることから、ソフトウェア版をタブレット上で動かせるようにシステムを拡張した。
システムは改良を重ねて、現在４種類の教材の試作版ができあがっている。研究実施計画に従いおおむね順調に進んでいると考える。しかし、コロナ禍のため、実際の出前授業ができず、小学校低学年の意見が聞けず改善点などが分かっていない。事業期間の延長をした今年度は、実際に小学生に使用してもらい改善点や課題を見つけていきたい。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和５年度は、ソフトウェア版の改良と実際の出前授業の実施を考えいる。
令和４年度に製作したソフトウェア版の問題点として、障害物を多くしワープなどゲーム性も取り入れたが、まだ迷路数が少なく難易度の差がないため、多くの面白い迷路を作成する必要がある。迷路の難易度を上げることや多くの迷路を作成することで、より興味を持ってプログラミング的思考が育成できるように考える。また、簡単に持ち運べてるように改良する。
さらに、数台同じ機器を製作し、実際に出前授業や公開講座で小学生に使って頂き、その結果から改良点を見つけシステムを改善していく。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
令和４年度は、実際の出前授業用の旅費と実習補助学生の人件費と旅費として使用予定であったが、コロナ禍ため出前授業を実施しなかったため支出はなかった。
令和５年度は、ソフトウェア版の問題点を解決するためのシステム改善用物品費および複数台の教材を製作する物品費と作成補助の人件費として使用する。また、実際に出前授業を行うための旅費と実習補助学生の人件費と旅費に充てる。
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| 備考 |
鈴木宏，山田瑞樹，川上新太，竹花真結：低学年児童向けアルゴリズム学習用教材の製作，長野工業高等専門学校紀要第56号，2-1，（2022.6），1-5
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