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2022 年度 実施状況報告書

見えないものの価値の認識を促すプログラミング教材の開発

研究課題

研究課題/領域番号 22K02526
研究機関秋田県立大学

研究代表者

廣田 千明  秋田県立大学, システム科学技術学部, 准教授 (00336447)

研究分担者 橋浦 康一郎  秋田県立大学, システム科学技術学部, 助教 (80610229)
寺田 裕樹  秋田県立大学, システム科学技術学部, 准教授 (40360002)
伊藤 桂一  秋田工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (20290702)
林 良雄  秋田大学, 教育文化学部, 教授 (90211490)
伊藤 大輔  秋田県立大学, 総合科学教育研究センター, 准教授 (40440961)
研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2026-03-31
キーワードプログラミング教育 / STEM教育 / 教科横断的学習 / データ活用教育 / 太陽光発電
研究実績の概要

現代社会はデータやアルゴリズムなど,目に見えないものの価値が高い.例えば,掃除ロボットの価値はアルゴリズムにあり,機器としてよい性能を有していても,アルゴリズムが悪く同じ場所しか掃除できない掃除ロボットは価値が低い.これからの社会はますますデータやアルゴリズムの価値が高まることが予測されるため,小中学生の段階でそれらの価値に気づくことできる教材は価値が高いと考えられる.
今年度は,自動追尾型の太陽光発電パネルを題材としたプログラミング教材を開発した.太陽光発電パネルには太陽を自動で追尾し,発電量を最大化するパネルが開発されているが,太陽を追尾するために電力を必要とし,効率的かどうかは自明ではない.そのため,「太陽を追尾すると得なのか」という問いが生まれる.この問いに対して,透明半球やLEDテープなど学校でも手に入れやすい物品を用いて実験環境を作製し,太陽を追尾した場合とそうでない場合の発電量を比較できる教材を開発した.学習の中で,マイコンボードmicro:bitで発電量のデータを取得し,表計算ソフトを使ってデータを分析することができ,データの価値に触れることができる.また,この学習内容は,STEM教育であり,教科横断的学習にもなっており,この点でも価値がある.加えて,作製した実験環境で「季節によって発電量はどれくらい変化するか」や「くもりの日はどれくらい発電量が落ちるのか」など,様々な探究が可能となっており,優れた教材である.今後は作成した教材を利用した授業を実践し,効果を測定する.

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

今年度は,データやアルゴリズムといった目に見えないものの価値に気づかせる教材として,自動追尾型太陽光発電パネルの教材を作成した.順調に教材開発が進んでいる.今後は作成した教材の評価を行う予定で,授業実施に向けて,準備を進めている.

今後の研究の推進方策

今年度作成した教材を使用して授業を実施し,質問紙調査などを通して教育効果を測定する予定である.また,これと並行して,新しい教材の開発に取り組む.

次年度使用額が生じた理由

今年度は,教材の開発を主に行い,教材の試作に必要な経費のみ支出した.教材の評価のために開発した教材を用いて授業を実施する必要があるが,これに必要な物品の購入は次年度行うこととしたため,次年度使用額が生じた.次年度は,授業実施のために必要な物品を購入する予定である.

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2023

すべて 雑誌論文 (1件) (うちオープンアクセス 1件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] 太陽光発電を題材としたプログラミング教材2023

    • 著者名/発表者名
      廣田千明,橋浦康一郎,伊藤大輔
    • 雑誌名

      秋田県立大学総合科学研究彙報

      巻: 24 ページ: 67-75

    • オープンアクセス
  • [学会発表] 自動追尾型太陽光発電パネルを題材としたSTEM教育教材2023

    • 著者名/発表者名
      廣田千明,橋浦康一郎,伊藤大輔
    • 学会等名
      日本STEM教育学会2023年3月拡大研究会
  • [学会発表] スマート空調を題材とした小学校STEAM教育教材の作製2023

    • 著者名/発表者名
      栗田真明,廣田千明, 中村真輔
    • 学会等名
      本荘由利テクノネットワーク学生発表会

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公開日: 2023-12-25  

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