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2023 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, 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 / 情報教育 / 理科教育 / 数学教育
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ますます高まっている.例えば,掃除ロボットの真の価値はアルゴリズムにあり,機器として優れた性能を備えていても,アルゴリズムが劣悪で同じ場所しか掃除できない掃除ロボットは価値が低い.今後,データやアルゴリズムの重要性はさらに増していく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極めて価値が高いと考えられる.
これまで,太陽を追尾する太陽光発電パネルの効率を調べる学習や掃除ロボットのアルゴリズムを考える学習を考案してきた.今年度は,開発した学習内容を実際に授業で実施し,効果を測定した.なお,太陽光発電パネルの学習は今年度1校で実施したが,次年度は4校から依頼があり,研究成果の活用が進む予定である.
さらに,新たな学習内容として,自動車のエアバッグを題材とした学習とクイズ番組の早押しボタンを題材とした学習を考案した.エアバッグは加速度センサにより衝撃を検知し作動する仕組みであり,センサが安全性を高めるために活用されている.エアバッグは普段,動作原理に注目することなく,自然に使われているものであるため,この学習により情報技術が安全性を高めていることに気づくことができる.早押しボタンの学習では,出題者と解答者の間で解答開始の合図や早押しボタンを押したという情報を双方向にやり取りするため,ネットワークを利用した双方向性のあるコンテンツのプログラミングを行うことができる.これは中学校技術・家庭科(技術分野)で扱われる学習内容であり,中学校の授業で活用することができる.

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

今年度は昨年度考案した自動追尾型太陽光発電パネルの学習と掃除ロボットのアルゴリズムについて考える学習を実際に授業として実践し,効果を分析した.加えて,新たな学習として,自動車のエアバッグを題材とした学習とクイズ番組の早押しボタンを題材とした学習を考案した.以上のように本研究は順調に進んでいる.

今後の研究の推進方策

これまでに開発した学習内容の授業を実施し,内容の改善と評価を行う.現時点で,秋田県内の高等学校4校から授業実施の依頼と相談があり,授業を実施できる見通しが立っている.また,並行して新しい学習内容の開発に取り組む.

次年度使用額が生じた理由

これまで教材の試作と授業の実施に必要な最低限の物品の購入してきたため,次年度使用額が生じた.今後は様々な場所で授業を実施していくため,必要な物品を購入する.また,新たに開発中の教材に必要な物品の購入も進めていく.

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] 見えない事象を見える化するセンサを使った情報Ⅱ教材の可能性について2024

    • 著者名/発表者名
      林良雄
    • 雑誌名

      秋田大学教育文化学部教育実践研究紀要

      巻: 46 ページ: 85-96

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 掃除ロボットを題材とした初等教育から取り組めるプログラミング教材の開発2024

    • 著者名/発表者名
      佐々木雅也,廣田千明
    • 学会等名
      本荘由利テクノネットワーク学生発表会
  • [学会発表] 自動車のエアバッグを題材としたプログラミング教材の開発2024

    • 著者名/発表者名
      長内温大,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
  • [学会発表] 早押しボタンのプログラミングを通して双方向通信を学ぶ教材の開発2024

    • 著者名/発表者名
      鈴木優仁,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
  • [学会発表] 小中学生を対象とした人工知能に関するプログラミング教育2023

    • 著者名/発表者名
      佐々木雅也,廣田千明
    • 学会等名
      日本工学教育協会工学教育研究講演会

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公開日: 2024-12-25  

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