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2014 年度 実施状況報告書

平面-立体の可逆変化が可能な立体設計手法による教育教材の開発

研究課題

研究課題/領域番号 26560081
研究機関千葉大学

研究代表者

伊藤 智義  千葉大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20241862)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード初等中等教育 / 形状モデリング / パターン認識 / 工学教育 / 内視鏡外科学
研究実績の概要

折りたたみ可能な立体構造を用いた教材作製をめざした研究課題である.本年度は,地球儀と月球儀を作製し,月食・日食を説明するための教材開発を行った.また,このような技術が有効かどうかを科学館や天文台関連施設,高校等の関係者と積極的に意見交換を行い,研究にフィードバックした.教育の現場では,黒板やホワイトボードのような平面では説明しづらいものが多々ある.しかし,立体形状を多く保持することは限られたスペースの中では難しい現状がある.例えば,地球そのもの,あるいは地球上の出来事を説明する場合,地球を平面図で表現すると歪んでしまうため,理科教育においても社会科(地理)教育においても難点を抱えている現状を把握した.研究成果としては,解説論文1件,研究会発表3件を行った.「3次元画像コンファレンス」での発表では,優秀論文賞を受賞した.
また,構造についての研究も進めた.これまでは凸型図形しか作製できなかったが,中空にした円筒型を作り出すことに成功した.これについては,医療関係者から興味を持たれ,腹腔鏡下手術のスペーサーとしての利用が可能ではないかという示唆を与えられた.本研究課題からの派生研究として,医工学及び医学関係者と積極的にコンタクトをとり,検討を行った.こちらについても2件の成果発表を行った.

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

折りたたみ可能な地球儀等を実際に作製した.これらを科学館,天文台,高校,企業などに紹介し,近い将来の実用化も含めて,有用な議論を行った.一方,立体構造の研究も進め,これまでとは異なった円筒形を実現した.この構造は医工学への応用が期待されることがわかった.研究成果としては,解説論文1件,及び,招待講演1件を含む5件の研究会発表を行った.発表のうち1件では優秀論文賞を受賞した.

今後の研究の推進方策

申請時の中心的な課題である教育応用については,昨年度に作製した地球儀等を,高校等の先生方の協力を得て,実際に教育の現場で使ってみることを検討している.研究成果については,現在,国際会議で発表する準備を進めているところであり,その後,論文としてまとめる予定である.また,教育目的にとどまらず,形状についての検討をさらに進め,幅広い応用を模索していく予定である.

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2014

すべて 雑誌論文 (1件) (うち謝辞記載あり 1件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] 平面から立体へ可逆変化する構造設計手法とその応用2014

    • 著者名/発表者名
      伊藤智義
    • 雑誌名

      ケミカルエンジニヤリング

      巻: 59 ページ: 42-48

    • 謝辞記載あり
  • [学会発表] 3次元構成手法の開発と応用技術への展開2014

    • 著者名/発表者名
      伊藤智義
    • 学会等名
      第20回ビジュアリゼーションカンファレンス
    • 発表場所
      タイム24ビル,東京
    • 年月日
      2014-11-07 – 2014-11-07
    • 招待講演
  • [学会発表] 折りたたみ可能な立体構造物のスペーサー手術器具への応用2014

    • 著者名/発表者名
      鈴木啓介,角江崇,中山弘敬,石井琢郎,五十嵐辰男,土井俊祐,藤田伸輔,下馬場朋禄,伊藤智義
    • 学会等名
      生体医工学シンポジウム2014
    • 発表場所
      東京農工大学,小金井市
    • 年月日
      2014-09-26 – 2014-09-27
  • [学会発表] 平面-立体の可逆変化が可能な立体設計手法による教育教材の開発2014

    • 著者名/発表者名
      中山弘敬,伊藤智義
    • 学会等名
      第13回情報科学技術フォーラム(FIT2014)
    • 発表場所
      筑波大学,つくば市
    • 年月日
      2014-09-03 – 2014-09-05
  • [学会発表] 平面と立体が瞬時に変わる構造のアルゴリズムとその応用2014

    • 著者名/発表者名
      伊藤智義,中山弘敬
    • 学会等名
      3次元画像コンファレンス2014
    • 発表場所
      東京大学,東京
    • 年月日
      2014-07-10 – 2014-07-11
  • [学会発表] 平面と立体を可逆的に変化させる構造の開発と腹腔鏡手術のスペーサーとしての応用2014

    • 著者名/発表者名
      伊藤智義
    • 学会等名
      第53回日本生体医工学会大会
    • 発表場所
      仙台国際センター,仙台市
    • 年月日
      2014-06-24 – 2014-06-26

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公開日: 2016-05-27  

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