コロナ禍で「いつでもどこでも繰り返し」体験できる遠隔実験実習教育装置の開発

2024 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 22K02995
• Research Institution: Sasebo National College of Technology
• Principal Investigator: 茂木 貴之 佐世保工業高等専門学校, 技術室, 技術職員 (00399263)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 南部 幸久 有明工業高等専門学校, 創造工学科, 教授 (00228115) ; 吉木 宏之 鶴岡工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (00300525) ; 佐竹 卓彦 佐世保工業高等専門学校, 電気電子工学科, 助教 (00504523) ; 川崎 仁晴 佐世保工業高等専門学校, 電気電子工学科, 教授 (10253494) ; 須田 義昭 佐世保工業高等専門学校, 電気電子工学科, 特命教授 (20124141) ; 出口 米和 群馬工業高等専門学校, 物質工学科, 教授 (20300535)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: 遠隔授業 / 遠隔実験 / 学生実験

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、従来、日本で高く評価されてきた対面形式の共同作業による学生実験・実習と、対面にはない有効性（いつでもどこでも何度でも受講可能）を持つ遠隔授業の長所を併せ持つ、新しい遠隔学生実験システムを開発し、より効果的な実験実習を行うことである。本研究では、実際の実験用の機器を、ICTを用いて遠隔操作できる様に改造し、様々な場所から学生が参加できる学生実験システムを開発することである。実験テーマは、「オームの法則」に関するものとした。これは、電気電子工学で特に重要であることと遠隔と対面の学生実験の効果の乖離が大きい内容と思われるためである。この実験装置を加工し、遠隔で行えるようにした。具体的には駆動・制御用電気回路にICT装置を組み込み、電流や電圧の値を制御することができる様にするとともに、制御はつまみを回す様な操作が可能になる様に工夫した。また、各種データが、モニター上に表示できる様に工夫した。
実験は、Teams等を使用し、実験室の様子を遠隔地から実験に参加する学生が確認できるようにした。
対面および遠隔実験で行った実験を本校学生に行ってもらった。結果からどちらも、ほぼ同じ結果であることが分かる。このことは、本装置を用いれば少なくとも実験結果は遠隔でも同じ結果が得られることが分かる。
今回の遠隔実験を受講した学生に対してアンケート調査を行った。結果から、この遠隔実験に関しては半数～8割が許容できる実験であり、対面とほぼ遜色ないと考えていることが分かる。今回の実験は、開発途中段階であるため、完成後は学生実験に耐えうる遠隔実験にできると考えている。
問題点としては、低学年の実験と同様に①回路を組む動作ができない、②異常時の対応等があげられる。また、昇圧や降圧など、対面時には手動で行う部分が、PCの画面上で行うようになっており、イメージがつきにくい結果となった。