身近な物理量の計測を基にした文理混合データサイエンス教育の実践

基于熟悉物理量测量的混合人文科学数据科学教育实践

• 批准号: 21K02945
• 负责人: 三野 弘文
• 金额: $ 2.16万
• 依托单位: Chiba University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K02945/
• 关键词: 物理量計測; データサイエンス; 科学教育; プログラミング

文理混合で行うに相応しい身近な物理量計測を基礎とした新しいデータサイエンス教育の確立を目指して、令和４年度においては、これまで進めてきたマイコンボードmicro:bitを用いたプログラミングと物理量の計測、Processing等による物理シミュレーション、分光器を用いた光スペクトル計測をテーマとした研究を発展させるとともに、サーモグラフィーなど環境計測に基づく教育にも着手した。micro:bitをテーマとした研究では、プログラミングと、温度、光強度、加速度など物理量の時間変化測定、データ解析を基にした実験授業の質の向上を図り、更にサーモグラフィー、マルチ環境計測器、分光器、オシロスコープなどの装置を用いた物理量計測と合わせて新たな実験科目「物理量計測実験実習」を立ち上げ実施した。Processing をテーマとした研究では、物理シミュレーション開発を進め、コンテンツを増やした。特に電子の比電荷実験のシミュレーションでは既存の物理基礎実験の授業に試験的に導入し、効果について検証した。また、中学生対象としたレンズの働きについて学ばせるシミュレーションについても教育現場で実施し、得られた教育効果に関する成果を論文として投稿に至った。分光をテーマとした研究では、身近な偏光板とセロハンテープを使用して偏光色を観察、その光スペクトルの測定と、エクセルを使用したシミュレーションにより、偏光色について理解し、その知識をもって偏光色アート作品の制作などを行う新たな科目「サイエンスアート」を立ち上げ実施した。その他シミュレーションと実測のハイブリッド化によるコリオリ力に関する教材開発も進めている。

The science and technology are mixed, and the physical quantity measurement is based on the new technology. In the fourth year, the micro:bit is used to measure the physical quantity. In the third year, the micro: bit is used to measure the physical quantity. In the fourth year, the micro:bit is used to measure the physical quantity. In the fourth year, the micro:bit is used to measure the physical quantity. In the micro: in the fourth year, the Micro:bit: Research on the measurement of physical quantities, temperature, light intensity, acceleration, time variation measurement, data analysis, basic analysis, quality improvement of teaching, environmental sensors, spectrometers, optical sensors, equipment for physical quantity measurement, and new subjects "physical quantity measurement practice" were carried out. The process of development In particular, the specific charge of electrons is based on the introduction of existing physical foundations and the results of experiments. The results of the study were published on the website of the Ministry of Education. The study of spectroscopic technology is based on the use of polarizers, polarizers, and polarizers to detect and measure polarized light. The study is based on the use of polarizers, polarizers, and polarizers to understand and understand polarized light. The development of teaching materials related to the development of new technologies and technologies

项目成果

堆積環境の推定を目的とした中学生向けVR野外観察プログラムの開発と実践 : 新第三系千倉層群白間津層における事例

为初中生评估沉积环境而开发和实施的 VR 户外观测项目：以新近纪千仓群白松组为例

• 发表时间: 2022
• 期刊: コンピュータ&エデュケーション / CIEC会誌創刊準備号編集委員会 編
• 作者: 西澤 輝;吉田 賢二;三野 弘文
• 通讯作者: 三野 弘文

Processingを用いた物理シミュレーション教材の制作と授業実践-凸レンズの働きを例にして-

使用Processing制作物理模拟教材及教学实践——以凸透镜的功能为例——

• 发表时间: 2022
• 作者: 吉田 賢二;西澤 輝;三野 弘文
• 通讯作者: 三野 弘文

Development of 3D simulation to understand how birefringence changes polarization

开发 3D 模拟以了解双折射如何改变偏振

• DOI: 10.20776/s24326291-7-p165
• 发表时间: 2023
• 期刊: 千葉大学国際教養学研究 = Journal of Liberal Arts and Sciences, Chiba University
• 作者: YOSHIDA;Kenji; MINO;Hirofumi
• 通讯作者: Hirofumi

セロハンテープの枚数と角度で変化する偏光色スペクトルのシミュレーション

模拟随玻璃纸胶带的数量和角度而变化的偏振色谱

• DOI: 10.20776/s24326291-6-p79
• 发表时间: 2022
• 期刊: 千葉大学国際教養学研究 = Journal of Liberal Arts and Sciences, Chiba University
• 作者: YOSHIDA;Kenji; MINO;Hirofumi;S. K. Kawagoe;田中 佐代子;S. K. Kawagoe;Hirofumi Mino and Mai Sakamoto
• 通讯作者: Hirofumi Mino and Mai Sakamoto

セロハンによる偏光の変化を理解するシミュレーションの開発

开发模拟以了解玻璃纸引起的偏振变化

• 发表时间: 2023
• 作者: 吉田賢二;三野弘文
• 通讯作者: 三野弘文