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回路設計力とプログラミング的思考力の育成をねらう教育用マイコンボードの開発と実践

开发和实施教育微型计算机板，旨在培养电路设计技能和编程思维能力

基本信息

批准号：
17H00174
负责人：
尾﨑誠
金额：
$ 0.36万
依托单位：
厚木市立荻野中学校
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17H00174/
关键词：
設計学習教育用マイコンボード指導計画

项目摘要

○研究目的2017年公示の中学校学習指導要領では, 生徒の技術的な問題解決能力を育む観点から, 設計の学習を通して, 電気回路や計測・制御システムを構想する力の育成が重視されている。本校の実態では, 計測・制御作品の設計において, エネルギー変換技術の題材で学習した電気回路の知識だけでは, 生徒のアイディアに見合う出力側の電気回路の設計が難しかった。そこで本研究では, 電気回路と計測・制御システムの両設計学習を円滑に接続する指導計画の構想と, 適合する教育用マイコンボードの開発を目的とした。○研究方法指導計画の構想にあたり, 技術的課題の難易度を考慮して段階的に電気回路の設計力を高め, それが計測・制御作品の設計力につながるよう配慮した。次に, この指導計画に見合う教育用マイコンボードを開発した。マイコンには諸条件を考慮し, 英国Revolution Educations社がPICマイコンを使って開発したPICAXE-08M2を採用した。マイコンボードは, PICAXE-08M2と2回路C接点のリレー2個を組み合わせ, 生徒が構想した出力側の電気回路の電源スイッチと直流電源の極性切替を制御できるようにした。その後, 本校において授業実践及び模擬授業に取り組み, 構想した指導計画と開発した教育用マイコンボードの有効性について検証した。○研究成果授業実践と生徒へのアンケート分析から, 電気回路を設計した後, スイッチや直流電源の極性切替を教育用マイコンボードのリレーに置換することによって, 動作や仕組みを理解しやすく, かつ設計の学習を円滑に接続できることが分かった。また, 教育用マイコンボードは, トランジスタを用いたスイッチング回路と対応させると理解しやすく, 計測・制御作品のアイディアを広げる学習に有効であった。一方, コンピュータ制御の有無による作品の違いが明確になる事例を準備することが課題となった。

○ Research Objective The 2017 publication of the Learning Guidelines for Middle School Students focuses on the development of student problem-solving skills, the development of design learning, and the development of power for electrical circuit measurement and control systems. The actual state of the school, design of measurement and control works, subject matter of conversion technology, knowledge of electrical circuits, production of electrical circuits, design of electrical circuits on the output side, etc. This research aims to design and implement a learning program for electronic circuits.○ Research methods guide the design of ideas, technical issues, and the difficulty of design of electrical circuits at different levels, and design of measurement and control works. Next, the guidance plan was developed for educational purposes. PICAXE-08M2 was developed by Revolution Education. PICAXE-08M2 - 2 Circuit C Contact 2 - 2 Combination, Guess Power Supply of Output Side, DC Power Supply Polarity Switching Control In the future, the school will conduct teaching practice and simulation teaching in order to improve the quality of teaching and to develop guidance plans.○ Research results Teaching practice and analysis of electrical circuit design, polarity switching of DC power supply for education, movement and group design, and learning For educational purposes, there is a need to measure and control the quality of work. On the one hand, there is no clear case of violation of the law.