やってはいけないことから学ぶ電気回路製作のための安全教育教材の開発

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本研究では、電気回路製作ではやってはいけないことをあえて実験し、その様子を学生に見せることにより、定格の確認や低い電圧の危険性を認識させるため、動画を利用した電気回路製作に関する安全教育教材の開発を行った。教材開発は、乾電池のショート(短絡)や電解コンデンサの極性の逆接続等のやってはいけない回路を構成し、回路の電圧及び電流値が定格以上であることや発熱する部品の温度を確認するため、デジタルマルチメータで測定する実験を行った。さらに、これらの実験の様子をデジタルビデオカメラで撮影し、20秒から7分程度の動画を作成した。実験結果より、単三アルカリ乾電池は90℃近くまで温度上昇することや電解コンデンサは定格電圧の7割程度の逆電圧で破裂し、高温蒸気を噴出すること等を確認した。作成した動画をYouTube等と同じようにストリーミング配信するため、WebサーバソフトのNginxをベースとしてFlashでストリーミング再生を行うプロトコルのRTMP(Real-Time Messaging Protocol)とHTTPベースのHLS(HTTP Live Streaming)を用いた動画配信サーバを構築した。構築したサーバからFLV(FlashVideo)形式及びM3U8形式の動画を学内ネットワークに配信した結果、FlashプラグインをインストールしたPC版のWebブラウザやタブレット等のWebブラウザを使用して再生することができた。開発した教材は、小山工業高等専門学校電気電子創造工学科1学年の電気回路製作を行う学生実験の安全教育に利用し、学生41名を対象として定格確認の必要性や低い電圧による部品の破裂等の危険性についての説明を行った。教育効果の検証のための学生のアンケート調査は行っていないが、動画教材を安全教育に利用した結果、実験報告書に「安全に注意して取り組みたい」等との安全を意識した感想が複数あり、また学生は動画に興味を持っていることがわかった。今後、動画教材の修正や追加等を行い、低学年の学生実験においての安全教育への利用及び教材の学外公開を検討する予定である。