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センサネットワークを活用した生物育成題材の開発～遠隔管理型ミニ植物工場～

利用传感器网络开发生物栽培材料～远程管理的迷你植物工厂～

基本信息

批准号：
26910011
负责人：
堤健人
金额：
$ 0.26万
依托单位：
Hiroshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-01 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-26910011/
关键词：
センサネットワークプログラミング教育生物育成

项目摘要

本研究では, 技術科の学習内容「C. 生物育成に関する技術」における題材として, XBeeマイコンで構成した無線ネットワークを活用した遠隔管理型植物工場を提案し, 公立の中学校教員が困難と感じる要因である「栽培地の確保と維持」や「再現性(同じ結果を得る)」を解決する効果を検証した。実際にリーフレタス(レッドサンスター)を用いて栽培した。およそ2週間栽培したところ, 太陽光のみで栽培したリーフレタスよりも本植物工場で栽培したリーフレタスの方が, 葉は大きく厚く, 濃い緑色のしっかりとしたリーフレタスができた。複数回栽培することで再現性を確認し, 栽培地は空き教室を用いることで, 新たに畑等を準備することなく本題材で授業が展開できることを証明した。LEDの照射時間や照射する光量子の量を調整することで, 収穫までの期間を調整することも可能であることが分かった。さらに, 本題材は, 小学校と中学校のものづくり学習の学びをつなげる鍵となる「設計・計画」について, エネルギー効率や植物の成長についての知識を基盤として, その成果と課題の分析を通して, さらなる高次な概念を獲得することができる。また, Arduinoマイコンを用いてプログラミング学習を体験できることにより, 技術科の学習内容を横断的に扱うことができ, 授業時数の有効活用や学習内容の有機的なつながりが果たせるといえる。今後は新しく提案した遠隔管理型植物工場を用いた授業実践から, さらに有効性と課題を明らかにし, 中学校技術科の題材としての価値を発信していきたい。

This research is based on the content of "C. The theme of "Bio-breeding Related Technology" is to make use of the remote management plant workshop, and the main reasons for the difficulty of public school teachers are to ensure the maintenance of the cultivation site and to solve the problem of reproducibility (same results). In the meantime, we're going to have to do something. During the 2 weeks of cultivation, the sun shines on the rice and the rice is cultivated in this plant factory. The leaves are big and thick, and the green leaves are thick and green. Reproducibility is confirmed by the cultivation of the ground and the use of the ground. LED irradiation time and quantity of light can be adjusted. In addition, this topic is about the study of primary and secondary schools, the key to design and planning, the efficiency of production, the knowledge of plant growth, the analysis of achievements, and the acquisition of high-level concepts. Arduino is used to study the content of technical subjects, and the teaching hours are used to study the content organically. In the future, new proposals and remote managed plant workshops will be used for teaching and practice. Now that the effectiveness and topics are clear, it will be valuable to announce the themes and topics of technical courses in secondary schools.