一般教養としての自然科学教育のためのマルチメディア利用遠隔教育システムの汎用化

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本研究では、一般教育の中の自然科学教育に関して、WWWブラウザ上で実際の実験と仮想実験をインタラクティブに行えるシステムの汎用化を中心に行った。実際の実験をインターネット越しに遠隔操作で行えるシステムについては、Javaを主に利用して汎用化を図った。実験サーバは実験装置と計算機をRS-232Cで接続し、Java Communication APIを利用することで、このAPIをサポートしていればハードウェアやOSに依らずサーバを構成できるようにした。また、インターネットカメラと同等の手法で、動画配信も汎用化した。クライアントプログラムはWWWブラウザ上のAppletないしJava Applicationとして動作し、プログラム作成支援用のAPIを作成した。仮想実験システムについては、Java3D APIおよびSwing APIを利用して、WWWブラウザ上でリアルな3D表示による、主に力学教材となるシミュレーションをいくつか作成し、その汎用化、国際化を行うとともに教育効果について調べた。仮想実験においては、大きさのスケール、リアルタイム性ないし正確なタイムスーケルを保証することが重要であり、さらに、視点の工夫が効果的であることがわかった。異なる視点から、同じ現象を同時に観察することで、色々な法則性を実感し易くなる。また、視点を運動する物体に設定すること等、実際の実験では不可能に近い事も実現でき、仮想体験することが可能になる。