Development of Digital Teaching Materials for STEAM Education for Science and Engineering Knowledge through Understanding the Characteristics of Mineral and Rock Pigments

了解矿物和岩石颜料特性，开发科工知识STEAM教育数字化教材

• 批准号: 22K02896
• 负责人: 堀舘 秀一
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Soka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K02896/
• 关键词: 岩絵具; STEAM教育; 図工科教育; デジタル教材; 描画ツール; デジタル教材(描画ツール); 日本の伝統・文化; 理工学的知識情報

岩絵具についてPC画面上で擬似的に体験するためのSTEAM教育用デジタル教材としてのデジタル岩絵具描画ツールを開発するために、以下の内容を実施しした。①岩絵具の質感をパターンタイル化するために、使用する岩絵具の色数（粒子サイズ）を絞り込み、デジタル化に向けた手立てを模索した。今回は天然岩絵具を中心に123種類（色味）について、板に水張りした和紙の上に膠で溶いた岩絵具を塗り、元になる色見本を作成した。これをデジカメで撮影し、描画アプリ（GIMP）上で必要サイズにトリミング後シームレスパターンとして変換、登録し同アプリ上で使用できる状態にした。②比較的簡易に線を抽出でき、着色しやすいことを基準に、準備した岩絵具パターンを使用するための画像として尾形光琳作「燕子花図屏風」を選定した。作成した縮小模写（部分）をPCに取り込み、CLIP STUDIO PAINTを用いて燕子花の線画ファイルを作成した（児童自身が描いた線を使用することも想定し、自由な手描きの線画も作成した）。また、着色時のアプリ操作の繁雑化を考慮し候補から外れた「洛中洛外図屏風」については模写を行い、教育パッケージ用教材として利用可能な描画プロセスを記録した。③岩絵具と理工学的知識の関連付けを図ることを目的としたデータベース作成のための項目を検討し、基本項目を洗い出した。④学生（描画アプリの経験あり1名、なし4名、計5名）に参加してもらい、描画アプリ（GIMP）上に用意した図柄を任意の岩絵具パターンで塗りつぶしイメージを完成させていく工程を通して評価実験を実施した。目指す描画ツールに実装すべき機能や操作性をはじめ描画活動を促進するための機能、その学習効果や実際の教材化に向けた改善点などについて明らかにした。この成果については日本科学教育学会・2022年度第5回日本科学教育学会研究会において発表を行った。

实施了以下内容，以开发用于蒸汽教育目的的数字教学材料，以开发数字岩石绘画工具，以便您在PC屏幕上以模拟方式体验岩石油漆。 1）为了使岩石涂料的质地铺平，我们缩小了所使用的岩石涂料的颜色（粒径）数量，并寻求将其数字化的方法。这次，我们专注于123种（颜色）的天然岩石涂料和涂有油漆的油漆，这些油漆涂有胶水覆盖在水上的纸上，从而产生了原始颜色的样品。这是用数码相机拍摄的，将图纸应用程序（GIMP）上的所需尺寸修剪成，将其转换为无缝图案，并已注册，并可以在同一应用程序上使用。 ②基于可以相对容易且易于彩色提取线的事实，Ogata Korin的“ Tsubaki Flower Screen”被选为使用准备好的摇滚油漆图案的图像。简化的副本（部分）被导入PC，并使用剪贴工作室涂料来创建一个tsubame-no-ka的线图文件（也称为使用儿童本身绘制的行，并创建了免费的手绘线图）。此外，考虑到颜色时应用程序的复杂操作，复制了不是候选人的“ Rakuchu Rakugaizu屏幕”，并记录了可以用作教育套餐的教学材料的绘图过程。 ③我们已经检查了用于创建旨在将岩石油漆与科学和工程知识的数据库联系起来的项目，并确定了基本项目。 ④学生（有1位具有绘图应用程序经验的人，有4个没有他们的人，完全五个人）参加了评估实验，通过填充在图纸应用程序（GIMP）上准备的任何摇滚油漆图案的设计，以完成图像。该公司揭示了应在绘图工具中实施的功能，其旨在实施，可操作性，促进绘图活动，学习效果以及改进领域以将其转化为实际教学材料的领域。这些结果在日本科学教育学会和2022年日本科学教育研究会议上介绍。

项目成果

岩絵具の特徴の理解を促すためのテクスチャを用いたデジタル描画手法の検討

研究利用纹理的数字绘画方法以促进对矿物颜料特性的理解

• 发表时间: 2023
• 作者: 三宅圭音;秋元頼孝;中平勝子;○堀舘秀一，舟生日出男，清水由朗
• 通讯作者: ○堀舘秀一，舟生日出男，清水由朗