教育用マイコンmicro:bitを用いた理科実験教材の開発

利用教育微机micro:bit开发科学实验教材

• 批准号: 22K02979
• 负责人: 林 英子
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Chiba 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 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K02979/
• 关键词: Micro:Bit; 理科実験; 温度測定; 高分解能温度計; ベックマン温度計代替; 理科実験教材; 教育用マイコン; 高感度温度計

小学校においてもプログラミング教育が導入され、イギリスBBCが主体となって作った教育用マイコンマイクロビット(micro:bit)が、プログラミング学習等に活用され始めている。また、高性能で高感度なセンサー素子を入手可能になったため、マイコンでより教育効果の高い実験教育を実現できるようになっている。このことから本研究では、micro:bitをプログラミング教育だけに用いるのではなく、小学校から大学までの理科実験や化学実験の装置としての活用を目指し、micro:bitを用いた測定・制御の高精度化や自動化を活かして理科実験に活用ことを目的としている。本研究で開発し使用するキーデバイスに「プローブ型温度計」がある。これは従来使われているガラス温度計に代わりビーカー中で使用できるもので、測温プローブは市販の小型(2 mm×2 mm×0.7 mm)の高感度温度センサー(TI社、TMP117)をフレキシブルなテフロンチューブの先端に封入して、耐熱、耐薬品性を持たせたものを作成した。このTMP117測温プローブをmicro:bitに接続し、動作温度範囲－55 ～ 150 ℃で、－20 ～50 ℃の温度範囲では精度±0.1 ℃の高精度実験用温度計を作成した。さらに、micro:bitのマイコンとしての統計的処理によって測温分解能をTMP117の製品規格値の0.0078℃から0.001℃まで向上させた。このような高分解能の温度計の市販品はほとんど存在しない。測定値は即時にパソコン画面にグラフ表示/データ保存できるようにした。このプローブ型温度計を大学の化学実験に用い効果を検証した。

Primary school education is introduced, the BBC is the main body and the education is used for education. High performance, high sensitivity, high performance, high performance, high performance This research aims to improve the precision of measurement, control and automation in the field of science and technology. This study developed the use of a "temperature meter". This is why the thermometer is used in small (2 mm × 2 mm × 0.7 mm) and high-sensitivity temperature sensor (TI, TMP 117), which is sealed at the top of the thermometer, heat resistant and resistant to heat. The TMP 117 temperature measuring device has a micro: bit connection, operating temperature range of-55~150 ℃, temperature range of-20~50 ℃, and high accuracy of ± 0.1 ℃. The product specification value of TMP 117 is 0.0078 ℃ and 0.001 ℃. High resolution thermometers exist in the marketplace. The measurement is done on the screen. This type of thermometer is used in chemical engineering.

项目成果

教育用マイコンmicro:bit を用いた高精度・高分解能データロガー温度計の開発とベックマン温度計の代替としての学生実験への活用

使用教育微机micro:bit开发高精度、高分辨率数据记录温度计并在学生实验中作为贝克曼温度计的替代品

• 发表时间: 2023
• 作者: 北本卓也;高遠節夫;濱口直樹;碓氷久;奥本 素子;林 英子, 東崎 健一
• 通讯作者: 林 英子, 東崎 健一

教育用マイコンmicro:bitを用いた液温測定可能な温度計の作成と活用

使用教育微机micro:bit测量液体温度的温度计的制作和使用

• 发表时间: 2022
• 作者: 北本卓也;高遠節夫;濱口直樹;碓氷久;奥本 素子;林 英子, 東崎 健一;林 英子, 東崎 健一
• 通讯作者: 林 英子, 東崎 健一

教育用マイコンmicro:bit を用いたデータロガー温度計の改良と学生実験への活用

利用教育微机micro:bit改进数据记录温度计及其在学生实验中的应用

• 发表时间: 2022
• 作者: 北本卓也;高遠節夫;濱口直樹;碓氷久;奥本 素子;林 英子, 東崎 健一;林 英子, 東崎 健一;林 英子, 東崎 健一
• 通讯作者: 林 英子, 東崎 健一