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Development and utilization of digital / analog teaching materials using 3D image processing and 3D printers for biological education

利用3D图像处理和3D打印机进行生物教育的数字/模拟教材的开发和利用

基本信息

批准号：
22K02988
负责人：
有泉高史
金额：
$ 2.16万
依托单位：
Tamagawa 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

项目摘要

高校『生物』で扱う「動物の発生」は、卵から親への体づくりの仕組みを学ぶとともに、再生医療の技術や課題を理解する上でも重要な単元である。しかしながら、受精卵や初期胚の調達は容易ではなく、観察する時間の制約も受けるため、実際の学校現場で観察や実験を行うことが難しい単元でもある。従来は写真や映像、粘土や木製の模型などが教材として用いられてきたが、生徒の興味・関心を引き付けて探求的に学ばせるには限界があった。本研究課題では3D画像処理技術と3Dプリンタ出力を用い、「動物の発生」に関するデジタル・アナログ補完型教材を開発する。さらに、ICTを通じてこれらの教材を実践的に活用することを目的としている。3年間の研究期間内に、①デジタル教材の作成、②アナログ教材の作製、③デジタル教材とアナログ教材の補完活用による生徒の探究的学習の支援、④膨大な数のデジタル画像のデータベース化によるICT活用教育の加速、の4つの課題に取り組む。令和4年度は上記①デジタル教材の作成と②アナログ教材の作製に必要な画像データの収集に取り組んだ。初めに両生類（ヒキガエル・アカハライモリ）のさまざまな発生段階にある胚を調達し、各種の胚の連続切片を作製した。続いて連続切片を撮影して得られた数千枚以上のデジタル写真をデータベース化した。最後にCTやMRIに用いる医用画像処理ソフトを用いてデジタル画像の処理と編集を行い、3Dモデル作成と3Dプリンタ出力に必要な画像データを収集した。本年度に得られた連続切片の画像データは、次年度に取り組む高精細3Dモデル〔デジタル教材〕と光造形立体模型〔アナログ教材〕を完成させるために利用する。

High School "Biology" で扱う "Animal 発生" は, egg からkins への体づくりのofficial group みをIt is important to understand the technical issues of regenerative medicine and regenerative medicine.しかしながら、The fertilized egg and the early embryo are easy to adjust and the time is limited. Received by けるため、実记の的school scene inspection や実験を行うことが恗い単元でもある. Come and use photos and images, clay and wooden models, and teaching materials and use them.が, student's interest and concern, をinducing, paying, けて and exploring, に学ばせるにはlimited があった. This research topic is based on the use of 3D image processing technology and 3D image processing technology, and the completion-type teaching materials of "Animal Novel".さらに、ICT を通じてこれらのTextbook を実practice’s にflexible use することをpurpose としている. During the 3-year research period, ① the teaching material of the デジタル teaching material was produced, ② the teaching material of the アナログ teaching material was produced, ③ the teaching material of the デジタグ teaching material was completed and put into use by による生Learning support for apprenticeship inquiry, ④expansion of numbers and images, acceleration of ICT utilization education, and grouping of 4 projects.は上记①デジタル Teaching Materials of Reiwa 4th Year ②アナログ Teaching Materials の Production にNecessary Pictures データのCollect にTake り Group んだ. Hatsuyako raw type（ヒキガエル・アカハライモリ）のさまざまなThe stages of development are different, and various types of embryos are cut into slices and made. You can get more than thousands of photo albums by slicing them into slices and photographing them. Finally, the medical image processing of CT and MRI is done, and the medical imaging processing of CT and MRI is done. Compiled を行い, 3D モデル production と 3D プリンタ necessitated portrait なデータを collection した. This year's image データは will be cut into slices, and the next year's 3D high-definition 3D image will be taken.デジタル Teaching Materials〕とLight Sculpting Three-dimensional Model〔アナログ Teaching Materials〕をCompleteさせるためにUseする.