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「教育用ドローンを用いた教材開発」と「VRゲームコントローラーを題材としたプログラミング教材」を2020年度に開発。情報工學科 河並研究室と合同會社DMM.com、一般社団法人FAP の三者

金沢工業大學工學部情報工學科 河並崇 準教授の研究室(専門分野:組込みシステム、IoT)と、合同會社DMM.com、一般社団法人FAP の三者では、2019年度から共同で「未來トップクリエーターの養成を目指すSTEAM教育に関する研究と教材の開発」を進めています。

プログラミングを中心にSTEAM領域を同時に學ぶことができる教材を目指すもので、2020年度は「教育用ドローンを用いた教材開発」と「VRゲームコントローラーを題材としたプログラミング教材の開発」を行いました。

當成果は2021年3月18日(木)から20日(土)までオンラインで行われる「情報処理學會第83回全國大會~コロナ新時代の情報処理~」で発表されるほか、將來的には教材としての市販化も目指しています。

?STEAM教育…未來社會の創り手を目指して、Science(科學)、Technology(技術)、Engineering(工學)、Arts(人文社會?蕓術?デザイン)、 Mathematics(數學))を統合的に學ぶ學習手法。


2020年度の取り組み

教育用ドローンを用いた教材開発

教育用ドローンを用いた教材開発では、ドローンによるスマート農業を目指し、圃場の自動見守りをテーマとしました。ドローンの飛行コースの設定、ドローンのフィールド基地の開発、ドローンの帰還方法の策定、気象監視、畫像処理による熊の検知などを題材とした教材のプラットフォーム開発を行いました。このプラットフォームをベースに今後、具體的な教材開発を行います。

2月21日(日)に開催された金沢市主催の「金沢市キッズプログラミングスクール」(主催:金沢市、企畫?運営:一般社団法人FAP、協力:金沢工業大學河並研究室、合同會社DMM.com、他)においては、このドローン教材の中の、「ドローンの飛行コースの設定」部分を切り出し、小學生向けにドローンの専用コントローラをプログラミングによって開発できる教材として公開し、小學生が體験しました。専用コントローラは教育用コンピュータで micro:bit を用いています。金沢工業大學で開発したオリジナル命令(ブロックプログラミング用のブロック)を用いて、容易に開発することが可能です。

今後は本教材を活用しての「ドローンコンテスト」の開催に結びつけたいと考えています。

教育用ドローンを用いた教材開発

ドローンコントローラの開発例

金沢市主催の「金沢市キッズプログラミングスクール」で小學生がドローン教材を體験した

VRゲームコントローラーを題材としたプログラミング教材

VRゲームコントローラーを題材としたプログラミング教材では、VRは注目度が高いものの、プログラミング初學者には敷居が高いという問題がありました。そこで、教育用コンピュータで micro:bit をVRコントローラとして用い、VRコントローラを自らプログラミングすることで、ゲームを進められる仕組みを考案しました。

今回扱うVRゲームは、金沢工業大學オリジナルの弓による的宛てゲームです。ゲーム開始時は弓をつがえることもできませんが、チュートリアルを進めることにより、「弓をつがえる → 弓を放つ → 弓の強さを変える」というようにコントローラの改良を行うストーリーになっています。最終的には micro:bit 間の電波強度を用い、実際の弓のように引く量によって強さが変わる教材となっています。

今後は、DMM VR lab(合同會社DMM.com テクノロジー本部VR研究室)が提供するDMM VR Connect等を用いた開発を行う予定です。

金沢工業大學オリジナルの弓による的宛てゲームを體験する児童。「弓をつがえる → 弓を放つ → 弓の強さを変える」というようにコントローラの改良を行うストーリーになっている


當研究の成果発表について

本年度の成果は情報処理學會第83回全國大會にても発表します。

https://www.gakkai-web.net/gakkai/ipsj/83/program83.html

●3月18日(木) 12:40?15:10 學生セッション[2ZF會場]システム設計?教材開発(2)

2ZF-04「ドローンによる見回り自動化を題材としたSTEM教材プラットフォームの開発」

発表者○望月大輝、山內絢心、,山崎晃平(金沢工大)、淺岡正教(FAP)、河西紀明(DMM.com)、河並 崇(金沢工大)

●3月19日(金)12:40?15:10 學生セッション[5ZG會場]プログラミング教育(2) 

5ZG-06「VRゲームコントローラーを題材としたプログラミング教育教材」

発表者○石井敬太、尾上楓真(金沢工大)、淺岡正教(FAP)、河西紀明(DMM.com)、河並 崇(金沢工大)


參考リンク

金沢市キッズプログラミングスクール

DMM VR Connect

2019年度からの金沢工大、合同會社DMM.com、一般社団法人FAP 三者の共同研究の概要

令和2年度より小學校でプログラミングが必修化。情報工學科 河並研究室が産學共同で教材開発等開始。石川発「未來のトップクリエイター」誕生を目指す(2019.5.7)

「e-messe kanazawa 2020」で情報工學科 河並研究室がIoTやヘルスケア、STEAM教育などに関する研究成果を展示(2020.11.20)

河並崇 研究室について

KIT金沢工業大學 研究室ガイド 工學部 情報工學科 河並崇 研究室

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