Development of cultivation learning program for traditional crop varieties by a data-driven approach

通过数据驱动的方法开发传统作物品种的栽培学习计划

基本信息

批准号：
20K03208
负责人：
森太郎
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Shiga University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は、子どもの「生きる力」を育むため、体験活動の推進・伝統と文化の尊重の観点から充実が求められている在来作物を教材とした栽培学習について、データを基にそれを説明するモデルを見つけ出すデータ駆動型アプローチによりプログラムを開発することである。今年度は、１)一昨年、昨年度に引き続き、学校現場では栽培が難しい在来作物(滋賀県在来甘トウガラシ‘杉谷とうがらし’、ナス‘杉谷なすび’、辛味ダイコン‘伊吹大根’)を対象に、十分な収量・品質が得られる栽培条件の最適化、２)小学校の総合的な学習の時間および中学校の技術科における在来野菜の栽培学習プログラムの考案・実践・評価を行った。１)‘杉谷なすび’、‘杉谷とうがらし’では、昨年までの研究データをもとに、未知のブラックボックス関数について、その推定に基づき効率的に最適解を探索するベイズ的最適化を用いて、収量・果実品質を調査した。また、気温や日射量などの栽培環境の測定も行った。また‘伊吹大根’では、異なる用途（小さな薬味用大根と大きな野菜用大根）での生産に適した施肥量やそれらの品質（辛味成分、糖含量、乾物率）の違いを明らかにした。２）昨年度実践した在来野菜の栽培学習プログラムの効果と改善点をもとに、‘杉谷なすび’、‘杉谷とうがらし’の栽培学習プログラム(小学校第3学年の総合的な学習の時間)と‘伊吹大根’ の栽培学習プログラム(小学校第3学年の総合的な学習の時間、中学校第2学年の技術科)の考案・実践を行った。小学校での学習プログラムにおいては，授業記録や質問紙調査やワークシートのデータなどから質的・量的に評価を行い、学習効果の解明と改善点の明確化を行った。

本研究的目的是通过以乡土农作物为教材的种植学习数据，培养孩子们的“生活热情”，需要从提倡体验活动、尊重传统文化的角度来丰富目标。使用数据驱动的方法开发一个程序，找到一个可以解释它的模型。今年，1）继前年和去年的基础上，我们将种植学校难以种植的乡土作物（滋贺县特产甜椒杉谷户芥子、杉谷茄子、伊吹萝卜、辛辣的日本萝卜）。目标是优化种植条件以获得足够的产量和质量，2）在小学综合学习时间和初中技术课程中设计、实施和评估种植本土蔬菜的学习计划。 1) 'Sugitani Nasubi' 和 'Sugitani Togarashi' 根据截至去年的研究数据对未知黑盒函数的估计，使用贝叶斯优化来有效地搜索最优解。我们还测量了栽培环境，例如温度和太阳辐射。此外，对于“伊吹萝卜”，我们明确了不同用途（小萝卜用于调味品，大萝卜用于蔬菜用途）和品质差异（辣味成分、糖度、干物质比）的生产用肥的适量。 2）根据去年实施的本土蔬菜栽培学习计划的效果和改进，我们制定了“杉谷纳须比”和“杉谷辣椒”的栽培学习计划（小学三年级综合学习期）。实施伊吹萝卜栽培学习计划（小学生三年级综合学习期、初中二年级技术科目）。对于小学学习项目，我们根据课堂记录、问卷调查、作业单数据等进行定性和定量评估，以阐明学习效果并明确需要改进的地方。