マイコン制御を通して情報系学生が電気実験の必要性を理解する実験教材の開発

信息科学专业学生通过微机控制了解电学实验必要性的实验教材开发

• 批准号: 26919012
• 负责人: 谷口 亜紀子
• 金额: $ 0.19万
• 依托单位: Tsuyama National College of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-01 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-26919012/
• 关键词: マイコン制御; 教材開発

津山工業高等専門学校・情報工学科学生の多くはソフトウェアに関する実験には興味があり理解度も高い。その反面、電気・電子回路のようなハードウェアを伴う実験に対して苦手意識を持っている学生が多く見られる。卒業後にソフトウェア・ハードウェア両方の知識を必要とする開発現場に配属される学生も多く、早いうちに苦手意識を払拭する必要があると考えた。そのためにソフトウェア制御による柔軟性及び操作性の向上を通して学生に興味や達成感を持たせ、かつ苦手意識を払拭する実験教材を開発する必要があった。本研究では以下のことを行った。1. 現行実験の所要時間及び学生の理解度調査3年時に実施している「双安定マルチバイブレータの製作」実験を本研究の対象実験とし、実験時の所要時間を調査した。また実験終了後の学生に対し、理解度のアンケートを実施した。2. 実験教材の開発実験への対応として発振器とマイコンの置き換え対応を進めた。発振器の動作をマイコンで制御できたことにより、置き換えが可能と判断した。予備実験の準備のため、プログラム学習資料・制御プログラムのサンプル等を用いた教材を作成した。3. 予備実験の実施上記実験教材を用いて、5人の学生を対象に予備実験を行った。所要時間は2時間であった。実験終了後には1で行った理解度調査と同様のアンケートを実施した。4. 現行実験と予備実験を用いた比較と検討1と3で実施したアンケート結果及び所要時間を用いて、本研究で開発した教材を実際の実験へ反映するための検討を行った。環境や授業時間等を考え現時点で実験へ反映することは難しいが、論文や発表等により情報を拡散することは可能であるため、H27年度中に論文投稿と発表を予定している。

津山工业大学信息工程系的很多学生都对软件实验感兴趣，理解程度也很高。另一方面，许多学生对涉及电气和电子电路等硬件的实验感到不舒服。毕业后，很多学生被分配到需要软件和硬件知识的开发站点，所以我认为有必要尽早摆脱任何弱点的感觉。为此，有必要开发一种实验教材，通过软件控制提高灵活性和可操作性，让学生产生兴趣和成就感，打消学生对自己弱点的顾虑。在这项研究中，我们做了以下工作： 1.当前实验所需时间及学生理解水平的调查以第三年进行的实验“双稳态多谐振荡器的制作”为本研究的目标实验，对实验所需时间进行了调查。实验结束后我们还对学生的理解情况进行了问卷调查。 2、实验教材的开发针对实验的需要，我们更换了振荡器和单片机。由于振荡器的操作可以由微型计算机控制，因此确定可以更换。为了准备初步实验，我们使用程序学习材料和控制程序样本制作了教材。 3、进行初步实验 利用上述实验材料，5名学生进行了初步实验。所需时间为2小时。实验完成后，进行了与1中进行的理解力调查类似的问卷调查。 4.当前实验和预实验的比较和研究利用问卷调查的结果和1和3中进行的所需时间，我们进行了一项研究，以将本研究开发的教材反映在实际实验中。考虑到环境和上课时间，目前很难在实验中反映这些信息，但可以通过论文和演示来传播信息，因此我们计划在2017财年期间提交论文和进行演示。