Development of Digital Teaching Materials for STEAM Education for Science and Engineering Knowledge through Understanding the Characteristics of Mineral and Rock Pigments

了解矿物和岩石颜料特性，开发科工知识STEAM教育数字化教材

• 批准号: 22K02896
• 负责人: 堀舘 秀一
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Soka 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 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K02896/
• 关键词: 岩絵具; STEAM教育; 図工科教育; デジタル教材; 描画ツール; デジタル教材(描画ツール); 日本の伝統・文化; 理工学的知識情報

岩絵具についてPC画面上で擬似的に体験するためのSTEAM教育用デジタル教材としてのデジタル岩絵具描画ツールを開発するために、以下の内容を実施しした。①岩絵具の質感をパターンタイル化するために、使用する岩絵具の色数（粒子サイズ）を絞り込み、デジタル化に向けた手立てを模索した。今回は天然岩絵具を中心に123種類（色味）について、板に水張りした和紙の上に膠で溶いた岩絵具を塗り、元になる色見本を作成した。これをデジカメで撮影し、描画アプリ（GIMP）上で必要サイズにトリミング後シームレスパターンとして変換、登録し同アプリ上で使用できる状態にした。②比較的簡易に線を抽出でき、着色しやすいことを基準に、準備した岩絵具パターンを使用するための画像として尾形光琳作「燕子花図屏風」を選定した。作成した縮小模写（部分）をPCに取り込み、CLIP STUDIO PAINTを用いて燕子花の線画ファイルを作成した（児童自身が描いた線を使用することも想定し、自由な手描きの線画も作成した）。また、着色時のアプリ操作の繁雑化を考慮し候補から外れた「洛中洛外図屏風」については模写を行い、教育パッケージ用教材として利用可能な描画プロセスを記録した。③岩絵具と理工学的知識の関連付けを図ることを目的としたデータベース作成のための項目を検討し、基本項目を洗い出した。④学生（描画アプリの経験あり1名、なし4名、計5名）に参加してもらい、描画アプリ（GIMP）上に用意した図柄を任意の岩絵具パターンで塗りつぶしイメージを完成させていく工程を通して評価実験を実施した。目指す描画ツールに実装すべき機能や操作性をはじめ描画活動を促進するための機能、その学習効果や実際の教材化に向けた改善点などについて明らかにした。この成果については日本科学教育学会・2022年度第5回日本科学教育学会研究会において発表を行った。

为了开发一款数字矿物颜料绘图工具作为STEAM教育的数字教材，在PC屏幕上模拟矿物颜料，我们开展了以下活动。 ① 为了将矿物颜料的质感转化为图案瓷砖，我们缩小了所用矿物颜料的颜色数量（粒径），并寻找将其数字化的方法。这次，我们将溶解在胶水中的矿物颜料涂在纸板上的浸有水的和纸上，制作了以天然矿物颜料为主的 123 种（颜色）颜色样品。我用数码相机拍摄了它，在绘图应用程序 (GIMP) 上将其修剪为所需的尺寸，将其转换为无缝图案，注册它，并准备好在同一个应用程序上使用。 ② 我们选择绪方光琳的《鸢尾花屏风》作为图像，与准备好的矿物颜料图案一起使用，因为线条相对容易提取，并且易于着色。我将创建的缩小副本（部分）导入电脑，并使用 CLIP STUDIO PAINT 创建了鸢尾花的线条图文件（我还创建了一个免费的手绘线条图，假设孩子们会使用他们自己绘制的线条）。另外，我们还制作了因涂色时应用程序操作复杂而被排除在列表之外的《洛中洛外图折屏》，并记录了可用作教材的绘制过程用于教育包。 ③ 研究了旨在将矿物颜料与科学和工程知识联系起来的数据库创建项目，并确定了基本项目。 ④学生（1名有绘画应用程序经验的学生，4名没有绘画应用程序经验的学生，总共5人）通过在绘图应用程序（GIMP）上准备的设计中填写任意矿物颜料图案来参与并完成图像的过程进行了评估实验。 。我们明确了目标绘图工具应实现的功能和可操作性、促进绘图活动的功能、学习效果以及实际教材的改进点。这些成果在日本科学教育学会于2022年举办的第5次日本科学教育学会研究会议上发表。

项目成果

岩絵具の特徴の理解を促すためのテクスチャを用いたデジタル描画手法の検討

研究利用纹理的数字绘画方法以促进对矿物颜料特性的理解

• 发表时间: 2023
• 作者: 三宅圭音;秋元頼孝;中平勝子;○堀舘秀一，舟生日出男，清水由朗
• 通讯作者: ○堀舘秀一，舟生日出男，清水由朗