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情報処理学会デジタルプラクティス

タブレット端末を理科の測定実験に活用するiTesterの開発と実践

光永 法明=大阪教育大学技術教育講座 2016/07/22 ITpro
出典:情報処理学会デジタルプラクティス Vol.6 No.2 Apr.2015
(記事は執筆時の情報に基づいており、現在では異なる場合があります)
目次一覧

 学校での理科教育では棒温度計や可動コイル形電圧計・電流計といった計器が広く用いられている.一方で表示自由度の高い液晶等の表示パネルの価格が低下し利用しやすくなったことから,そういった計器の表示の置き換えが学校外では進んでいる.現在,タブレット端末が学校へも普及しつつある.タブレット端末の表示自由度は従来の計器よりも高い.本研究では,その特長を活かし,数値,アナログメータ,棒温度計を模擬,グラフ(オシロスコープ)形式による表示を実現するiTesterを開発したので報告する.本報告では,まずiTesterの開発経緯を述べる.そして,実際の小中学校での利用結果から,表示器としてのタブレット端末の利用が1) 視認性の面で従来の計器よりも学校教育現場に適していること,2) 従来より精度の高い測定の可能性と,3) 教育の質的な変化をもたらす可能性を報告し,支援学校での利用結果から,4) 計器のユニバーサルデザインの実現について報告する.

1.はじめに

 計測値の表示には可動コイル形の計器(いわゆるアナログメータ)やVFD(蛍光表示管),7セグメントLEDや液晶等が使われてきた.最近では液晶,VFD,OLED(有機発光ダイオード)といった表示形式のドットマトリクス表示器の価格が下がり,表示自由度が高いことから使われるようになっている.表示自由度を上げるために,ポスターサイズの広告などを目的としたディジタルサイネージ製品では,いわゆるPCと大型ディスプレイが組み合わされることが多い.また測定器等でも内部にPCと同様の構成のコンピュータを内蔵し,処理,表示しているものが従来からあり,最近ではタブレット端末も利用され始めている.

 ところで,理科教育においては,棒温度計や可動コイル形式の電圧計・電流計といった計器が広く使われている.いずれも動作原理が簡単で無電源で動作することが利点であり,数値の大小関係の直感的な把握に優れている.しかし,精密な可動部分があったり,正面から見る必要がある,教卓で演示しても数値が読み取りにくいなど,計器利用の初心者が多数いる授業での利用に向いていない面もある.

 一方,学校環境においてもタブレット端末の普及が始まっている.視野角が広いディスプレイを備えている端末であれば,従来の計器よりも視認性に優れる可能性がある.タブレット端末に測定結果をグラフ表示する市販製品[1] ,[2] や作成例[3] もあるが,実験管理やオシロスコープの実現に重点が置かれており計器の置き換えを目的としてはいない.

 それらに対し,本研究では小中高における理科での実験用計器の置き換えを目的とし,iPad上に電圧・電流・温度を表示するiTester1を開発したので報告する.iTesterはiPadと接続するセンサユニットとiPad上で動作するアプリケーションソフトからなる.以下,開発にあたっての検討過程と,開発したiTesterを学校で利用した結果を報告し今後の展望を述べる.

★1 iTesterは大阪教育大学の登録商標です.

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