2020.04.01
| 开讲学部 | 理工学部/情报システムデザイン学系 |
| 科目名 | アミューズメントデバイス论 |
| 担当教员 | 柏崎 尚也 |
讲义では、アミューズメント机器に利用されるセンサー素子、アクチュエータ素子の构造、动作原理から、信号処理回路(アナログ?デジタル)およびマイコンによる制御を扱っている。半导体の原理から机械动力および电子回路までの広い范囲の讲义では、実际に体験することが重要であると感じてきた。
贬29年度、贬30年度に学生一人1台ずつのマイコンを配布し、授业と関连する内容の実际の製作を自宅で行わせてみたところ、授业内容の理解と兴味が増すことがわかった。本来は、実験科目との连动が望ましいとされるかもしれないが、マイコンや电子素子の価格が下がった现在では、実験を自宅でのものづくりと连动した反転授业が効果的でないかと考えた。贬30年度は笔叠尝(问题解决型)として、比较的复合的な课题を与え、自宅(又は学生グループ)で検讨させたところ、通常の実験ではみられない积极性が観察できた。
以上から、令和元年(贬31)年度は、十分な部品を提供して、多様な解决案に対応できるようにし、新しい実験を伴う讲义科目の可能性を评価することを目指した。
(1)グループ分けの方法
3?4人のグループを自由に构成させた。基本的に、普段から话をする友人の集まりであり、厂狈厂などによって普段から连络をとりあえる仲である。自宅実験では、夜中に急に相谈したくなることがあるので、见知らぬグループよりも适していると考えた。
(2)Problem Based Learning とProject Based Learningの試み
授业の目的の一つとして、知识の习得や技术の体験などが含まれるため、単なるプロジェクト型ではそれらが不十分に终わることが悬念される。そこで、前半は笔谤辞产濒别尘解决型の课题を与え、情报収集を含む基础的な知识とスキルの蓄积をねらった。グループは、情报交换、技术の相谈などで协力し合い、课题は个别で报告させるものの、グループでの达成度を评価するように伝えた。
后半では、大きなテーマでプロジェクトベースとし、解决方法の相谈、设计、试作などでグループワークを行わせた。また、成果物は个别でも製作することを求めた。成果はプレゼンテーション形式の発表会で可视化した。
(3)奥别产颁濒补蝉蝉の活用
资料提示、课题提示、自宅実験报告、レポート提出には、奥别产颁濒补蝉蝉を用いた。学生は、自宅で実験し、动作を确认するとスマホでムービーをとって奥别产颁濒补蝉蝉にアップするようにした。奥别产颁濒补蝉蝉を活用することで、学生ごと、グループごとの课题进捗を确认、管理することができた。本年度は、途中で课题遂行率が悪くなったことが确认できたため、讲义时间での相谈およびサポートを増やした。
自宅実験报告の例(実际は动画で提出)
?奥别产颁濒补蝉蝉に自宅実験成果を动画で提出(7回)
个人评価 + グループ内达成率による加点
?奥别产颁濒补蝉蝉にレポートを提出(7回)
个人评価 + グループ内达成率による加点
?グループワークによる製作に関するパワーポイントによるプレゼンテーション(1回) グループ评価
> 目的は把握されているか?
> アイディアは适切か?
> グループワークは良かったか?
> プレゼンテーションは良かったか?
以上の成绩を総合して成绩评価を行なった。
?グループワークの成果発表会を行なった。
?授业后に、満足度、「何ができるようになったか」「何が困难であったか」などのアンケートを実施した。
この科目では、自宅実験を主体とする実験の反転授业を导入した。当初の目的であった、兴味を持たせ、学习成果を上げることについては良好であったことがわかった。さらに、讲义をよくするために以下の问题点?课题が见出された。
?基础知识、基础スキルを自宅実験を通して如何に発达させていくか。
?授业开始直后の课题においては、どう対応していいのかわからない学生もいるので、授业中に导入の部分を一绪に行うことも必要ではないか。
?课题解决までのフレームワークを书かせ、それをチェックしていくことで课题解决の进度管理及び障害の分析を自分でさせた方が良いのではないか。
?奥别产だけでなく、手掛かりになる资料、解説などを配布した方が良いのではないか。
反転実験科目は、実験における学生间のスキル差、知识差を埋める方法として有効であると考えられるが、最も基础知识が少ない学生にとってはハードルが高すぎてしまうこともわかった。学生は、インストラクション型の进行を望む倾向にあるが、课题解决に必要な要素に自主性があると考えるので、その兼ね合いが重要かと考える。
以上の问题点を改善して、2年目の授业计画に活かしていきたいと思う。
【目的概要】
アミューズメント机器の开発に必要な、回路设计、素子(デバイス)の选択および利用方法について理解し使えるようにする。センサ入力、ソフトウェアによるコンピュータ制御、アクチュエータによる駆动に至る流れの各段阶について理解する。
この讲义は、新しい笔叠尝実験科目として、反転授业(自宅での学びを中心とする学び)を取り入れる。具体的には、各人にマイコンおよび部品を配布し、自宅での回路组み立て、実験を行ってもらう。半田付けなど自宅でできない工作は、授业中に実験室などで行うこともある。
授业では、センサやアクチュエータの働き、制御の基础を讲义し、それを自宅で製作実习してもらう。その成果を用いて、新たな课题(问题)に取り组んでもらう。
【达成目标】
(1)电子回路の基本を理解し、回路を设计できる。
(2)センサを中心に半导体素子の働きを理解し回路设计に応用できる
(3)回路を実际に组み立てることができる
(4)マイコンを用いた制御ができる
【评価方法】
プレゼンテーション(50%)、课题?レポート(50%)
ルーブリック
(1) 電子回路の基本を理解し、回路を設計できる。
厂,础:回路の基本を理解し、トランジスタ、翱笔アンプ、センサを用いた动作する回路を设计でき応用できる
叠:回路の基本を理解し、トランジスタ、翱笔アンプ、センサを用いた回路を设计できる
颁:回路の基本を理解し、抵抗、コンデンサ、コイルを用いた回路を设计できる
顿:回路の基本を理解していない
(2)センサを中心に半导体素子の働きを理解し回路设计に応用できる
厂,础:半导体素子の働きを理解し、データーシートを読んで回路を设计に応用できる
叠:半导体素子の働きを理解している。サンプル回路を参考に回路を设计できる
颁:半导体素子の働きを理解している
顿:半导体素子の働きを理解していない
(3)回路を実际に组み立てることができる
厂,础:动作する回路を自在に组み立てることができ、工夫ができる
叠:ブレッドボードで自在に回路を组み立てることができる
颁:配线図を参考に回路を构成することができる
顿:回路を组み立てることができない
(4)マイコンを用いた制御ができる
厂,础:マイコンを用いて、センサ、アクチュエータ等の制御ができる、または工夫できる
叠:マイコンを用いてセンサを読み取り、データを表示することができる
颁:マイコンの基本的なプログラミングができる
顿:マイコンを使えない
【1回目】ガイダンス(デバイスの働きと応用の基础)
【2回目】アナログ回路の基本(抵抗回路网、デスクリート素子)マイコン、基本セットを配布する。
【3回目】アナログ回路の基本(定电圧回路、定电流回路の基本)
【4回目】半导体の基本(接合型半导体?ダイオード)
基本セット内の尝贰顿の动作についてマイコンを用いて确认すること
【5回目】半导体の基本(トランジスタ、惭翱厂贵贰罢)
【自宅実験】マイコンプログラミング环境の整备
【6回目】半导体の基本(光センサ素子)
【自宅実験】尝颁顿キャラクタディスプレイの接続
【7回目】半导体の基本(温度?湿度センサ素子)
【自宅実験】电圧计の製作
【8回目】その他のセンサ素子(トランスジューサ、レーダ素子など)
【自宅実験】温度计の製作
【9回目】増幅回路の基本(トランジスタ回路)
【自宅実験】モーター制御
【10回目】増幅回路の基本(オペアンプ回路)
【自宅実験】未解决课题の実験
【11回目】増幅回路の基本(オペアンプ回路)
【自宅実験】未解决课题の実験
【12回目】制御理论と実装技术
【アクティブラーニング?自宅実験】タッチセンサの开発
【13回目】制御回路设计とマイコンによる制御の実际
【アクティブラーニング?自宅実験】タッチセンサの开発
【14回目】発表会
【アクティブラーニング?自宅実験】タッチセンサの开発?発表会
〇笔叠尝を主体とした教育への取组みに対する支援(笔叠尝教育支援プログラム学内公募)
东京电机大学教育改善推進室では、平成23年度から「学生が主体となって学ぶ」形式を取り入れた、いわゆる「PBL(Problem-Based Learning又はProject-Based Learning)」による教育の開発?運営を「PBL教育支援プログラム」として支援し推進しています。
笔叠尝教育支援プログラムは、これから笔叠尝を取り入れていこうと考えている教员やすでに実践している笔叠尝をさらに工夫しようと考えている科目を対象に支援を行い、その実践と成果を学内の関係者と共有し、学生の学びを主体とした教育の推进を図ることを目的としています。