2021.04.01
| 开讲学部 | 理工学部/情报システムデザイン学系 |
| 科目名 | センサ工学 |
| 担当教员 | 柏﨑 尚也 |
讲义では、滨辞罢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。
平成29年度、平成30年度に学生1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、実験をものづくりと连动して反転授业を検讨している。平成30年度は笔叠尝(问题解决型)科目として、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。
令和元年度は、教育改善推進室の支援を受けて、学生に十分な部品を提供でき、多様な解決案に対応できることを目的として授業の改善を行った。具体的には、導入部分にProblem Based Learningとして解決可能な課題を独自で解決させるようにし、自宅実習の部分を動画撮影したものをWebClassで報告させた。後半は、Project Based Learningの意味合いを強くし、解決にいくつかの方法が考えられるが実施に困難を伴うものをグループで解決するものとした。授業はアクティブラーニングの手法を用いた。
令和元年度の问题点として、约3分の1程度の学生がついて来られなかったことがある。结果的に大学で自宅実験の教示をすることになった。実験に兴味を示すまでの期间は、完全な反転授业よりもインストラクションを併用した讲义形式が良いのではないかと考えられた。また、最后のアクティブラーニング型の课题について、十分な材料を供给できず、さらに途中にプレゼンを入れるなどの改善が必要と思われた。
(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る予定であったが、学生相互の教え合いを期待していたため、窜翱翱惭を中心とした授业ではグループを适切に分けられないと考えた。授业后半の相谈时间が、ある学生の不具合を私が聴きながら考えさせながら指导するので、それを见ながらさらに质问する学生があり、グループ分けの代替として多少は机能したかと考えている。
(2)Problem Based Learning とProject Based Learningの試み
讲义による知识の取得、授业中実习による不明な点の质疑による知识と実践の连携、自宅実験による自分だけの工夫、失败体験などをベースとして授业を构成している。
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。
後半では、大きなテーマでProject Baseとし、解決方法の相談、設計、試作などを課した。本年は、PID制御を実現させる課題とした。また、成果物は個別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視化した。
?奥别产颁濒补蝉蝉に自宅実験成果を动画で提出またはレポート提出(8回)个人评価
?プレゼンテーション(1回)个人评価
以上の成绩を総合して成绩评価を行なった。
?プレゼンテーションを行なった。
?成果を动画で撮影させ、提出させることで可视的な评価および进度、问题点の把握が可能となった。
2年に亘って本プログラムの支援を受けて、実験科目の笔叠尝を反転授业型にするための検讨を行なってきた。初年度に得られた课题が重要なものであることを再确认し、特に学生に関心を持たせ自主性へつなげる工夫がさらに必要であると感じた。これは、どの科目でも同じであろうが、笔叠尝、特に実験を伴うものには必要不可欠な工夫项目になると思う。この点に関しては、さらに改善していきたいと思う。
昨年度に得られた课题を中心に授业の改善を行なった内容は以下の通りである。新型コロナ対策での窜辞辞尘讲义、通学不可の状态が続いたため、适宜対応しなければならず、「継続的な改善」として知见を深めることが难しかった。
?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。
授业の内容と自宅演习の内容の同期に工夫した。かなりやりやすかったようであるが、欠席したものが授业动画と资料だけでは情报不足のようであった。
?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。
讲义时间を短くして、その后に相谈の时间を设けた。窜翱翱惭経由では回线の関係かもしれないがやりとりが难しく、授业中の质问、相谈は経过とともに减る倾向にあった。
?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。
実际には、フレームワークを书くまでのスキルと问题分析力が足りず(この科目はその力をつける意味もあるので)、相谈、质问に答える中で指导を试みた。
?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。
资料に、プログラム例、回路の写真などを加えてわかりやすくした。
【目的概要】
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) 電子回路の基本を理解し、回路を設計できる。
(2) センサを中心に半導体素子の働きを理解し回路設計に応用できる
(3) 回路を実際に組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(20%)、课题?レポート(80%)
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。
S?A: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
B: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
C: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
D:回路の基本を理解していない
(2) センサを中心に半導体素子の働きを理解し回路設計に応用できる
S?A: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
B: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
C:半导体素子の働きを理解している
D:半导体素子の働きを理解していない
(3) 回路を実際に組み立てることができる
S?A: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
B: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
C:配线図を参考に回路を构成することができる
D: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
S?A: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
B: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
C:マイコンの基本的なプログラミングができる
D:マイコンを使えない
讲义内容(窜辞辞尘讲义に伴い変更を反映したもの)
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。