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  創成教育科目

創成教育科目

創成教育とは

ロボットや自動車や情報ネットワーク等、現代社会で使われる高度なシステムを構築する為には、様々な知識や技術を修得するだけではなく、複数の要素技術を組み合わせて、応用できる能力が必要となります。

   「創成教育」とは、単に知識や技術を習得するだけではなく、将来実社会で直面する未知の問題を解決できる応用能力を身につける為の教育方法です。

PBL:Problem-Based Learning(問題解決型学習)によって、実戦的な課題やプロジェクトに取り組みながら、問題発見能力・問題解決能力・コミュニケーション能力・協調性などを身につけます。

本学科では、他の大学・学科と比較しても非常に珍しい、1年生から4年生まで一貫した創成教育を行っています。

創成教育

物作りプロジェクト(1年前期)   基礎プロジェクト(1年前期)   シミュレーション物理(2年前期)   システム創成基礎実験(2年後期) 
システム創成プロジェクトI(3年前期)  システム創成プロジェクトII(3年前期)  システム創成プロジェクトIII(3年前期)  システム創成プロジェクトIV(3年前期)
超PBLプロジェクトS(3年後期)

物作りプロジェクト(1年前期)

 この授業ではエンジニアリング・デザイン教育の一環として、デザインプロセスを体験します。4人組のチームで協力し、与えられた目的を達成するモノをデザインします。また、デザインしたモノのプロトタイプ(試作)をMindStorms(*)を用いて製作し、その機能を検証します。3Dプリンタやレーザー加工機を使って、独自の部品を製作することもできます。

(*)ロボット等を製作する為のレゴブロックのキット

物作りプロジェクト

基礎プロジェクト(1年前期)

 小中学校児童生徒向けの科学実験テーマの創作に取り組みます。グループに分かれてテーマに関する調査、実験、報告書作成、発表などに取り組むとともに、通常の講義と違い、実際に児童生徒の参加者を募り科学実験教室を開催します。本学学生は理科教育、安全教育や学社連携について学び、指導者としての資質向上を図ります。さらに、参加者である児童生徒に科学に対する関心を高めるとともに、大学生を身近に感じ、大学への進学も含めた幅広いキャリア形成を図ります。
基礎プロジェクト 基礎プロジェクト

シミュレーション物理(2年前期)

  物理現象を表現した方程式を考えます。この様な方程式は微分を含んだ形で与えられることが多く、微分方程式と呼ばれます。本科目では、微分方程式の離散解法 (コンピュータを用いる解法の一つ) や,離散解法を用いて得られた結果をアニメーション等で表現する方法を学びます。また、微分方程式が表す様々な物理現象を視覚的イメージとして捉えたり、実験では観測困難な現象のシミュレーションを行います。
シュミレーション物理

システム創成基礎実験(2年後期)

 各種システムの設計・構築を行う為に必要となるハードウェア系の計測技術を習得します。具体的には、抵抗、コンデンサ、半導体素子等で構成された電気回路を用いた基礎的な実験を通して、計測機器の操作方法、測定データの処理方法、実験レポートの書き方等を学びます。また、四輪車を駆動させるDCモータの出力特性の解析、レーザー光の回折現象を利用した光情報処理といった発展的な実験テーマにも取り組みます。

システム創成基礎実験

システム創成プロジェクトI(3年前期)

   手書き文字の自動識別を扱います。コンピュータにとって、「8」と「B」のように似通った手書き文字をその画像データから判別することは非常に困難です。まず画像を見分ける為の特徴量を決め、多数の画像データからその値を計算して統計的なモデルに当てはめることで、入力された画像を見分けるプログラムを作成します。本プロジェクトでは、手書き文字の画像データの収集から始まり、実験、考察、そしてプレゼンテーションまで行います。これによって、卒業研究の基礎も身につきます。
システム創成プロジェクトⅠ

システム創成プロジェクトII(3年前期)

   「箱にどんな電子回路が隠されているか推定する」、「台車に乗せた振り子を倒立させる」という2つの課題に対して、講義で学習する周波数応答、システムモデリング、制御設計の理論を用いながら解決する実験方法を自ら考え、得られた結果をレポートとプレゼンテーションで表現します。振り子はロケットのように制御しないと倒れてしまう不安定なシステムです。センサーからデータを取り込み、コントローラで計算した値をアクチュエータへ出力するフィードバック制御により、不安定なシステムを安定にできるという制御の醍醐味を実体験します。
システム創成プロジェクトⅡ

システム創成プロジェクトIII(3年前期)

   デジカメで撮影した様々な画像を処理し、識別や特徴抽出などを行います。例えば、車のナンバープレートの数字を識別したり、アナログ時計の針の位置から時間を判定したりします。これらのテーマはグループで自由に設定できるため、受講者はユニークな課題を見つけてその解決にあたります。最後に発表会を開き、得られた結果のプレゼンテーションを行います。毎回、質疑応答も盛んに行われ盛り上がります。自由課題をこなす為の準備は、前半の講義・演習でしっかり行います。
システム創成プロジェクトⅢ

システム創成プロジェクトIV(3年前期)

   ロボカップ(*)に出場したことがあるロボットを用いて、サッカーボールを追いかける移動ロボットの画像処理プログラムと自律動作プログラムを作ります。画像処理プログラムは、ボールを見つけてその位置を計算したり、動いているボールの未来の位置を予測したりするプログラムです。自律動作プログラムは、発見したボールを追いかけたり、予測した位置に先回りしたりする為のプログラムです。自分達で作ったプログラムでロボットが動くことを、確認すると感激します。思った通りにロボットが動いてくれなくて、奮闘することもたまにありますが・・・

(*)自律移動ロボットによるサッカーの大会

システム創成プロジェクトⅣ

超PBLプロジェクトS(3年後期)

 与えられた目標をどのように達成するか(howの追求)というPBLをさらに進めて、問題はどこにあって何をめざせばよいか(whatの追求)から始めて試作品まで完成させる授業です。デザイン思考を意識しながら、プロトタイピングによるものづくり法(アルデュイノなど)やソフトウエア作成法(アンドロイドなど)、また企業などでも実際に解決したい課題を探して解決していきます。何から何まで自分たちで考えるので授業はいつも活気にあふれていますし、完成品を全員で評価する総合報告会では自信に満ちた顔になっています。
超PBL 超PBL

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