時代のニーズに合わせた学習意欲を向上させるための 実践的な組込みシステム教育教材の開発
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専攻科特別研究発表。 東京ドロウイング株式会社と共同開発。 現在、石川高専にて45台導入されて授業にて使用中。
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- 1. 時代のニーズに合わせた学習意欲を向上させるための 実践的な組込みシステム教育教材の開発 石川高専専攻科 電子機械工学専攻２年 小島有貴 指導教員 越野 亮
- 3. はじめに 組込み製品開発おけるソフトウェア開発規模の拡大 兆円 4.5 4 3.5 ４兆円を超えるソフトウェア開発費 3 2.5 2 平均成長率は過去5年で15.2％ 1.5 1 0.5 不足する組込み技術者は6万9千人 0 2006 2007 2008 2009 ソフトウェア開発費 経済産業省， 2009年版組込みソフトウェア産業実態調査報告書より
- 4. 開発経緯 石川高専でのこれまでの取り組み Z80ボード １９９３年 LEGOロボット 2005年 PICボード ２００６年
- 5. 現在の教育教材の問題点 学習者の興味関心を得られない教材 LEDやボタンのみなどの乏しい入出力インタフェース マルチメディア処理への未対応 画像や音声などのマルチメディア処理ができない 実社会で主流でない開発環境や開発手法 PIC やZ80 などのマイコンを用いた実際とずれた学習
- 6. Ｅ＋ (E plus) Embedded + Education + Easy 組込み 教育 手軽さ
- 7. Ｅ＋(E Plus)概要 MESボード ルネサスエレクトロニクス SH2 (7084) 80MHz SDRAM：32MByte SDスロット,イーサネット
- 9. Ｅ＋(E Plus)概要 タッチパネル搭載 2.2インチフルカラーLCD
- 11. Ｅ＋(E Plus)概要 温度，照度，可変抵抗，赤外線，距離 各種センサを搭載
- 13. Ｅ＋(E Plus)概要 ブレッドボード領域 拡張用 I/O
- 14. Ｅ＋の特徴 Ｅ＋(E Plus)概要 ① マルチメディア処理対応、学生の意欲喚起できる教材 画像表示プログラム 音楽再生プログラム
- 15. Ｅ＋の特徴 Ｅ＋(E Plus)概要 ② 実社会で主流のCPUやツールによる実践的内容 SuperH SH2ファミリ 統合開発環境HEW
- 16. Ｅ＋の特徴 Ｅ＋(E Plus)概要 ③ ボード１枚で実験まで行える効率的な教育教材 圧電ブザー 可変抵抗 赤外線センサ LED / スイッチ 温度センサ 照度センサ 距離センサ
- 17. Ｅ＋の特徴 Ｅ＋(E Plus)概要 ④ 豊富なマニュアルとサンプルで学習者をサポート スタートアップマニュアル 基本マニュアル 応用マニュアル
- 18. スタートアップマニュアル Ｅ＋(E Plus)概要 ・E+の概要 ・開発環境の構築 ・プログラム転送/実行 （全23ページ）
- 19. 基本マニュアル Ｅ＋(E Plus)概要 ・組込みシステム概論 / マイコン制御の概論 ・搭載モジュール解説 ・サンプルプロジェクト解説 （全34ページ）
- 20. 応用マニュアル Ｅ＋(E Plus)概要 ・応用サンプルプロジェクトの解説 （全13ページ）
- 21. 評価実験 対象：電子情報工学科３年 ３８名 コンピュータアーキテクチャ 事前プレゼンテーション 学生の興味関心をアンケート調査
- 22. 評価実験 • ＡＲＣＳ動機付けモデル – Attention 注意 – Relevance 関連性 教育前 – Confidence 自信 – Satisfaction 満足 教育後 ジョン・ケラーが提唱した動機付けを説明するための理論。 学習者の教育効果を高めるために必要な要素のモデル。
- 23. 評価実験 • ＡＲＣＳ動機付けモデル – Attention 注意 – Relevance 関連性 教育前 – Confidence 自信 A：注意 A1：知覚的喚起 このボードによる応用例は面白いか このボードでできることは予想以上だったか – Satisfaction 満足 A2：探究心の喚起 このボードに好奇心をそそられたか A3：変化性 このボードでできることは変化に富んでいるか R：関連性 このボードの技術は自分に関係のある技術と思うか R1：親しみやすさ このボードは気軽に触ってみたいと思うか R2：目的志向性 このボードでの学習内容は将来役にたつと思うか R3：動機との一致 このボードで学習できる内容を身に着けたいと思うか
- 24. 評価実験 質問項目 従来教材 Ｅ＋ 応用例は面白いか 4.24 4.34 出来ることは予想以上か 3.84 4.24 好奇心を持ったか 3.89 4.21 変化に富んでいるか 3.87 4.24 自分に関係があるか 3.92 4.13 気軽に触りたいか 3.92 4.13 将来役に立つか 4.26 4.26 身につけたいと思うか 4.03 4.26 平均値 4.00 4.23 5段階評価 従来教材に比べて，Ｅ＋の方が高い評価を得た。
- 25. Ｅ＋ Ver 2
- 26. Ｅ＋の改良 モードセレクトスイッチ USBシリアル変換実装 リセットスイッチの実装 利便性・操作性を改善
- 27. まとめ • 時代のニーズに合わせ，実践的な内容を学ぶことが でき，学習者の意欲喚起できる組込み教育教材の開 発を行った。 • アンケート調査によって，学習者の興味関心を高めら れていることを実証した。 • 現在行っている学生の自由演習のサポートを行いつ つ，さらにドキュメントを充実させていく。
- 28. 時代のニーズに合わせた学習意欲を向上させるための 実践的な組込みシステム教育教材の開発 石川高専専攻科 電子機械工学専攻２年 小島有貴 指導教員 越野 亮