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ホーム火星移住計画と太陽系ツアーをテーマにした課題解決型授業
SDGsの分類
研究テーマ
自然科学
学科の分類
工学部一般教育科

火星移住計画と太陽系ツアーをテーマにした課題解決型授業 授業名:宇宙・地球・生命-探究演習(PBL)の紹介

工学部

一般教育科

半導体物性デバイス研究室

藤元章 准教授

PBL宇宙地球生命

[概要] 大阪工業大学の工学部では,PBL(ProblemあるいはProject-Based Learning)を基軸とした教育カリキュラムを実施している。1年次では各学科の専門分野に関連した課題の実験・実習的なPBLを行い,2年次生には物理学,地球科学,生物科学の分野横断型PBLを提供している。2015年度から2018年度まで「火星移住計画」を題材にして進めてきた。そして, 2019年度からは,火星の枠を飛び出して,「太陽系ツアー」をテーマにしたPBL型授業を進めている。

本授業の担当教員

小島 夏彦 (工学部 一般教育科 生物)

田中 淳 (工学部 一般教育科 地学)

鳥居 隆 (ロボティクス&デザイン工学部 システムデザイン工学科 物理)

谷 保孝 (工学部 一般教育科 地学)

三橋 雅子 (工学部 一般教育科 生物)

長谷川 尊之 (工学部 一般教育科 物理)

天の川

授業の流れ

本授業では,工学部の様々な学科の学生数名を1チームとし,チームによる話し合い学習を行う。話し合い学習の中に様々な仕掛けを入れ,KJ法,ジグゾー法,コンテキストマップなどを用い,学生には話し合い学習が効率よくできるように工夫を行っている。このような話し合いの過程を経て,最後の成果発表に向けて,学生はチーム議論を進めていく。火星移住計画のテーマの場合,学生が取り組んだテーマの例として,「火星への着陸」「火星のベース基地のアリの巣構造」などが挙げられる。また,太陽系ツアーでは,水星,金星,月,火星,木星,土星などを学生はツアー先として候補に挙げている。火星では,「オリンポス山とマリネリス峡谷の高低差ツアー」や「火星の夕焼けの観察」などが企画された。多くの衛星をもつ木星では,イオやエウロパなどの「木星の衛星ツアー」が企画された。

火星
木星
土星

謝辞

写真はすべて笠原広和氏の提供による。厚く御礼を申し上げる。

論文

「火星移住計画と太陽系ツアーをテーマにしたPBL型授業」(2019)藤元章『日本物理教育学会誌 物理教育』67(4)p.261-265.

研究者INFO: 工学部 一般教育科 半導体物性デバイス研究室 藤元章 准教授

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培養骨格筋の機能的アッセイ技術

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溶液塗布熱分解法を用いた酸化物半導体・誘電体薄膜の作製

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重弘 裕二

遺伝的アルゴリズムに基づく鉄道ダイヤの生成自動化

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加瀬 渡

インタラクタを用いた線形制御系の解析・設計

追従制御系を構成する際、制御対象の伝達関数に対して、その逆数を前置補償器として用いる方法が考えられる。この補償器は微分器を含み、その部分をインタラクタという。一入出力系では、インタラクタは伝達関数の相対次数を有する多項式とすればよい。しかし、多入出力系においてはインタラクタは多項式を要素とする行列になり、伝達関数の相対次数以外に、そのパラメータにも依存するため導出も難しい。本研究では、出力数が入力数よりも多い系に対してインタラクタに関連する様々な問題、例えば特異な重みを有するLQ問題の解の陽表現、最大非可観測化問題、状態フィードバックにより逆インタラクタ化、不変零点の計算法などを考える。

島野 顕継

高等学校普通教科「情報」の質向上を目的とした教材及び シラバスの作成

文部科学省高等学校次期学習指導要領解説情報編(平成30年度改訂)では,情報分野を学ぶ上で専門的な知識に触れ,それがどの様な仕組みであるかを知るための教育を重要視しているが,内容を詰め込み過ぎて現場の疲弊を生じさせかねない内容となっている.本研究では情報の科学的な理解を深め,情報分野に対する興味・関心を引き出すことをねらいとする高等学校情報科科目「情報I」で実際に活用でき,特定の環境を用意できる現場を助ける教材開発及びシラバスの作成を行った.

本田 昌昭

地域資源の活用による都市・地域更新の手法

 現在、日本は拡大・成長の時代から、縮小・成熟の時代へと突入したと言える。もはや、スクラップ・アンド・ビルドによる都市更新の時代ではない。本研究室では、これからの時代における都市更新の手法について研究を行っている。身の回りに多く蓄積された「建築ストック」の活用を前提とし、さらには、成長の時代に蔑ろにされながらも命脈を保っている「地域性」を発見・増幅することによって、これからの「共同体」のあり方についても研究・提案を行っている。

小林 弘一

レーダ画像からレーダ断面積とアンテナパターンが評価できる?!

電気長の非常に大きな物体のレーダ断面積、アンテナパターンの計測は困難を極めます。このため、物体近傍の散乱電磁界を計測し、逆合成開口による画像処理後、遠方電磁界を数学的に評価する方法を確立、提案しています。

小林 弘一

レーダ画像から物体の誘電率が分かる?!

地球上の殆どの物体を占める誘電体の誘電率情報はあらゆる分野での基本量です。通常は伝送線路内に小試料を充填し、その前後の変化から誘電率を算出します。問題は木などの空間内に誘電体が分布している場合、どう計測するかです。これに対し、レーダ画像位置の変位と物体の誘電率の関係に着目した新しい計測法を考案しました。壁などの均一に材料が配分されている場合(図2)は材料の誘電率分だけ、空間内に分布している場合(図3)は等価的な誘電率分の位置が変位します。誘電率(水分)と森林バイオマスの相関より、地球規模の環境計測にも応用性があります。

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