影森 徹 (カゲモリ トオル)

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所属

附属機関・学校 本庄高等学院

職名

教諭

 

特定課題研究 【 表示 / 非表示

  • 高等学校物理教材としての放射線検知器の開発

    2013年  

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    これまでに,高校物理の授業で活用できる種々の放射線探知機などを製作し活用してきた。今回は,現在社会問題になっている海底や湖底に採石した放射性物質からの放射線をどのように調べるかを知らせるべく,画像認識により自律航行ができガンマ線検知器を搭載した無人型潜水機(autonomous underwater vehicle: AUV)による水底堆積物のガンマ線量を測定する装置を開発したので,以下に装置の概要を述べる。1.   機体本体安価かつ変更拡張を容易にするという2つの点を実現するために下水管用の塩ビパイプやキッチン用のプラスチックボール,本棚用のアルミパイプなどを使用した。また、船体の外装には,様々なインターフェースを用途に合わせて自由に装着できるように船体の両側にアルミのレールパイプを使用した。防水には各接続部にシリコン製のゴムでできたオーリングを使用し、コネクター部分には防水コネクターとエアコンのダクト用のコーキング材を使用した。加えて水中で船体を中性浮力に保つため、船体の外部に浮力材を取り付けた。2.   電源ニッカドやニッケル水素電池よりも軽量で容量が大きく、高い電圧が得られるため、リチウムポリマー二次電池Z80004S-30-ZIPPY Flightmax 8000mAh 4S1P 30Cを使用した。3.   モータースクリューを回すモータには、防水加工をせずに水中で使用でき、寿命が長く、エネルギー効率が良いという点から三相ブラシレスモーターTurnigy D3548/6 790KV Brushless Outrunner Motorを使用した。モータードライバーにはTurnigy TrackStar 1/10th Scale 60A Car ESC Versionを使用した。このモータードライバーは本来ならば冷却ファンによる冷却を行うが、今回は冷却効率を向上させるため水冷式にした。その為、冷却ファンを取り外し、熱収縮チューブとシーリングにより防水加工を施して機体の外部に取り付けた。4.   コンピュータ種々のプログラムを動かすコンピュータは,小型で省電力設計された高性能コンピュータである、ベアボーンキットIntel NUC DC3217IYEを使用し,OSはWindows 7 Professional 64bit SP1を使用した。5.   センサーセンサーは機体の傾きや方角を検出するために、3軸ジャイロセンサー、3軸加速度センサー、3軸コンパスと複雑な9軸MotionFusionアルゴリズムを処理できる慣性計測装置MPU-9150を搭載した。センサーとコンピュータとの通信はArduino(Arduino Uno)を使用した。6.   プログラム画像認識ソフトとしてOpenCV(ver2.4.3)を用いた。言語はC++やC#を用いた。7.   放射線測定器放射線の測定を行うため、シンチレーター(LUDLUM 44-10)を防水加工したものを機体の外部にとりつけ、機体内部に高圧電源と初段アンプを装備した。アンプからの信号は機体内のコンピュータにマイク端子から入力し録音機能によりデータを保存した。そのデータを測定後に読み取り、表計算ソフトで分布図を作成した。その結果,実験用のプールの底に置いた放射性物質からのγ線を測定することに成功し、当初計画していた海底や湖底で放射線測定の方法を教材化することができた。 

  • 高大一貫教育校での高等学校物理のあり方

    2002年  

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     高大一貫教育校での高等学校物理には大きく分けて2つの役割がある。ひとつは日本国民としての一般教養として、もうひとつは専門教育の準備段階としての物理教育がある。この一見すると全く性質の違うように見える教育は、実は多くの場合目指すところは科学的なものの見方考え方ができるようになることであり、2つの違いはその中で使われている数学の程度や扱う事象の差くらいでしかない。 そこで本研究ではアメリカの教育学者ジョーセフ・S.レンズーリの提言するSEM理論である「ハイタレントな生徒への教授方法はすべての学校教育で応用することができる。」ということを念頭に置き、本学院で実際に取り組んでいるハイタレントのための補習授業の研究が、一般教養として物理を学んでいる生徒にとっても効果的に利用できることを検証した。 対象としたハイタレントな生徒は1年生の理科系進学希望者40名であり、放課後の補修と言う形を取った。この補習授業は数学と理科と恩コラボレーション型授業の形態をとり、数学で得た知識を理科で活用するといった連携を図った。特にその授業の中で行った探求型の教材は少し頑張れば大きな発見や感動が得られるものを選び、達成感が得られるものとした。また、その探求活動の成果を発表させる機会を持つことにより、自分自身の学習の深度を深められ、将来の学部選択へも好影響を与えることがわかった。 また、理科系学部進学者のための基礎力要請方法なども模索し、大学へのスムーズな連携法も模索した。

  • マルチメディアを活用した高等学校物理テキストの製作

    2001年  

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    1.はじめに 物理の授業で、市販のシミュレーションを種々の場面で活用してきたが、疑問に思うことがあった。今、画面に描かれている線は、果たして理論に忠実に描かれているのか、忠実であるとしたらどのような式が使われているのか。そのことを生徒に理解させずに使用することは単に理解したつもりにさせているだけなのではないか。 そうは言っても以前は、プログラム言語を教えることから始まり、シミュレーションを作れるようになるためには長い時間が必要だった。 しかし、現在ではコンピュータの処理速度やアプリケーションソフトの操作性も飛躍的に向上し進歩している。それらを活用すれば、特別に高度な知識を持たなくとも、学習効果の高いシミュレーションを生徒が自分自身で、すべての動きを理解した上で、しかも短時間に作れるようになったのである。 このように技術の進歩を追い風にして、数年前から表計算ソフトでのシミュレーションを授業時間中に生徒に作らせる実践をした。2.シミュレーションにEXCELを選んだ理由プログラミング専用ソフトではなく表計算を使用する理由を以下にあげる。・全校の生徒が必ず学習するアプリケーションである。(本校では1年の数学の授業で扱う。)・学校だけにある特別なソフトではなく、家庭にあるほとんどすべてのパソコンに入っている。・画面上で、計算結果が時々刻々変化していく様子が一目瞭然であり、パラメータの変更も容易である。・シミュレーションの核をなす計算式が容易に入力・変更できる。(時間が変化する場合)・簡単なマクロ(FOR・・・NEXT文など)で短時間のうちにシミュレーションが完成する。(複雑なもので2時間、簡単なものでは1時間程度)・作成したシミュレーションは他の会社の表計算で互換性がある。・デザイン面のみならずシミュレーション自体にも生徒の創意工夫を活かすことができる。 しかし、この表計算で作ったシミュレーションは万能ではなく、より複雑なものは他の方法で考えたほうが良いことは言うまでも無いが、授業中に生徒が簡単に作れること、式を眺めていただけでは解らなかった動きが即座に理解できてしまうことなどを考えると導入する価値は充分あると考えられる。 また、実験とデータ処理とシミュレーションという理想的な組み合わせを可能にすることができ、学習効果も高まったと考えている。 実験でデータを取り終わってからも能動的に動く学習のスタイルは今までには経験しなかったものでもあり、放課後も残ってコンピュータにむかう姿も多く見られるようになった。3.シミュレーションの製作例 このような考えで作ったシミュレーションの中の一部を以下に挙げ今回実際に走らせてみる。ほとんどのシミュレーションは動きのあるものであるが、いくつかは動く必要のないものもありあえて静止画にした。・等速直線運動・モンキーハンティング・円運動・正弦波の伝播・波紋の広がり(3D)・波の重ね合わせ・リサージュ図形

海外研究活動 【 表示 / 非表示

  • 理系分野に主眼を置いたブロードバンドを活用した国際交流の研究

    2009年04月
    -
    2010年03月

    ニュージーランド   Saint Kentigern College