理科実験にiPadを活用するiTesterプロジェクト

プロジェクトについて

       

はじめに

 国内の教育現場に iPad 等タブレット端末が普及し始めています。学校の ICT 化の取り組みの中でも、その可能性には大きな期待が寄せられており、その期待に答えるために大阪教育大学では附属学校と連携して、理科教育で iPad ならではの活用方法を開発しました。それが、つなぐだけでiPad をテスターや温度計として使うことができる iTesterです。

iTester

タブレット端末のメリット

 タブレット端末の最大のメリットは表示の自由度にあります。 iTesterではアナログ表示・数値表示(デジタル表示)をワンタッチで切り替えられます。またグラフ表示により値の時間変化を見ることも出来ます。これらの表示機能を使うと、一台で児童、生徒の発達段階に応じて必要とされる表示に対応可能です。

計測画像その1

計測画像その2

計測画像その3

iTester測定ユニット

 iTesterの測定ユニットを使うと、 iPad のドック端子に接続するだけで、誰でも手軽に電圧(±10V、2入力)、電流(±5A、1入力)、温度(-200~1200℃(使用するK型熱電対により測定範囲は異なる)、 2入力)が測れます。電源は iPad から供給されるため、電池の準備は不要です。また、iTesterアプリによりアナログメータのような表示が可能になっています。

 測定ユニットとiPadとの接続はあえて有線としています。その理由は、無線接続のトラブルをなくす、たとえば授業で複数台を用意する際に、 どのタブレットとユニットが対であるか、間違い無く確認できるようにするという観点からです。

 これらの仕様を決めるにあたっては、附属学校の現職の理科の先生がたの意見を取り入れました。

読み取る力を養うアナログ表示

 今日ではデジタル表示の測定器が主流となっています。価格も安くなり、手入れも簡単だからです。しかし、理科の実験では、小学校でも中学校でも、昔ながらの針式で目盛りを読みとる電圧、電流計が使われています。また、温度計も色付きアルコールの膨張を読み取るアナログ方式が主流でデジ タル温度計は教科書に登場しません。

温度表示画像

iTesterアプリでは温度も棒温度計のように表示可能

  デジタル表示機器を使用させる場合に、あらためて留意しなければならない点があります。それは数値の感覚を身につけるには相応しくないという点です。一方、アナログ表示では、数値の大小関係が表示に自然と含まれています。

  それ以外にもアナログ表示ならではの特性があります。たとえば、電流計では電池の向きを変えれば、針が反対に動くことから、電気の流れには向きがあることを、小学生でも直感的に理解できます。発電機の回す速さを変えれば、連続的に針の動く速さは変わることがみて取れます。

手回し発電機の画像

iTesterに手回し発電機をつないだ実験

今後の課題と発展

 iTesterアプリと測定ユニットの開発が一段落しましたので、現在は利便性の向上と開発段階では気づかなかった問題点の抽出を附属学校の教室で行っています。また教科書に取り上げられている実験へiTesterを利用するための実践的な手引きを作成しています。

 さらにタブレット端末ならではのアクセシビリティ機能を生かし、これまでの測定装置では実験が困難であった支援学校での理科実践の方法を検討しています。拡大表示や反転表示、読み上げ機能を使うことで、視覚に障がいがある方でも理科実験を楽しめるようになると期待しています。