木村尚研究室<北海道科学大>のブログ

北海道科学大学(2014年4月に北海道工業大学から改名)の工学部・電気電子工学科および北方地域社会研究所(RINC)の木村(尚)研究室のブログです。

2018/11/4(日) 札幌市青少年科学館において「科学"大"実験ブース」を開催しました

2018/11/4(日),厚別にある札幌市青少年科学館において「科学“大”実験ブース」を開催しました。

このイベントは,文部科学省の「地(知)の拠点大学による地方創生事業(COCプラス)」の一環として,北海道科学大学が札幌市青少年科学館との共催で昨年度から開催しているものです。

 

f:id:NaoK:20181106134527j:plain f:id:NaoK:20181106134800j:plain 
f:id:NaoK:20181106140403j:plain f:id:NaoK:20181106140351j:plain 
f:id:NaoK:20181106134922j:plain f:id:NaoK:20181106135902j:plain

 

当日は,私を含む本学の教員4名が学生たちと一緒に,会場で子供たちと実験や工作を行いました。

  • 風力発電器工作
    担当教員:電気電子工学科 木村 尚仁教授​

  • 綱引きの科学
    担当教員:理学療法学科 春名 弘一講師,佐藤 洋一郎講師
     
  • 巧みに身体を動かすためのトレーニングの科学
    担当教員:理学療法学科 春名 弘一講師,佐藤 洋一郎講師
     
  • ダンボール空気砲でガオーを狙え
     マグデブルグの半球って何だ? 他にもあるよ!
    担当教員:機械工学科 平元 理峰准教授


私は工作ブースにて,当ゼミ電気電子工学科4年の早川君,五十嵐君,上野君,西田君,1年の芳賀君とともに,今回が初ネタおろしとなる「ふ~りょく発電器」工作を担当。モータにプロペラを取り付け,吹いて回すとLEDが光るというものです。
当日はクリッカーを使いながら,発電やLEDの科学について学びながら工作を行いました。

f:id:NaoK:20181106140247j:plain f:id:NaoK:20181106140130j:plain

f:id:NaoK:20181106140322j:plain f:id:NaoK:20181106140414j:plain

昨年は当研究室の定番テーマである,ビー玉を振ると発電してLEDが光る「フリフリ発電器」作りを行いましたが,リピーターも多いであろうと思われることから,思い切って新ネタに挑みました。結果として大成功だったと手応えを感じました。
この工作は,電気のプロが実際に使用するワイヤストリッパや圧着ペンチ,スリーブを使います。ちょっと難しい作業になりますが,その分,子供たちも同伴の保護者の皆さんもちょっと苦労しながら,関心を持って作製を楽しんでくれている様子です。

f:id:NaoK:20181106142015j:plain f:id:NaoK:20181106141913j:plain


この工作を1回約40分で計5回実施。毎回ほぼ満員で,子供たちは68名,保護者は28名が参加してくださいました。みんな,やや苦労しながらも全員が見事完成!
なおこの本学によるイベント全体では,子供が171名,保護者は96名が参加,大盛況となりました。

参加してくださった皆さん,アシスタントを務めてくれた学生諸君,どうもありがとうございました。

f:id:NaoK:20181106140424j:plain f:id:NaoK:20181106140439j:plain

 

[ 写真提供協力/芳賀 和輝 君 (電気電子工学科1年) ]

 

猿払村で2018年度の「親子で一緒に工作教室」を実施しました。

本学と地域連携協定を結んでいる猿払村に今年も呼んで頂き,2018年7月29日(日)に公開講座「親子で一緒に工作教室」を実施してきました。夏休みに入った小学生の親子で,ともに科学を学びながら工作を楽しんでもらおうという企画です。

会場は昨年落成したばかりの猿払村の新しい地域交流施設である楽楽心(ららはーと)。今年1月に遠隔会議システム UCS を使って,ここと本学実験室を結んで遠隔での科学工作講座を行いましたが,実際にここを訪れるのは初めてです。

f:id:NaoK:20180817000540j:plain

 

なお今回は猿払村の担当者からのリクエストで,今まで猿払ではやったことのない新ネタでとのご要望。そこで,以前に大人向けにはやったことのあった 「フォトミン」を作ることにしました。

ロシアのテルミン博士が発明した,世界初の電子楽器と言われている「テルミン」。フォトミンとはその光動作版です。当研究室では2004年に最初のフォトミンを作製。その後,マイコンを利用したものなど,いくつかのバージョンの「フォトミン」を作ってきましたが,今回はその内のタイマーICの555 を利用したバージョンを一緒に工作します。

 

前日に打ち合わせを行った上で当日の朝,楽楽心スタッフ,教育委員会の方々,また今回同行した本学地域連携・広報課の石川さんらと会場設営,準備を行いました。

そして10:00,参加者を迎えて教室をスタート。挨拶や大学の紹介などのあと,まずは工作のための簡単な準備作業を通して,アイスブレイク & ウォーミングアップを行います。

 

f:id:NaoK:20180817000641j:plain f:id:NaoK:20180817000852j:plainf:id:NaoK:20180817001040j:plain f:id:NaoK:20180817001124j:plain

ここで工作作業を進める前に,この工作に用いる電子デバイス,入射光量により電気抵抗が変化するCdS(硫化カドミウム)セルや,電圧によって振動する圧電素子(ピエゾ素子)などの科学について,参加の子供たちや保護者の皆さんとクイズを交えたやり取りしながら,またデモ実験も行いつつ学んでいきます。

 

f:id:NaoK:20180817001323j:plain f:id:NaoK:20180817001429j:plainf:id:NaoK:20180817001616j:plain f:id:NaoK:20180817001658j:plain

 

その後,改めて工作開始。ミニブレッドボード上に,まずはマジックで印を付け,IC,抵抗,コンデンサ,ボタンスイッチ,CdS,圧電スピーカを配置,またジャンパワイヤで接続していきます。皆さん,親子で協力しながら,またスタッフの皆さんのサポートを受けながら,楽しみつつも真剣に作って行きます。

 

f:id:NaoK:20180817002138j:plain f:id:NaoK:20180817002040j:plainf:id:NaoK:20180817002250j:plain f:id:NaoK:20180817002321j:plain

 

開始から1時間半くらいで,次々に完成。「音が出ない」という人も何人かいましたが,見せてもらうと,部品の場所やワイヤを繋ぐ箇所がちょっとずれているなどが原因でした。最後には全員が見事に完成。スイッチを押しながら手をかざして,音程が変わる様子に喜びの声が上がっていました。

 

f:id:NaoK:20180817002452j:plain f:id:NaoK:20180817002531j:plainf:id:NaoK:20180817002610j:plain f:id:NaoK:20180817002656j:plain


参加者の皆様からのアンケートを見ると,子供たちと保護者の皆様合わせ,全員が満足してくださったようです。
なおアンケート集計の詳細は,近日中にまとめて紹介致します。

ご参加頂いた小学生や保護者の皆様,企画および当日のお手伝いを頂いた職員の皆様,ありがとうございました。

 

なおこの講座の様子については,「日刊宗谷」が8/3に,「北海道新聞」の留萌宗谷版が8/12に記事を掲載してくださっています。

 

当研究室ではご要望があれば,小学生向け,中・高校生向け,あるいは大人向けなど,様々な形での科学モノづくり講座のリクエストにお応えます。プログラミングとモノづくりを合わせたテーマも扱っています。
ご希望の方は是非ご相談ください。

 

 

わくわく・どきどきサイエンスキッズを開催しました!

(※ 2018/08/11,参加者アンケート結果について付記しました。)


2018/07/22(日),北海道科学大学を会場として北区・西区・手稲区に住んでいる小学4・5年生を対象に「わくわく・どきどきサイエンスキッズ」を開催しました。

この講座では私と5名の3年学生の指導,札幌市子ども会育成連合会の皆様のご協力のもと,「LEDミニランプ作り」を行いました。

 

これは札幌市のお子さんを対象に様々な事業を行っている,札幌市子ども会育成連合会が主催の行事で,初めての大学とのコラボレーションとしての取り組みとのこと。募集定員を遥かに越える応募を頂き,抽選で選ばれた子供たちと同伴の保護者の方々を対象に,午前と午後の2部で実施しました。
なお今回の実施に当たっては,札幌市小学校長会、北海道工学教育協会、電気学会北海道支部、電子情報通信学会北海道支部、応用物理学会北海道支部よりご後援を頂きました。ご協力に感謝申しあげます。

 

当日の様子について,札幌市子ども会育成連合会のスタッフの方が会のホームページに記事を書いてくださいましたので,是非ご覧ください!

→ 【北・西・手稲区】わくわく・どきどきサイエンスキッズが終了しました!
  (札幌市子ども会育成連合会)

 

 

f:id:NaoK:20180802004922p:plain 

f:id:NaoK:20180802005853p:plain f:id:NaoK:20180802005033p:plain f:id:NaoK:20180802005116p:plain f:id:NaoK:20180802005144p:plain  

 

なお,参加者のアンケート結果は次のとおりです。 (2018/08/11 付記)
参加者の皆さん,大変満足してくれたようです。また,学生や私の対応も高く評価して頂けました。
さらに難易度ですが,「とても簡単だった」が30.0%,「簡単だった」が35.7%,「ちょっと難しかった」が34.3%,「とても難しかった」が0.0%。簡単すぎる経験は結局身につきません。ちょっと難しいけれど楽しかった……と思って貰えるのが,当方のめざすところ。丁度よい結果だったかと受け止めています。

f:id:NaoK:20180811231632p:plain

 

また,北海道科学大学サイトのNEWS TOPICSや,電気電子工学科ブログにも記事が載せてあります。こちらも合わせてご覧ください。

 

 

瀬谷ルミ子氏 特別講演会「世界の紛争とテロの防ぎ方 ~紛争地での取り組みと日本からできること~」開催のご案内

北海道科学大学では,3年ぶりに瀬谷ルミ子氏の特別講演会を開催します。
現在,参加申し込みの受け付け中!
皆様,是非ご参加ください。(聴講には事前登録が必要です。)
 

【講演タイトル】
「世界の紛争とテロの防ぎ方」
 ~紛争地での取り組みと日本からできること~
 
【概要】
瀬谷ルミ子氏は、アフリカ・シェラレオネや、空爆された後のアフガニスタン武装勢力の間に入って、話し合いで武器を放棄させる交渉をしてきました。
彼女は日本政府や国連から名指しで依頼を受けて、世界各国でこのような平和構築の仕事を行うプロフェッショナルです。
2011年にはニューズウィーク日本版で「世界が尊敬する日本人25人」に選ばれました。
瀬谷氏は24歳で国連ボランティアに抜擢され、27歳にはすでにアフガニスタンカルザイ大統領から助言を求められるまでになりました。
「世界の紛争も、日本社会の問題も、自分の人生だって行動しなければ何も変えられない。
私たちは努力さえすれば状況を変えられる社会に生きている」と力強く語り、実行してゆく彼女の姿は、閉塞感の漂う日本で将来への希望を見失っている若者に、眩しく写るのではないでしょうか。
 
現在、彼女は、JCCP(日本紛争予防センター)理事長として活動しています。
活動地域は、ケニア南スーダンソマリア、トルコに及びます。
ケニアの貧困地域や南スーダンでは民族対立を和らげて紛争の前に火種を消してゆく、いわば「紛争の予防」の仕事を、ソマリアでは国内避難民の支援と雇用創出を、トルコではシリア難民の支援を行なっています。
今回の講演では、それらの中から、紛争の予防に関するお話をお聞きします。
 
【日 時】
平成30年7月13日(金) 17時00分~18時30分
【会 場】
本学A棟(北海道科学大学講義棟)3階 A312講義室
学生・教職員のみならず、一般の方も無料で聴講いただけますので、是非お越しください。
定員150名
 
【予約の方法】
聴講には事前登録が必要となります。
希望される方は、北海道科学大学全学共通教育部 小川直久 教授
【TEL:011-688-2291】または【Email:ogawanao@hus.ac.jp】まで、
氏名、住所(区名まで)、電話番号をご連絡願います。
その際に受付番号をお知らせします。
 

北海道科学大学 NEWS TOPICS 記事

特別講演会「世界の紛争とテロの防ぎ方~紛争地での取り組みと日本からできること~」を開催します|北海道科学大学

f:id:NaoK:20180704223617p:plain

アート系学生向けモノづくりプログラミング講座を実施しました!

2018年3月8日(木),北海道教育大学岩見沢キャンパスにて,アート系学生さんを対象として「モノづくりプログラミング講座」を実施しました。


これは科学研究費による研究プロジェクト
融合分野におけるモノづくり人材育成のためのフィジカルプログラミング学習法開発
の活動の一環として実施したもの。プロジェクトメンバーは私自身も含め,次の4名です。

木村 尚仁 教授 (代表者)
北海道科学大学 工学部 電気電子工学科/北方地域社会研究所

伊藤 隆介 教授
北海道教育大学 教育学部 芸術・スポーツ文化学科

碇山 恵子 教授
北海道科学大学 未来デザイン学部 人間社会学科/北方地域社会研究所

小島 洋一郎 教授
北海道科学大学 工学部 電気電子工学科

 

今回の講座は,電子工作&プログラミング(フィジカルプログラミング)によるSTEM教育,あるいはSTEAM教育を進めていくための基盤となる取り組みです。なお,「A」はアートのA。芸術系をはじめとする幅広い分野の学生の皆さんにまずフィジカルプログラミングを経験して頂くため,またそれを通して,彼らを対象とする学びの場の設計を検討していく上での基本的な知見を得るため,北海道教育大学の芸術系分野の学部生,大学院生などの計6名の皆さんにご参加頂き実施しました。学内行事の関係で,若干少な目の人数ではありましたが,参加してくれた皆さんは大変熱心に取り組み,大いに楽しんでくれた様子でした。
なお会場には,隆介先生の映像研究室のスタジオというか,工房というか……を使わせてもらいました。


f:id:NaoK:20180311092109j:plain f:id:NaoK:20180311092126j:plain

f:id:NaoK:20180311095558j:plain f:id:NaoK:20180311095719j:plain 

当日,12:30頃に会場にプロジェクトメンバー4人が集合。全員で会場設営,機材セッティングなどを行っている内に受講生の皆さんも次々に集まり,13:00には予定通りスタートしました。

スタッフ紹介,趣旨説明をちょっとだけ話して,まずは今回作製するオリジナル電子楽器「フォトミン」(ver.3.0 Mbed LPC1768版)に利用されている科学,技術,工学について,デモ実験を混じえながら解説します。ちなみにフォトミン(Photomin)とは,ロシアのテルミン博士が作った世界初の電子楽器と言われているテルミンの光版。手をかざすことで音程と音量を調整して音を鳴らし,また音に従ってLEDが光ります。

f:id:NaoK:20180311100247j:plain f:id:NaoK:20180311100329j:plainf:id:NaoK:20180311102149p:plain f:id:NaoK:20180311102348j:plain

そしていよいよ工作開始。まずはフォトミンの回路をブレッドボード上に作っていきます。マイコン(マイクロコントローラ)として Mbed LPC1768,CdSセル,RGBフルカラーLED,圧電素子を使います。
またお湯で熱すると柔らかくなるプラスチック粘土をLEDに被せ,モノとしては完成です。


f:id:NaoK:20180311102436j:plain f:id:NaoK:20180311102649j:plainf:id:NaoK:20180311111202j:plain f:id:NaoK:20180311103955j:plainf:id:NaoK:20180311104953j:plain f:id:NaoK:20180311105702j:plain


回路ができたところで,今度はプログラムを作っていきます。Mbedは,専用サイトに登録さえすれば一般的なブラウザ上でプログラム作成が全てできてしまうので,このような講座で体験してもらうには大変便利。もちろん性能も充分なマイコンです。

f:id:NaoK:20180311104746j:plain f:id:NaoK:20180311104817j:plainf:id:NaoK:20180311110423j:plain f:id:NaoK:20180311104916j:plain


開始から2時間ちょっと,15:00過ぎに全員が見事完成!
最後に全員での記念写真撮影で締め括りました。

参加者の皆さんからは,是非次回もやって欲しいとのリクエストを頂きましたので,それを真に受けて(笑),4月以降に第2段を開催することをお約束しました。乞うご期待!

f:id:NaoK:20180311112647j:plain f:id:NaoK:20180311112220j:plain f:id:NaoK:20180311113137j:plain f:id:NaoK:20180311113229j:plain

 



 

札幌市立前田小学校で出前授業を行いました。

今年度,本学のご近所の札幌市立前田小学校からご相談を頂き,6年生の理科の「電気の利用」について出前授業を行うことになりました。

まず事前に何度か小学校を訪れ,担当の北本先生にお話を伺って,打ち合わせを行いました。今回は,先生が行われた授業の中で,実は子供たちに疑問が残っているらしきことがあるし,また学んだ内容をさらに深掘りしたいことについて話をして欲しいとのリクエストでした。そこで相談の結果,今回は

(1)発電を行う様々な方法
(2)LEDはなぜ光る
(3)コンデンサーってどうなってる?
(4)電気で何ができるの?

について,デモ実験を混じえて授業を行うことにしました。


2018/02/26(月)当日の朝,3年の新ゼミ生の内から今回授業でアシスタントを務めてくれる,伊藤君,猩々君,西田君の3人と,直前の確認,打ち合わせを行い,機材と一緒に学校に向かいました。
学校到着後,会場である理科室に入り機材をセッティングし,子供たちの来室を待ちます。

f:id:NaoK:20180304211635j:plain f:id:NaoK:20180304211646j:plainf:id:NaoK:20180304235255j:plain f:id:NaoK:20180304212306j:plain 


10:45,授業開始。
まずは挨拶,自己紹介。その後,今回も授業内でクリッカーを使うので,アイスブレイク代わりの練習として,定番のジンギスカンの質問に答えてもらってから本格的に授業を開始します。

f:id:NaoK:20180304223723j:plain f:id:NaoK:20180304224007j:plain


まず様々な発電方法について,主な科学的な仕組みの違いごとに代表例を上げて解説を行います。今回は,電磁誘導,乾電池,リチウム電池,水の電気分解とその逆反応の実験を見せて,子供たちに考えさせながら科学解説を進めます。デモ実験の実演は主にウチの学生たちが担当。初めてとは思えない手際の良さだぞ!

続いて1コマ目後半は,LEDについて。今,身の回りにもたくさんあるし,理科の授業の中でも良く使われるLEDですが,そもそもなぜ光るのかについて,豆電球との比較の実験を行いながらその科学的なしくみを学びます。

ここで一旦休憩をはさみ,2コマ目の前半は「コンデンサーってどうなってるの?」がテーマです。理科の授業,実験では結構コンデンサーを使っているそうなのですが,そもそもどうして電気を貯めることができるのか,中身はどうなっているのかを子供たちに伝えたいとのこと。まずは薄いプラスチックシート(要するにOHPフィルム)をアルミ板で挟んだ簡易コンデンサーでLEDを光らせます。一瞬だけど。
これについて科学的原理を解説し,実際に電解コンデンサーを分解した中身を皆さんに見てもらいました。また静電容量を応用しているスマホタブレット端末のタッチパネルのしくみについても,ちょっとだけ紹介。

最後は電気の応用。そもそも光らせるとか動かすとはともかく,例えば「電気が音を鳴らす」とはどういうことなのか,子供たちの頭の中では結びつきづらいとのこと。そこで,実際に電気(電圧)の変化が圧電素子を振動させ音になる様子を,実験しながら学びます。また逆に,圧電素子を使って発電できることを,オシロスコープを使って観察し,そして持参した当研究室定番の「フリフリ発電器」の見本を皆で振って,LEDが光る様子を体験してもらいました。

f:id:NaoK:20180304234839j:plain f:id:NaoK:20180304234538j:plain f:id:NaoK:20180304234609j:plain f:id:NaoK:20180304235001j:plain


さらにもう一つ,ペルチェ素子に電圧を掛けることで温・冷を作ることができることを見せ,逆に温度差で発電してプロペラが回ることを,子供たちに体験してもらいました。

若干,授業時間をオーバーして給食時間に食い込んでしまって申し訳なかったのですが (^_^;),児童の皆さんが授業を楽しみ満足してくれた様子で,12:30頃に無事終了。
再び学生らと撤収作業を行い,大学に戻りました。
 
その日の内に先生からメールを頂き,「科学に興味のある子が多いクラスですので、あの後、発電について意見を交わしていました。」とのこと。これは素晴らしい!
先生の普段からのご指導の賜物だと思いますが,そこにこのように寄与できたことは,私達としても大変嬉しいことです。

なお今回の授業の様子については,前田小学校のホームページでもご紹介頂きました。

f:id:NaoK:20180304234248j:plain

札幌市立前田小学校-ニュース - 子どもたちの活動 -

ニュースに載せて頂きありがとうございました。

今後もお隣さんとして,前田小学校の教育のお手伝いをしていきたいと考えていますが,他の学校についても,リクエストを頂ければできる範囲でどんどんお手伝いさせて頂きたいと思っています。関心のある方はご遠慮なくご相談ください。


猿払村と北科大実験室を遠隔会議システムで結び「みんなで一緒に工作教室」を実施しました。

(※ 追記:2018/02/18,参加の子供たちからのアンケートの集計結果と,
  質問への木村尚からの回答を,追加で記載しました。)

 2018年1月10(水),猿払村の地域交流施設「楽楽心(ららはーと)」と本学電気電子工学科のデジタル第1実験室の「新・まねびシステム」とを遠隔会議システムで繋いで,小学生を対象とした,猿払村UCS生きがい学習「みんなで一緒に工作教室」を実施しました。

これは昨年の2017年1月10日(火)に実施した遠隔科学工作講座の第2弾。今回も遠隔会議システム UCS(リコー製,P3500)をインターネット経由で接続。お互いの様子をリアルタイムで見て会話しながら,一緒に工作を行いました。

猿払側では,小学生の子供たち16人が参加。また役場の皆さん等がサポート役を務めて下さいました。一方,本学実験室側には私(木村尚)が講師としてカメラの前に座っています。

 

 f:id:NaoK:20180217210101j:plain f:id:NaoK:20180217210048j:plain


昨年は「くるくる踊るリモコンカー」を作りましたが,今回はこれも私達の定番ネタ,「ミニLEDランプ」を工作します。(ミニLEDランプについては,2017年12月17日に実施した,リフレッシュ理科教室についてのプログ記事もご参照下さい。)

f:id:NaoK:20171224005305j:plain

10:00 に子供たち集合! 私もカメラ前で準備を整え,遠隔教室をスタートしました。
まずアイスブレーク代わりに簡単な作業で手を動かします。次いで光やLED,三原色のことをちょっとだけ一緒に勉強。そしていよいよ,皆で足並みをそろえてミニブレッドボード上にマジックで印を付け,ニッパやラジペンを使いながら LED,抵抗,スイッチなどの部品を並べ,それらをジャンパー線で繋いで回路を作製,ミニLEDランプを作って行きます。お湯で柔らかくなるプラスチック粘土も使います。

f:id:NaoK:20180217211119j:plain f:id:NaoK:20180217211236j:plainf:id:NaoK:20180217210717j:plain f:id:NaoK:20180217210934j:plain

開始から1時間半程度で,ちょと苦戦しながらも全員が見事に完成!
子ども達は保育所に帰ってきてからも,色が変化する面白さで何度もボタンを押してみたり,迎えに来た保護者に完成したランプを得意げに見せていたそうです。
子供たちみんなが喜んでくれたようで,今回もこちらとしても嬉しい経験でした。

なお,当日の様子について,猿払村のfacebookページで,この講座のことを紹介してくださっております。

www.facebook.com

 
また,北海道新聞の留萌宗谷版や日刊宗谷でも,この講座の紹介記事を載せて頂きました。

今回のテーマを遠隔講座で行なったのは初めてでしたので,例によって反省点も結構見つかりましたが,それも含めて大事な前進でした。
今後も広い広い北海道の各地を結びつけ,地域性を活かしながら科学啓発,人材育成をさらに進めていきます。
このような遠隔でのモノづくり講座に関心をお持ちの方,実施を考えてみたいという学校(小・中・高校いずれでも)関係者の方がいらっしゃいましたら,どうぞご遠慮なく当方までお問い合わせ下さい。ご相談させて頂きます。

なお,参加者アンケートの集計結果は次の通りです。子供たちからの質問への回答も示します。

f:id:NaoK:20180218143151p:plain

f:id:NaoK:20180218143500p:plain

f:id:NaoK:20180218144240p:plain

f:id:NaoK:20180218144316p:plain

f:id:NaoK:20180218144323p:plain

f:id:NaoK:20180218144329p:plain