Java3D，Swingを用いた 自然科学教育のための教材開発 中村泰之 名古屋大学情報科学研究科 中野裕司 熊本大学総合情報基盤センター 徳永健一 彼方株式会社 名古屋大学大学院情報科学研究科 2003 PC Conference 8月7日 鹿児島大学 目次 はじめに シミュレーションの重要性 Java3DとSwingの利用 教材例 一般公開 Webサイト紹介 アンケート調査 まとめ 情報公開 名古屋大学大学院情報科学研究科 2 2003 PC Conference 8月7日 鹿児島大学 はじめに 2002年度CIECプロジェクト事業の一つ • • • • 自然科学教育のための教材開発 Swingを利用した洗練されたGUI環境 Java3Dによる3次元シミュレーションの実現 インターネット上で公開 「Java３Dを用いた科学現象の視覚化に関す る勉強会」の成果 （勉強会は3月に閉鎖） 名古屋大学大学院情報科学研究科 3 2003 PC Conference 8月7日 鹿児島大学 シミュレーションの重要性 計算機シミュレーションが新たな物理学の研究アプ ローチの一つとして定着 解析的に解けない運動を数値的に解く • 運動の視覚化 • 自然現象の理解を助ける 実際には実現困難なパラメターの設定が可能 • 仮想実験 自由なスケーリング • 原子･分子の世界から宇宙の世界まで 名古屋大学大学院情報科学研究科 4 2003 PC Conference 8月7日 鹿児島大学 Java3DとSwingの利用 Javaの利用 • Windows、Linux、Solaris、IRIXなどの環境での共通の 実行 • アプリケーションとしてだけでなく、AppletとしてWebブラ ウザ上で実行可能 • Threadを用いたリアルタイムシミュレ−ション • 国際化機能 Swingの特徴 • 洗練され、共通性（Look & Feel）の高いGUI Java３Dの利用 • Javaから直接3次元CGが扱える • リアルな3次元視覚化 → より現実に近い運動を表現 • 視点を自由に変更可能 名古屋大学大学院情報科学研究科 5 2003 PC Conference 8月7日 鹿児島大学 教材例 2次元シミュレーション（同等のものを授業で活用） • • • • • 拡散現象 πの計算 振り子、二重振り子 ロジスティックマップ その他 3次元シミュレーション • • • • • • • 三次元二重振り子 ボウル・円錐内の質点の運動 球面振り子 フーコー振り子 コマの運動 三体問題 その他 名古屋大学大学院情報科学研究科 6 2003 PC Conference 8月7日 鹿児島大学 一般公開 一般公開の意義 • 利用者は時間・場所を選ぶことなく学習が可能 • 管理者にとっては、様々なフィードバックが改良の参考になる 既存の「シミュレーション物理」（名古屋大学全学教育科目） のサイトを利用 • コンピュータ＆エデュケーション 14 (2003) 34 • 授業と同等のシミュレーションを実現できるJavaアプレットを用意 • 授業の予習・復習に利用（レポートの質の向上を期待して） シミュレーションの概要説明を付加し利用者の便宜をはかる • アプレット • 運動の解説 • 操作方法 名古屋大学大学院情報科学研究科 7 2003 PC Conference 8月7日 鹿児島大学 Webサイト紹介 ダウンロードボタン jarファイルをダウンロードし アプリケーションとして実行可能 アプレット シミュレーションメニュー 解説 操作方法 名古屋大学大学院情報科学研究科 8 2003 PC Conference 8月7日 鹿児島大学 アンケート調査 様々なフィードバックは改良の参考になる 実験の受講者にアンケートを計画 しかし 前期は十分なデータが集まらず 後期に再度アンケートを実施予定 ご意見を歓迎します 結果は何らかの機会で報告したい 名古屋大学大学院情報科学研究科 9 2003 PC Conference 8月7日 鹿児島大学 まとめ 「Java３Dを用いた科学現象の視覚化に関する勉強 会」で得られた知見を土台 自然科学教育のための教材開発 • Swingを利用した統一性の高いGUI • Java３Dを用いた3次元シミュレーションの実現 インターネット上で公開 • Javaアプレットとその解説によりWebサイト上で学習でき る環境を提供 • プログラムをダウンロードしアプリケーションとしても実行 できるように配慮 今後はフィードバックをもとに改良を加えていきたい 名古屋大学大学院情報科学研究科 10 2003 PC Conference 8月7日 鹿児島大学 情報公開 URL • http://kiso3www.phys.human.nagoya-u.ac.jp/ • http://www.phys.human.nagoya-u.ac.jp/ ~yasuyuki/presen/PCC2003/PCC2003.pdf 文献 • コンピュータ＆エデュケーション 14 (2003) 34 別刷をご希望の方は郵送しますので、メールでご請求ください。 名古屋大学大学院情報科学研究科 11 2003 PC Conference 8月7日 鹿児島大学 訂正 論文集 pp.232（00078.pdf） • 誤：参考文献[7] http://kiso3.phys...... • 正：参考文献[7] http://kiso3www.phys...... 名古屋大学大学院情報科学研究科 12
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