ICTブイのデータを高校生が授業で解析 ― 産学官連携で挑む「スマート海洋探究学習」とは

7月17日、富山県立氷見高等学校海洋科学科でスマート海洋探究学習に関するデータサイエンスの公開授業が行われた。ICTブイからリアルタイムで得られるデータを高校生が解析するという取り組みを通じて、氷見市の伝統産業である水産業と地域の活性化を狙う。

データサイエンスの公開授業が行われた富山県立氷見高等学校

氷見高校で実現した「スマート海洋探究学習」とは?

NTT西日本富山支店、富山県立氷見高等学校(以下、氷見高校)、氷見市、国立大学法人東京海洋大学学術研究院海洋生物資源学部門塩出大輔教授(以下、塩出氏)、能越ケーブルネットは、4月16日に「スマート海洋探究学習の推進に関する連携協定」を締結した。

これは「海洋科学分野における教育の充実」「地域水産業の高度化」のふたつを両立させることを目的としており、ICTとデータを活用した地域産業の活性化を目指した新たな教育プログラムへの取り組みとなる。

本取り組みの一環として、7月17日、氷見高校海洋科学科で公開授業が行われた。その内容は、ICTブイから得られたセンサーデータをもとに、データ解析の手法を学ぶというものだ。

データサイエンスの公開授業の様子

講師を担当したのは、NTT西日本ビジネス営業本部エンタープライズビジネス営業部デジタルデータビジネス担当主査の祝圭佑氏。祝氏は、生徒に大きく3つのポイントを伝えた。1つ目は、デジタルデータビジネスの潮流。2つ目はデータサイエンスの進め方。3つ目はセンサーデータの取り扱い注意点となる。

NTT西日本の祝圭佑氏が授業の講師を担当

データサイエンスが収益を生む実例として、祝氏はまず1980年代と現在の世界企業価値ランキングの変遷を示しつつ、データビジネスの重要性を説く。そしてデータサイエンスが実際に収益に繋がる例として、魚群自動検知モデル構築の競技で最大60万円の賞金が得られることや、回転寿司チェーンがICチップ付きのお皿を導入したことがどのように収益に繋がったかを説明した。

次に祝氏は、データサイエンスの標準的な進め方として、課題設定、分析設計、データ整形、基礎分析、モデル構築、精度評価、効果測定という7つのプロセスを説明。“本授業で手を動かす範囲”としてデータ整形と基礎分析に重点を置き、とくに基礎分析を仮説立案と仮説検証の2つのプロセスに分けて解説した。

Excelシートに出力されたICTブイのデータ

そして最後に、ICTブイから得られたセンサーデータの取り扱い注意点を述べる。具体的には、欠損・通信不良、残電圧による信頼度目安、流向は角度データであること、センサーの汚れ・劣化に対する補正、変数同士の相関、時系列や季節性要因の分離について解説した。

東京海洋大学の塩出氏は「この取り組みを通じて、『自分だったらどういう使い方をするか』『もっと効率よく進められるのではないか』という発想を持つことが大切」と述べ、現状を知った上で、より良い方法を主体的に考えることの重要性を生徒らに語った。

自発的な探究の重要性を語る東京海洋大学の塩出氏

高校生は授業からなにを得たのか?

公開授業を終えた氷見高校 2年生の定司聖奈さんに、スマート海洋探究学習の感想を伺ってみよう。

――公開授業、おつかれさまでした。定司さんはなぜ海洋科学科を選択したのですか?

定司さん：氷見高校でもっと広く視野などを広げたいなと思ったからです。海洋科学科では、科学的な知識を基礎として、海洋に関連する様々な分野の理解を深めています。例えば、食品管理という授業では、アミノ酸などの構造式について学んでいます。

――授業のなかで面白かったところがあったら、教えてください。

定司さん：専門家の方が発表するときにどのようにデータをまとめているのか分かったので、とても面白かったです。新しい視点からデータを見る方法を学べることが、特に興味深く感じました。

――ICTブイから得られたデータから、どのような成果を得たいと思っていますか?

定司さん：採れる魚の予測などをし、漁業に還元できたらいいなと考えています。データ解析を通じて、地域の主要産業である漁業の発展に貢献したいです。

――海洋ICTについて、今後期待することがあればお聞かせください。

定司さん：ICTが発展し、漁師の方でも一目で見て簡単に、誰の助けもいらずに魚が採れるかどうかが分かるようになればいいなと考えています。

――将来、どのような仕事がしたいと考えていますか?

定司さん：大学に進学して、研究職や県職員になれたらいいなと考えています。専門的な知識を活かして、地域社会に貢献できる仕事に就きたいと思っています。

授業の感想を話してくれた、氷見高校海洋科学科 2年の定司聖奈さん

ICTブイの活用から始まったスマート海洋探究学習の取り組み

ICTブイは、一般的に海水温センサーや流向・流速センサーを実装することで、溶存酸素量(DO)や潮流・潮速などのデータを取得することができる装置だ。

とくに能越ケーブルネットが保有しているICTブイは、日本海の荒波にも耐えられるよう強化され、さらにバッテリー交換の回数を減らせるよう太陽光発電も行える。過去には台風でICTブイが流された経験もあり、その経験から設置方法も工夫されている。

データの取得に使われるICTブイ

ICTブイはこれまで主に漁業・養殖などで利用されていたが、高校の授業で活用できないかと考えたのが、NTT西日本と東京海洋大学の塩出氏だ。

NTT西日本富山支店ビジネス営業部ソリューション担当の髙江俊彦氏は、「能越ケーブルネットさんは、ICTブイを地域社会でうまく活用する方法を模索されていました。センサーから得られるデータを、地域産業のDXや水産業分野で有効に活用できないかと検討を進める中で、地元のデータを使って教育現場で生徒さんにデータ解析をしてもらってはどうだろうかという話になりました」と、当時を振り返る。

NTT西日本富山支店ビジネス営業部ソリューション担当　髙江俊彦氏

NTT西日本と能越ケーブルネットは、このアイデアを氷見高校と氷見市に持ちかける。この取り組みは地域の水産業の振興や人材育成にも繋がるものであり、こうして「スマート海洋探究学習の推進に関する連携協定」が締結された。

氷見市産業振興部農林水産課主任の宮腰宏臣氏は、「若い世代が水産業に就業していただくことが一番大事な課題と認識しています。ICTブイを活用して地域の海を学ぶ今回の取り組みによって、若い世代に関心を持っていただき、それが水産業への就業につながり、ひいては水産業が地域の中でさらに発展していくことを期待しています」と、連携協定の意義について述べる。

氷見市産業振興部農林水産課主任　宮腰宏臣氏

ICTブイのセンサーデータを高校生が授業の中で活用するのは、全国で初となる。氷見高校海洋科学科主任の佐藤悠介氏は、「私は5年前、天然記念物のイタセンパラが生育している池の水温と溶存酸素のデータを遠隔で取得するために、NTTドコモと協力して取り組んだことがあります。今回、学校にお話が来て、生徒にとっても先進的な研究ができると思い、ぜひやらせていただきたいと思いました」と、取り組みを歓迎する。

富山県立氷見高等学校海洋科学科主任　佐藤悠介氏

高校の授業という限られた時間の中で分析の面白さを伝える

こうして、ICTブイを活用して始まったスマート海洋探究学習が氷見高校海洋科学科で4月にスタートした。

実際に授業を担当している氷見高校教諭の立花龍司氏は、「まず、ICTブイとは何か、どういったデータが取得できるのかを学んだ上で、実際にデータを読み取って入力する作業を行いました。5月以降は、入力したデータをまとめるとどのような情報を見ることができるのかを授業の中で教えています。最初はデータ入力で精一杯だった生徒たちも、少しずつデータの見方に慣れてきて、海流のデータと漁獲のデータの2つを見比べて、こういったところに関係があるのかなという発言が生まれてきています」と、授業の進展を語る。

富山県立氷見高等学校教諭　立花龍司氏

東京海洋大学の塩出氏は、「このプロジェクトの最大の特徴は高校生のみなさんの学びに活かしていく点にありますが、ICTブイや海の環境情報を実際の産業の効率化に活かしていくことは大きな課題でもありました。高校生の学びと現状の水産業の改善改革の両面で非常に意味があると思います」と、授業の意義について説明する。

国立大学法人東京海洋大学学術研究院海洋生物資源学部門教授　塩出大輔氏

海の環境は魚の分布に影響しており、漁師は漁具を使ってその魚を漁獲していく。しかし、なぜその魚が漁場に現れるのか、なぜその群れが定置網のところにやってきたのか、つまり漁場形成の詳細なメカニズムの解明は長年の課題だったという。リアルタイムで情報を得て、スマホでも見ることができるICTブイのような機器が広がることは、水産業を効率的に操業することにも繋がるだろう。

一方、NTT西日本は、データの取り扱いに加え、水産業に利用できる知識・知見を高校生が吸収し、水産業の課題解決を通して地域を支える人材が育つことを期待している。とはいえ、データの取り扱いはいまもなお頭を悩ませている部分だという。

NTT西日本富山支店ビジネス営業部ソリューション担当の加太文絵氏は、「定置網では、漁獲物の取り上げは1日1回で、行われない日もあり、いつ入ったかの特定はしづらいのです。また漁師さんは“魚を売って収入を得ること”が主体であるため、市場での取り引きは尾数や重量(kg)だけではなく『箱』単位で行われる場合もあるので、それを定量的な分析に使える形にするにはどうすればいいかは大きな課題です」と、現状について述べる。

NTT西日本富山支店ビジネス営業部ソリューション担当　加太文絵氏

この加太氏の意見を受け、祝氏も「漁獲のデータを解析していると、品種としては一緒だが大きさで名前が違う魚があることがわかります。また管理している単位が異なり、重量(kg)なのか、匹なのか、箱なのかわかりにくいという問題もあります」と補足。

そのうえで「生徒の基礎知識にばらつきがあることと、高校の授業という限られた時間の中で分析の面白さを伝えられるかが心配な要素ですね」と、授業における課題を話した。

NTT西日本ビジネス営業本部エンタープライズビジネス営業部デジタルデータビジネス担当主査　祝圭佑氏

データを活用する学びの力で地域づくりを

氷見高校では今後、生徒自らの考えでデータを深掘りし、仮説を立てて検証していく授業を行う予定だという。来年3月の締めくくりでは、生徒たちがそれぞれの考察と仮説を発表する見込みだ。氷見市もまた、データを活用する学びの力が、水産業はもちろん、産業振興、地域づくりへの関わりに繋がることを期待する。

さらに能越ケーブルネット取締役執行役員事業本部制作技術部長の坂本直樹氏は、「地元の定置網に携わる方がどんどん高齢化し、少なくなっています。定置網の文化がいつまで続けられるのかという状況になっていると思います。生徒たちがこういったデータを見て解析を行い、定置網にもっと興味を持ってもらって、将来の進路が水産関係であれば、なお良いなと思います」と、氷見市の文化継承という側面にも言及する。

能越ケーブルネット取締役執行役員事業本部制作技術部長　坂本直樹氏

NTT西日本の髙江氏も、「今回の連携協定は1年間の検証として始まっていますが、一過性に終わることなく、今後も継続できればと思っています。地域でデータ活用できる人材を育成する教育プログラムとして取り組み、DXハイスクールなどのプログラムにうまく活かしたいですね。新しい知見を持った人材を地域に輩出していく手助けができたら嬉しいです」と述べた。

NTT西日本はさまざまなステークホルダーとの接点を持っている。ICTブイの解析結果を他の企業に提案したり、ビジネスとしてサービス化するなど、より多くのステークホルダーの参画を促す展開も進めたいという。

最後に、東京海洋大学の塩出氏は次のように生徒たちにメッセージを送る。

「高校生のみなさんはこれから複雑で高度なデータ解析を学んでいかれると思いますが、まずは基礎をしっかり身につけることが大切です。水産業の現場では経験に基づく判断が多くありますが、他地域との情報共有や予測、改善につなげるためにはデータ活用も欠かせません。生徒さんにはそうした気づきを持ち、日本の産業を支える若い世代として良い方向へ変えていってほしいと思います。10代で自分が住む地域のデータを使って学べることは、本当に貴重な機会です」(東京海洋大学塩出氏)