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Development of Peer Instruction of Mathematics and Physics adapted to New Test and Mathematics Concept Inventory

Research Project

Project/Area Number 17K01096
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Educational technology
Research InstitutionKanazawa Institute of Technology

Principal Investigator

Kudo Tomoshige  金沢工業大学, 基礎教育部, 講師 (90759515)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 西 誠  金沢工業大学, 基礎教育部, 教授 (00189250)
三嶋 昭臣  金沢工業大学, 教育支援機構, 教授 (30064463)
山岡 英孝  金沢工業大学, 基礎教育部, 准教授 (10443045)
谷口 哲也  金沢工業大学, 基礎教育部, 准教授 (90625500)
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2019: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2018: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2017: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywordsピア・インストラクション / Concept Test / 数学 / 物理 / クリッカー / 大学入学共通テスト / t検定 / データ分析 / 統計的仮説検定 / t検定 / Concept Test / データサイエンス / 実験 / 数学概念調査 / 教育学 / 教育工学
Outline of Final Research Achievements

The aim is to develop the concept tests of mathematics and physics to deliver discussion-based lecture introducing Peer Instruction which well adopted to Common Test for University Admissions as entrance examination reform. Although we originally planned to develop 200 concept tests for mathematics, we consequently developed 246 concept tests. Also, we developed concept tests which help students to form the concept by analyzing measurement data in the field of physics. We delivered 37 lectures introduced Peer Instruction in the 2017 academic year and the 2018 academic year, and modified the concept tests. The concept tests were analyzed quantitatively, and the improvement of the understanding was analyzed by using statistics hypothesis testing (t-test).

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

現行のセンター試験は、2021年1月に大学入学共通テストに移行する予定で、高校や大学では、学生同士のディスカッションにより概念形成する相互作用型授業に移行することが求められている。そこで、相互作用型授業の一つであるピア・インストラクションを導入した授業に必要なConcept Test(多岐選択肢問題)を数学と物理の分野で豊富に開発し、高校や大学で相互作用型授業に移行しやすい環境を整え、社会貢献した。特に、相互作用型授業に移行しにくい数学の分野で、合計246問のConcept Testを開発し、数学の分野における相互作用型授業の土台をつくったことは大変意義がある。

Report

(4 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (20 results)

All 2020 2019 2018 2017

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 5 results) Presentation (14 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results)

  • [Journal Article] 微分積分学における概念因子のコンセプトテストによる授業理解度向上について-ピア・インストラクションを導入した授業の実践と分析Ⅱ-2020

    • Author(s)
      山岡 英孝, 西 誠, 工藤 知草, 谷口 哲也
    • Journal Title

      KIT progress

      Volume: 28 Pages: 49-55

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  • [Journal Article] 数学系基礎科目の確率の単元におけるピア・インストラクションの実践2020

    • Author(s)
      谷口 哲也, 西 誠, 工藤 知草, 山岡 英孝
    • Journal Title

      KIT progress

      Volume: 28 Pages: 146-152

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 数学の概念問題の開発とピア・インストラクションを導入した線形代数入門講義の実践と分析2019

    • Author(s)
      工藤 知草, 山岡 英孝, 谷口 哲也, 西 誠
    • Journal Title

      KIT Progress

      Volume: 27 Pages: 217-223

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  • [Journal Article] 統計学入門講義におけるピア・インストラクションの実践と分析2019

    • Author(s)
      谷口 哲也, 西 誠, 山岡 英孝, 工藤 知草
    • Journal Title

      KIT Progress

      Volume: 27 Pages: 191-198

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 微分積分学講義におけるコンセプトテストの因子解析 -ピア・インストラクションを導入した授業の実践と分析-2019

    • Author(s)
      山岡 英孝, 西 誠, 工藤 知草, 谷口 哲也
    • Journal Title

      KIT Progress

      Volume: 27 Pages: 173-179

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  • [Journal Article] クリッカーを活用した概念形成と物理実験を融合した公開講座の実践2018

    • Author(s)
      工藤 知草, 金丸 保典, 西 誠, 三嶋 昭臣, 中村 晃, 高 香滋
    • Journal Title

      KIT Progress

      Volume: 26 Pages: 239-248

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      山岡 英孝, 西 誠, 工藤 知草, 谷口 哲也
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      谷口 哲也, 西 誠, 工藤 知草, 山岡 英孝
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      工学教育研究講演会 講演論文集, pp. 200-201
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  • [Presentation] Practice and Analysis of Introductory Lecture on Statistics by Peer Instructions2018

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      T. Taniguchi, T. Kudo, H. Yamaoka, M. Nishi
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      H. Yamaoka, T. Taniguchi, M. Nishi, T. Kudo
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      The 14th International CDIO Conference
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  • [Presentation] 運動学に関連したデータサイエンスの要素を取り入れたピア・インストラクション型講義の開発2018

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      工藤 知草, 西 誠
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      工藤 知草
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      平成30年度 教育改革ICT戦略大会, D-10
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  • [Presentation] The Implementation of Peer Instruction in Mathematics and Physics Lectures2018

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      Tomoshige Kudo, Hidetaka Yamaoka, Tetsuya Taniguchi, Makoto Nishi, Akiomi Mishima
    • Organizer
      The Asian Conference on Education & International Development 2018, Art Center Kobe, Kobe, Japan, March 2018.
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 大学入学共通テストに向けたデータサイエンスの要素を取り入れたピア・インストラクションの開発2018

    • Author(s)
      工藤 知草, 西 誠
    • Organizer
      第65回応用物理学会春季学術講演会 講演予稿集, Vol.1, pp.43 - 43
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  • [Presentation] 数学の概念問題の開発と数学のピア・インストラクション型講義の実践2017

    • Author(s)
      工藤 知草, 山岡 英孝, 谷口 哲也, 西 誠
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      私立大学情報教育協会 平成29年度教育改革ICT戦略大会 資料, pp.180 - 181
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      西 誠, 工藤 知草
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  • [Presentation] 対話的学びを実現する数学概念問題の作成と講義の実践 - ピア・インストラクションを導入した線形代数講義の実践 -2017

    • Author(s)
      工藤 知草, 山岡 英孝, 谷口 哲也, 西 誠
    • Organizer
      工学教育研究講演会 講演論文集, Vol.65, pp.322 - 323
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  • [Presentation] ピア・インストラクションによる統計学入門講義の改善2017

    • Author(s)
      谷口 哲也, 西 誠, 工藤 知草, 山岡 英孝
    • Organizer
      工学教育研究講演会 講演論文集, Vol.65, pp.314 - 315
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Published: 2017-04-28   Modified: 2021-02-19  

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