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Creation of a system for producing mathematical teaching materials with a 3D printer and design of lessons for students using tablets

Research Project

Project/Area Number 18K02948
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 09080:Science education-related
Research InstitutionNagano National College of Technology

Principal Investigator

Hamaguchi Naoki  長野工業高等専門学校, 一般科, 教授 (00369977)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 高遠 節夫  東邦大学, 理学部, 訪問教授 (30163223)
大島 利雄  城西大学, 理学部, 客員教授 (50011721)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywords立体モデル教材 / 空間図形 / 授業設計 / KeTCindy
Outline of Final Research Achievements

In mathematics classes at the collegiate level, teachers use various types of teaching materials. These materials for spatial figures such as graphs of two-variable functions can be presented on the screen in mathematics classes.
Recently, we can produce physical models for spatial figures using 3D printers. Students, moving these models in their hands, can look at them from any direction.
We improved our systems for producing physical models for spatial figures. We also improved our systems for creating these spatial figure materials presented on tablets or PC without 3D viewing software.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

高専や大学の数学教育においても、ICTを活用した教授法が研究されている。我々は、教材作成支援システムであるKeTCindyの整備を進め、プリントやスライド、タブレットなどに表示されるような図形を含む教材を教員自らが容易に作成できる環境を整えてきた。さらに、3Dプリンタによる空間図形の立体モデル教材の作成環境の改良をすすめ、いくつかの典型的な教材例を作成した。また、空間図形を学生が自身のPCやタブレット、スマートフォン上に表示する際に特別なソフトウエアを必要としないインタラクティブなHTML形式の教材を開発しており、リモート授業やeラーニングでも利用できるものと期待される。

Report

(4 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (19 results)

All 2021 2020 2019 2018 Other

All Journal Article (7 results) (of which Open Access: 4 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] Web利用の理数教育に役立つ数式送受システムの開発2021

    • Author(s)
      高遠節夫,濱口直樹
    • Journal Title

      数理解析研究所講究録

      Volume: 2178

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Open Access
  • [Journal Article] 数学教育における図形教材の提示方法2020

    • Author(s)
      濱口直樹,高遠節夫
    • Journal Title

      Proceedings of the Annual Meeting of Japan Society for Science Education

      Volume: 44 Issue: 0 Pages: 203-204

    • DOI

      10.14935/jssep.44.0_203

    • NAID

      130007945499

    • ISSN
      0913-4476, 2186-3628, 2433-2925
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Journal Article] 数学教育における立体モデル教材の効果的利用2019

    • Author(s)
      濱口直樹,高遠節夫
    • Journal Title

      日本科学教育学会年会論文集

      Volume: 43

    • NAID

      130007882770

    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Journal Article] 空間図形教材の作成環境の整備2019

    • Author(s)
      濱口直樹,高遠節夫
    • Journal Title

      数理解析研究所講究録

      Volume: 2142

    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Journal Article] 多面体からできる回転体の教材作成とその利用について2019

    • Author(s)
      濱口直樹,大島利雄,高遠節夫
    • Journal Title

      数理解析研究所講究録

      Volume: 2105

    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Open Access
  • [Journal Article] 空間図形の理解を助ける授業設計とその評価―スライド・タブレット・立体モデルの併用―2018

    • Author(s)
      濱口直樹,高遠節夫
    • Journal Title

      数理解析研究所講究録

      Volume: 2067

    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Open Access
  • [Journal Article] 立体モデルおよびタブレット・スライドを併用した空間図形教材の教育効果2018

    • Author(s)
      濱口直樹,高遠節夫
    • Journal Title

      日本科学教育学会年会論文集

      Volume: 42

    • NAID

      130007663428

    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Open Access
  • [Presentation] 空間図形に関する動的教材の作成2021

    • Author(s)
      濱口直樹,高遠節夫
    • Organizer
      第3回数学教育セミナー「TeXによる教材作成」
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] Web利用の理数教育に役立つ数式送受システムの開発2020

    • Author(s)
      高遠節夫,濱口直樹
    • Organizer
      RIMS研究集会「数学ソフトウェアとその効果的教育利用に関する研究」
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 数学教育における図形教材の提示方法2020

    • Author(s)
      濱口直樹,高遠節夫
    • Organizer
      日本科学教育学会第44回年会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] A teaching material for orthogonal transformations using rotation of cuboid2019

    • Author(s)
      Naoki Hamaguchi, Toshio Oshima, Setsuo Takato
    • Organizer
      Applications of Computer Algebra 2019
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 数学教育における立体モデル教材の効果的利用2019

    • Author(s)
      濱口直樹,高遠節夫
    • Organizer
      日本科学教育学会第43回年会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 空間図形教材の作成環境の整備2019

    • Author(s)
      濱口直樹,高遠節夫
    • Organizer
      RIMS研究集会「数学ソフトウェアとその効果的教育利用に関する研究」
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] Effective combinations of several types of teaching materials2018

    • Author(s)
      Naoki Hamaguchi, Setsuo Takato
    • Organizer
      CADGME2018 - Conference on Digital Tools in Mathematics Education
    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 立体モデルおよびタブレット・スライドを併用した空間図形教材の教育効果2018

    • Author(s)
      濱口直樹,高遠節夫
    • Organizer
      日本科学教育学会第42回年会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 多面体からできる回転体の教材作成とその利用について2018

    • Author(s)
      濱口直樹,大島利雄,高遠節夫
    • Organizer
      RIMS研究集会「数学ソフトウェアとその効果的教育利用に関する研究」
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Remarks] Sample files

    • URL

      https://hamax5.github.io

    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Remarks] ketcindy - Creating graphics for TeX

    • URL

      https://ctan.org/pkg/ketcindy

    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Remarks] Samples of KeTCindy

    • URL

      https://s-takato.github.io/ketcindysample/

    • Related Report
      2019 Research-status Report

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Published: 2018-04-23   Modified: 2022-01-27  

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