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Development of Preparatory Experiential Virtual Active Learning Materials for Specialized Course Subjects from a Student Perspective

Research Project

Project/Area Number 19K12263
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 62030:Learning support system-related
Research InstitutionAriake National College of Technology (2020-2022)
Kagoshima National College of Technology (2019)

Principal Investigator

TSUKAMOTO KIMIHIDE  有明工業高等専門学校, 創造工学科, 客員教授 (30155337)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 大渕 慶史  熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 准教授 (10176993)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2020: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
KeywordsVRコンテンツ / アクティブ・ラーニング / 予備教材 / 学生視点 / 学習前体験 / VRコンテンツ / VR/AR / 予備教材開発
Outline of Research at the Start

VR/AR(仮想現実/拡張現実)技術は企業の設計・開発現場で製品企画や設計,評価や検討に実用されている.この技術を教育分野に,特に実体験が求められるアクティブ・ラーニングに導入活用することは学生の学習への動機付けに高い効果が認められる.専門科目へ進級前の予備学習として工業力学や機構学などの教材をVR/ARの形態でネットワーク上にコンテンツを置くことで,学生は仮想空間で動きを見たり,自身で動かしたりして動作を確認できる.このようなVR/AR教材の学習効果を確認したい.この際,これまでの経験から単に教員の製作した教材でなく,学生の視点で教材を製作してその有効性を再確認しようとする研究である.

Outline of Final Research Achievements

A virtual training facility has been built where students can learn in interactively using head-mounted displays and controllers. Within the virtual training room, students have access to developed active learning materials.
we have developed various effective educational materials only in virtual space, instructional videos using omnidirectional camera, showcasing actual experimental apparatuses and hands-on exercises. we have created materials such as the operational mechanisms of large construction machine, metal crystal structures that can be explored in the micro-world, instructional materials that allow students to visualize the stress state of arbitrarily sectioned beams under load, and teaching materials that has can see three-dimensional models of drawings using smartphones for remote learning. Furthermore, we create learning stories for remote and flipped classrooms.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

教育のDX化は高等教育機関にも波及しており、新しい試みがなされている。一方でXR技術の急速な進歩で教育現場への実装が必要とされている.しかしARやVRの利用環境は確立されておらず,教材開発を進めようとしても、教材提供のプラットフォーム選定さえ困惑する状況である.本研究では開発と現場での使用の問題点を明らかにすることから始めて、VRを中心として実際に学生視点のコンテンツ開発を行い,主に開発時の問題点を提示した.学生の理解が困難な学習項目であっても仮想世界だから容易に学習できるVR技術の適用例を示したことは,現在急速に普及しつつあるDXの先例として有効な開発例を提示できた.

Report

(5 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (23 results)

All 2023 2022 2021 2020 2019

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (22 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] アクティブ・ラーニング教材開発へのVR 技術の導入2023

    • Author(s)
      塚本 公秀 大渕 慶史 原槙 真也
    • Journal Title

      工学教育

      Volume: 71 Pages: 113-119

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    • Organizer
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 3D立体視を活用した効果的学習教材の開発-機械系学生のための材料学教育コンテンツ-2022

    • Author(s)
      大渕 慶史,塚本 公秀,綿﨑 翔治
    • Organizer
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      川原 稜大,大渕 慶史,塚本 公秀
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  • [Presentation] アクティブ・ラーニング用VR教材の開発2022

    • Author(s)
      塚本 公秀 大渕 慶史 原槙 真也
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    • Author(s)
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      川原 稜大, 大渕 慶史, 塚本 公秀
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      日本機械学会九州学生会第53回学生員卒業研究発表講演会
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      上野悠人,古賀広大,塚本 公秀, 原槙 真也
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      日本機械学会九州学生会第53回学生員卒業研究発表講演会
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      綿﨑 翔治,大渕 慶史,塚本 公秀
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      Ryota Kawahara, Yoshifumi Ohbuchi, Kimihide Tsukamoto
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      16th Int. Student Conference on Advanced Science and Technology
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  • [Presentation] VR/AR 技術を用いた機械工学実習科目の遠隔教育教材開2021

    • Author(s)
      安川 諒, 大渕慶史, 塚本 公
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  • [Presentation] アクティブ・ラーニング用仮想教材の学生との共同開2020

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      塚本 公秀, 大渕 慶
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  • [Presentation] VR 技術を用いた効果的な教育教材の開発-実習環境の構築とコンテンツの検討-2020

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      大渕 慶史, 塚本 公秀, 安川 諒
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      日本工学教育協会
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      Ryo Yasukawa, Yoshifumi Oobuchi, Kimihide Tsukamoto
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  • [Presentation] VR技術を用いた教育教材の実習環境開発-;実習環境の構築-2019

    • Author(s)
      大渕 慶史, 塚本 公秀, 安川 諒
    • Organizer
      令和1年度工学・工学教育研究講演会講演論文集
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  • [Presentation] 専門科目用アクティブ・ラーニング仮想教材の学生視点による開発2019

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      塚本 公秀,大渕 慶史,安川 諒
    • Organizer
      日本機械学会九州支部沖縄講演会講演論文集
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  • [Presentation] Creation of virtual spaces for VR teaching materials and settings for experience2019

    • Author(s)
      Ryo Yasukawa, Yoshifumi Oobuchi, Kimihide Tsukamoto and Hidetoshi Sakamoto
    • Organizer
      14th Int. Student Conference on Advanced Science and Technology,
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      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research

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Published: 2019-04-18   Modified: 2024-01-30  

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