共感創出を指向したユーザ主体の技能教育支援システムの開発

Research Project

Project/Area Number	21K02740
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 09070:Educational technology-related
Research Institution	Yokohama National University
Principal Investigator	松浦慶総横浜国立大学, 大学院工学研究院, 特別研究教員 (70282960)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help	¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000) Fiscal Year 2023: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000) Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000) Fiscal Year 2021: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Keywords	技能教育支援 / 技能特性要因分析 / 技能情報構造化 / 体性感覚 / 注意要因 / 評価要因 / 身体技能 / 気づき / 共感 / 技能教育 / 体性感覚情報 / 暗黙知 / 構造化技能情報
Outline of Research at the Start	本研究では被覆アーク溶接を対象技能とし，これまでほとんど扱われていない身体部位と体性感覚情報を含め，技能情報を構造化する．さらに構造化技能情報から，学習者の目的とする熟達度に対応する基本的な技能情報を選定する学習者主体型技能情報選定システムの開発を行う．次に学習者が学習過程で気づいた情報を基本技能情報に追加して新たな技能情報教育データベースを作成することで，個々の学習者に対応した新たな技能学習プログラムの創出する機能を持つ教育支援システムを開発する．最終的に，技能情報教育データベースに新たに学習者と教授者が付加した情報に基づいて，相互の共感を創出する技能教育支援システムの開発を目的とする．
Outline of Annual Research Achievements	令和４年度は，前年度で未実施となった，構造化技能情報から学習者が主体的に技能向上に関係する情報を探索し，さらに技能学習の計画，身体技能の仮説モデルの生成を行う手法の開発を行った．具体的には，前年度で溶接技能に関係する情報を著者の提案している構造化手法で，手溶接の品質を向上させる全ての情報の属性や関係性を品質工学手法の一つである要因図で明確にする．これにより，溶接品質の向上には，溶融池ならびにアーク状態の安定性が重要であり，安定性を実現させるためには溶接棒を支持する手部および上腕部の動作が多く寄与していることが分かった．そこで，溶接ホルダを制御するために手部および上腕部をどのようにコントロールすればよいかという体性感覚要因と，溶接品質に直接影響する溶融池ならびにアーク状態という直接・間接要因との関係性を，学習者自らが技能要因図を通して明確化する．さらに初めに教授者が自らの技能動作中に注意をしている要因（注意要因）と，品質で重要な要因（評価要因）を検討し，外部から撮影している動画とモーションキャプチャーで解析した動作結果から，身体動作およびその時の体性感覚を内省し，言語化する．最終的に学習者が主体的に，教授者の情報を基に動作学習をし，その時の注意要因，評価要因，体性感覚のそれぞれの情報を評価して学習するという，一連の技能学習計画立案手法の提案を行った．令和４年度は国内発表1件を実施した．
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 4: Progress in research has been delayed. Reason 令和４年度の研究予定では，（1）学習者主体の技能学習計画システムの開発，（2）基本構造化技能情報の入力，および要因間の重要度付与を可能とするシステム開発を計画していた．また，労働安全衛生法施行令，特定化学物質障害予防規則等の改正による影響により，被覆アーク溶接からTIG溶接への変更を予定した．しかし， COVID-19対応の影響による世界的な半導体不足に伴い必要機材の調達が大幅に遅れた．さらに大学での活動に一定の制限が生じたため，TIG溶接への移行と実験が実施できていない．したがって，（1）の学習者が主体となって技能の身体動作習得に必要な注意要因と評価要因との関係性の明確化と，その学習計画手法について開発を行った．
Strategy for Future Research Activity	令和5年度は，最終年度として（1）学習者主体の技能学習計画システムの開発，（2）基本構造化技能情報の入力GUIの開発と，教授者による要因間の重要度付与を可能とするシステム開発，（3）教授者用GUIから構造化技能情報データベースの構築，（4）学習者と教授者が技能教育プロセスで得た感覚情報や気づきを付加させ，共感を創出させるシステムを開発，（5）TIG溶接技能学習において実証実験を実施する．