Explication of the conceptual understanding and development of its teaching by the analysis of the discussion passed in a peer-instruction

Research Project

Project/Area Number	21K02756
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	Kanazawa Institute of Technology
Principal Investigator	山岡英孝金沢工業大学, 基礎教育部, 教授 (10443045)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	谷口哲也金沢工業大学, 基礎教育部, 准教授 (90625500)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help	¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000) Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000) Fiscal Year 2022: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000) Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Keywords	テキストマイニング / 学修行動の変容 / 概念獲得 / 学習行動 / ピア・インストラクション / 数学の概念理解 / 教授法の開発
Outline of Research at the Start	本研究課題では，ピア・インストラクション型授業における「学生同士のディスカッション」に焦点を当て，以下の3つを達成することを本研究課題の目的とする．・議論内容の記録とテキストマイニング・議論内容と概念理解の関係の分析・議論内容を踏まえた学習指導法の確立学生同士のディスカッション内容を記録する意義は，テキストデータを蓄積することで，近い将来の授業へのAI活用，コンセプトテストの自動生成へと研究を発展させることが期待される．ディスカッションにおける推論の型に関するデータ数は，4万件を上回るデータ数であり，本研究課題期間を通してこのデータのテキストマイニングを行う．
Outline of Annual Research Achievements	1年目に行った授業アンケートの自由記述のデータの解析に関して，講演発表した．解析の手法としては，形態素解析により，自由記述の内容を単語要素に分割し，１）学習に関する単語の出現頻度の分析，２）ネットワークグラフの作成，３）ワードクラウドの作成を行った．これらの手法は，コンセプトテストに対する学生のディスカッション内容のデータ解析にも援用しうるものであると考えている．加えて，授業内での学生のディスカッション内容の収集を試み，このデータに上記の解析手法を適用した．また，学生のノートパソコンを介して，コンセプトテストを実施するための準備を行った．学内LMSシステムを活用し，各授業内容との連携を図っているが，本学のカリキュラム変更に伴い，1年目に作成したコンセプトテストの配置変更と，科目変更による新規コンセプトテスト作成に時間を要した．しかしながら，新規コンセプトテストが充実したことと，コンセプトテストの実施形態を改良できたことは，本研究の基盤としての研究実績であると考えられる．
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 4: Progress in research has been delayed. Reason 本学のカリキュラム変更があったため，授業担当科目の変更があったことと，授業内容の変更があったため，既存のコンセプトテストをそのまま活用することが難しく，コンセプトテストの整備に時間を要したため．また，授業が対面形式になったことは，以前のようにコンセプトテストを実施するには適しているが，一方で，学生のICTスキルの低下があり，これに対応するための仕様の変更にも時間を要した．
Strategy for Future Research Activity	今年度も，本学のカリキュラム変更の影響が見込まれるため，研究期間の延長申請も視野に入れ，着実な研究実施を心がける予定である．コンセプトテストの準備とデータ収集方法・解析手法については，2年目までに準備できているので，研究最終年度は，これらの実施とデータ解析，および，研究発表を行う予定である．また，新規コンセプトテストの検証も併せて行う予定である．