タンジブル教材を用いたプログラミング授業のためのAI分析による支援システムの展開
Project/Area Number |
21K02805
|
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 | Nippon Institute of Technology |
Principal Investigator |
加藤 利康 日本工業大学, 先進工学部, 准教授 (20826698)
|
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
神林 靖 日本工業大学, 先進工学部, 准教授 (40269527)
|
Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
|
Budget Amount *help |
¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
|
Keywords | タンジブル教材 / QRコード / タブレット / プログラミング教育 / 授業支援システム / スマートフォン / 対面授業 / プログラミング授業 / AI分析 / 支援システム |
Outline of Research at the Start |
直接手で触って組み合わせることでプログラムを構成するプログラミング教材を用いて、授業支援システムを開発し、実用性を検証する。2020年度から小学校でプログラミング教育が始まり、生徒と指導者の両方を支援していくことは重要な課題である。プログラミング教育では演習を伴うことが多く、生徒は一人ひとり解法の異なる活動を行うため、指導者は生徒のプログラミング状況を把握しながら授業を進めていく必要がある。 本研究は、直接的にはデータ収集が困難なタンジブル教材を用いたプログラミングの授業に対して、新しい支援システムを開発して活用することによってデータを分析し、生徒一人ひとりおよび指導者の授業支援を実現する。
|
Outline of Annual Research Achievements |
今年度は,タブレットPCで動作するプログラミング教育向けのタンジブルな教材を開発した.学習者は,コンピュータでプログラミングするのではなく,QRコードの付いたタンジブル教材を用いて,プログラミングを行い,論理的思考能力を伸ばすことができる.このタンジブル教材により,タブレットPC上でプログラムが動作し,理解を深めることができる.プログラミング言語に依存しないため,Scratchやmicro:bitといったビジュアル型のプログラミングに応用することができる特徴がある. 本教材を用いた授業の問題点としては,指導者が学習者のプログラミング状況を把握しにくいことである.われわれはこの問題に対して,タンジブル教材を学習者が読み取った時点で,その情報を収集・分析し,指導者の意図どおりに学習できているか,できていない場合は,どのあたりが問題か,を指導者に提供できる 支援システムを開発する. 支援システムの開発状況は,前年度開発したプロトタイプをユーザに試用評価してもらった.その結果,タンジブル教材の読み取りからプログラムの実行まで問題ないことが確認された.このことから,さらに指導者のインタフェースの開発に着手し,指導者の支援についてもプロトタイプを開発したところである. 次年度は,実際の現場で評価実験を行って,システムを調整していく予定である. 今回の提案システムを用いた試用評価について,Education, Research & DevelopmentとIIAI AAI, および電気学会全国大会において発表を行なった.
|
Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
今年度の研究計画は,前年度の課題であったスマートフォンにおけるデータ収集において,現場の状況に対応できるようタブレットPCをメインに開発を切り替えた.このことにより,前年度の遅れを取り戻し,学習者のプログラミング状況および,指導者への情報提供のプログラミングを終え,プロトタイプの試用評価まで行えた. 今年度は,プロトタイプの試用評価で課題になったタンジブル教材の形状変更および指導者に提示する情報を見直し,実際の対面授業で評価実験を行う予定である.実際の対面授業としては,高等学校の授業を検討しており,すでに現場の先生に研究内容を伝えて評価実験に協力していただく了承を得ている. 進捗状況としては,順調に進展している.このまま研究を進めていく.
|
Strategy for Future Research Activity |
今後は,まず指導者に提供するプログラミングの情報を整理し,現場の先生に適しているかを確認する.つぎに仮設評価として,本学内で実験を行い,システムの最終調整を行う. そして実際の現場で評価実験を行い,本研究の提案結果と今後の方向性についてまとめていく.
|
Report
(2 results)
Research Products
(5 results)