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Development and evaluation of science and mathematics learning systems through digital transformation: towards transforming the quality of learning

Research Project

Project/Area Number 22H00085
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Medium-sized Section 9:Education and related fields
Research InstitutionNational Institute for Educational Policy Research

Principal Investigator

安野 史子  国立教育政策研究所, 教育課程研究センター基礎研究部, 総括研究官 (00370081)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 根上 生也  横浜国立大学, 大学院環境情報研究院, 非常勤教員 (40164652)
川添 充  大阪公立大学, 国際基幹教育機構, 教授 (10295735)
西村 圭一  東京学芸大学, 教育学研究科, 教授 (30549358)
寺崎 一郎  名古屋大学, 理学研究科, 教授 (30227508)
中村 泰之  名古屋大学, 教養教育院, 教授 (70273208)
菅原 義之  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (50196698)
中川 正樹  東京農工大学, 学内共同利用施設等, 特任教授 (10126295)
Project Period (FY) 2022-04-01 – 2026-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2025)
Budget Amount *help
¥41,470,000 (Direct Cost: ¥31,900,000、Indirect Cost: ¥9,570,000)
Fiscal Year 2025: ¥11,570,000 (Direct Cost: ¥8,900,000、Indirect Cost: ¥2,670,000)
Fiscal Year 2024: ¥10,660,000 (Direct Cost: ¥8,200,000、Indirect Cost: ¥2,460,000)
Fiscal Year 2023: ¥10,010,000 (Direct Cost: ¥7,700,000、Indirect Cost: ¥2,310,000)
Fiscal Year 2022: ¥9,230,000 (Direct Cost: ¥7,100,000、Indirect Cost: ¥2,130,000)
Keywords学びのシステム / LMS / CBT / 理数 / 中等教育 / 学びシステム
Outline of Research at the Start

本研究は,理数教育において,デジタルの特性を活かしたデジタル教材(評価問題を含む)を学びの中に取り入れ,リアル空間(人間の思考を含む)とデジタル空間の融合となる「学びのシステム」を設計,実装し,このシステムを利用した実践を通して,性能の評価までを行い,子どもたちの探究的な学びや創造的な学びの促進,強化,向上を目指す。最終的には,このシステムを用いた実践を通し,授業設計も含めた学びの質的変革を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

本研究は,理数教育において,デジタルの特性を活かしたデジタル教材(評価問題を含む)を学びの中に取り入れ,リアル空間(人間の思考を含む)とデジタル空間の融合となる「学びのシステム」を設計,実装し,このシステムを利用した実践を通して,性能の評価までを行い,子どもたちの探究的な学びや創造的な学びの促進,強化,向上を目指す。最終的には,このシステムを用いた実践を通し,授業設計も含めた学びの質的変革を目指すものである。
研究代表者,研究分担者,研究協力者で研究委員会を組織し,海外の関連研究者からも,研究計画・方法に対する助言を得たりしながら,研究プロジェクト方式で研究を推進している。本年度は,数学班5回,物理班4回,化学班5回,システム班1回の会合を開催し,数学班・物理班・化学班では,具体的に,デジタル教材の作成・検討及びその実践活用について議論を行った。
また,その中に含まれるコンテンツのログの取得及びその活用方法についての議論やログ取得のプロトタイプの作成も行っている。
海外の動向調査として,フランスのリセでの視察調査を行った。ドイツの研究協力者と頻繁に,動的幾何ソフト(Dynamic Geometry software: DGS)の埋め込みからの操作ログや変数取得についての検討をし,サンプル作成に着手した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

依然として,学習管理システム(LMS)やそれに付随する既存のプラグインとの関連性から,デジタルコンテンツの操作ログの収集方法の検討に想定以上の時間を要している。また,独自開発のプラグインについても,ユーザ側のOSや端末種類によるテストで,一部の端末で不具合が生じていて,その解消に時間を要している。

Strategy for Future Research Activity

ログ収集が一部であっても可能な範囲内で,開発コンテンツをシステムに組み込み,実践調査の実施を目指す。追加のログ収集が可能になった時点で,拡張を行う。

Report

(3 results)
  • 2023 Annual Research Report
  • 2022 Comments on the Screening Results   Annual Research Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2023

All Journal Article (2 results) (of which Open Access: 2 results) Presentation (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Digitalizing educational workbooks and collecting handwritten answers for automatic scoring2023

    • Author(s)
      Tomo Asakura, Hung Nguyen, Nghia Truong, Nam Tuan Ly, Cuong Tuan Nguyen, Hiroshi Miyazawa, Yoichi Tsuchida, Takahiro Yamamoto, Masamitsu Ito, Toshihiko Horie, Fumiko Yasuno, Tsunenori Ishioka, Kokoro Kobayashi, Ikuko Shimizu, Masaki Nakagawa
    • Journal Title

      Proceedings of the Fifth International Workshop on Intelligent Textbooks 2023

      Volume: - Pages: 78-87

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Open Access
  • [Journal Article] 高等学校数学の内容を中心としたCBTの検討2023

    • Author(s)
      安野 史子
    • Journal Title

      京都大学数理解析研究所 講究録

      Volume: 2273 Pages: 91-98

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Open Access
  • [Presentation] Digitalizing educational workbooks and collecting handwritten answers for automatic scoring2023

    • Author(s)
      Tomo Asakura, Hung Nguyen, Nghia Truong, Nam Tuan Ly, Cuong Tuan Nguyen, Hiroshi Miyazawa, Yoichi Tsuchida, Takahiro Yamamoto, Masamitsu Ito, Toshihiko Horie, Fumiko Yasuno, Tsunenori Ishioka, Kokoro Kobayashi, Ikuko Shimizu, Masaki Nakagawa
    • Organizer
      The 24th International Conference on Artificial Intelligence in Education
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 高等学校数学の内容を中心としたCBTの検討2023

    • Author(s)
      安野 史子
    • 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
      2022 Annual Research Report

URL: 

Published: 2022-04-19   Modified: 2025-06-20  

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