機械学習による教職志望学生の理科実験安全意識の追跡に関する研究
| Project/Area Number |
22K02913
|
|---|
| 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 | Osaka Kyoiku University |
|---|
Principal Investigator |
串田 一雅 大阪教育大学, 教育学部, 教授 (80372639)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鵜澤 武俊 大阪教育大学, 教育学部, 教授 (60283842)
堀 一繁 大阪教育大学, 教育学部, 教授 (30314446)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
|
| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
|
| Budget Amount *help |
¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2024: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2023: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
|
|---|
| Keywords | 理科実験安全 / ３６０度カメラ / VR / 没入感 / 理科実験安全教育 / 学校理科 / 学校安全 / 機械学習 / 人工知能 |
|---|
| Outline of Research at the Start |
最上の実験安全対策は、危険を未然に防止することである。これは実験に関する経験知に負うところが大きい。したがって、教員志望学生に対して、理科室の正しい管理の仕方，実験に関する正しい知識と手順に関する情報に加えて、実験安全に関する経験知を伝授することは有用である。本研究では、理科実験安全に関する授業を受講した教員志望学生の習熟度を、機械学習等を用いて定量化・視覚化し、理科実験安全授業の方法の確立にフィードバックする。
|
| Outline of Annual Research Achievements |
企業・研究所・大学等の研究室で行われる実験の安全確保は、実際に実験を行う者の安全確保を主な目的としている。これに対し、学校教育現場での理科実験の安全確保は、生徒集団という他者集団に安全に実験を遂行させることを目的としている。両者の間には、実験の主体が本人か他者集団かという、大きな乖離が存在している。
他方、VRとは、コンピューター技術により創出される仮想現実を指す。VR 動画の特徴は、ユーザーに与える没入感の大きさであろう。テレビゲームとの類推から、VR動画が喚起する没入感の大きさは、理科実験安全教育においても学習効果を増大させることを十分に期待させてくれる。また、VR動画では、ユーザーによる身体的な動きが仮想空間内の動きとして反映される。この点により、VR 動画を用いた教材は、受講者による教材への積極的関与を促す効果を生むと期待される。
２０２３年度は、従来から用いてきた理科実験安全教育用動画を通常の2次元動画から VR動画に置き換え、その教育効果の程度を調べることを試みた。結果は、日本理科教育学会・近畿支部大会（２０２３年１２月２日（土）奈良教育大学、P-1、発表論文集pp.63-63）にて発表している。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
下記の理由により、２０２３年度においては「おおむね順調に進展している」と判断した。
VR技術は、近年、教育分野への進出が著しい。VRとは、コンピューター技術により創出される仮想現実を指す。VR 動画の特徴は、ユーザーに与える没入感の大きさである。テレビゲームとの類推から、VR動画が喚起する没入感の大きさは、理科実験安全教育においても学習効果を増大させることを十分に期待させてくれる。また、VR動画では、ユーザーによる身体的な動きが仮想空間内の動きとして反映される。この点により、VR動画を用いた教材は、受講者による教材への積極的関与を促す効果を生むと期待される。そこで、２０２３年度、我々が従来から用いてきた理科実験安全教育用動画を通常の2次元動画からVR動画に置き換え、その教育効果の程度を調べることを試みた。この成果は、上記・研究実績の概要に書いた通りである。
この成果は、申請当時に予定していた、機械学習による理科実験安全教育への支援を広げ深めるものである。
|
| Strategy for Future Research Activity |
我々は、機械学習による理科実験安全教育への支援に加えて、教材への没入感と積極的関与が理科実験安全意識を促進すると期待して、VR動画を用いることを推進していきたい。ただし、今後の課題として、「没入感」とは感覚の範疇に属するものであるため、それを評価するための客観的指標を導入する必要がある。したがって、「没入感」も評価できるルーブリックの開発も行う予定である。
最終年度であるため、これまでの成果の論文化を行う予定である。発表先としては、理科教育学会「理科教育学研究」を予定している。
|
Report
(2 results)
Research Products
(7 results)
