拡張現実技術を応用した専門技術の補完は実習教育における学習成果を向上させ得るか？

• Project/Area Number: 22K18594
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 9:Education and related fields
• Research Institution: Aomori University of Health and Welfare
• Principal Investigator: 羽場 俊広 青森県立保健大学, 健康科学部, 助教 (60868694)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 篠原 博 青森県立保健大学, 健康科学部, 准教授 (30785506) ; 漆畑 俊哉 青森県立保健大学, 健康科学部, 准教授 (40610994) ; 岩月 宏泰 青森県立保健大学, 健康科学部, 教授 (50184891)
• Project Period (FY): 2022-06-30 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000); Fiscal Year 2024: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000); Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2022: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
• Keywords: 拡張現実技術 / 実習教育 / 専門技術

Outline of Research at the Start

専門技術を施行するには知識の教授だけでは理解できない非言語的な要素の習得が重要となる。拡張現実技術は現実空間にさまざまな付加情報を表示させる技術であり、距離、時間、角度や加速度などの物理的な指標により学習を支援することができる。本研究では、この拡張現実技術の特徴を活かしたシステムが実習教育における学習成果を向上させ得るかを調査する。

Outline of Annual Research Achievements

理学療法学生の実習教育では実習指導者の67.1%が学生の技能の不足を感じており、養成校において実体験場面を想定した新たな学習支援の方法を確立することが急務である。本研究は拡張現実（AR）技術を活用した学習支援が実習教育における学習成果を向上させ得るかを検討することを目的とする。
初年度である令和4年度の課題は「治療行為のタスク化による基準設定とAR学習支援システムの開発」である。まず実習教育として実施される客観的臨床能力試験の課題を基に関節可動域や徒手筋力検査における治療行為をタスク化し、専門技術の習得に関わる目標を明確に構造化した。その後、ARグラス（Hololens2）およびARアプリケーションの選定（Dynamics 365 Guides）を行い、アプリケーションの研修を受講することで作業工程や手順を入力したAR学習システムを開発した。アプリケーションの選定の際に当初予定していた360°カメラによる実体験場面の再現が困難（AR技術は発展段階の技術であり撮影した画像をホログラムとして再現する機能が十分ではなく、ホログラムを新たに作成する場合は高額な費用を要する）なことが判明したため導入を見送った。なお、実体験場面の再現については可能な限り実体験場面で使用する物品（ベッドや車椅子など）を環境に配置することで代用する。また、令和5年度の課題に向けてAR学習システムの使用と妥当性評価のための質問用紙を作成し、プレ実験を行った。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

拡張現実技術（ARグラス）は発展段階の技術であるため、研究者自らが機器を操作しながらアプリケーションを選定する際には時間を要した。また、アプリケーションを用いて効果的に学習を支援する方法を模索する必要があったが、タスク化した治療行為について作業工程や手順を入力したAR学習システムを作成しプレ実験を実施できたため、おおむね予定通りに進行していると考える。

Strategy for Future Research Activity

令和5年度はAR学習システムの使用と妥当性の評価を使用感（usability）に関する質問紙から調査する予定である。また、ARシステムによる学習前後の評価を学生を対象としたランダム化比較試験にて実施する予定である。当初は臨床実習の前後でAR学習システムの効果を検討する予定であったが、実習が約1ヵ月半と長期間に及ぶことや学年間の学力差などの交絡因子の影響を考慮して、客観的臨床能力試験前後でAR学習システムの効果を比較することに計画を変更した。