| Project/Area Number |
23K11367
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 62030:Learning support system-related
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
平嶋 宗 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 教授 (10238355)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
堀口 知也 神戸大学, 海事科学研究科, 教授 (00294257)
林 雄介 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 教授 (70362019)
前田 一誠 環太平洋大学, 次世代教育学部, 教授 (90757634)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | 算数文章題 / 情報不備 / 情報完備 / 二重三角図 / 作問学習 / 完備化 |
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| Outline of Research at the Start |
算数・数学における文章題は，言語的情報を算数的・数学的計算によって処理できるように定式化する課題である．この文章題を情報不備化すると，不備の検出と完備化が必要となり，学習者は個々の情報に対する精密な吟味なしに問題を解くことはできなくなる．さらに，情報の完備化を行うことは，創造的な思考を促すことになるとされる．このように従来より情報不備課題が算数・数学の文章題をより高度な思考課題化することは知られているが，完備化の多様性とそれに伴う解の多様性により，インタラクティブな演習としての実現は行われていなかった．この算数・数学の文章題の情報不備課題のインタラクティブな演習化を実現するものである．
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，算数文章題に対する学習者のより深い理解を促すために，学習者自身が文章題に含まれている情報を明示的・操作的に吟味することを課題とした設計・開発と，その評価を試みている．たとえば「筆箱1個に鉛筆が5本入っています．筆箱が3個あります．筆箱1個の値段はいくらですか（不備問題）」といった問題に対して，５×３＝１５という答えが現れやすいことが知られている．問題に与えられている情報から，５×３＝１５を実行可能であるが，これは鉛筆の本数を求めるものであり，筆箱1個の値段を求めているわけではない．一般に学習者が取り組む問題は，必要十分な情報で構成されているため，情報の吟味が十分なされないことが多い．前述のような問題に対して学習者が情報を吟味し，必要な情報が欠落していることの検出と，所与の情報として「筆箱3個の値段」を追加する，あるいは，求答の情報を「鉛筆全部の本数」に置き換える，といった問題を解けるように変更する操作（完備化）を学習者に課題化することが本研究の目指すところである．このような算数文章題に対する情報の操作（欠落，補完，変更）を定式化するために，算数文章題が1回の演算で解ける単位問題の連結として構成されていることに着目し，個々の単位問題を構成する三つの量（二つの存在量と一つの関係量で構成される）の関係を図式化した二重三角図を提案し，この利用可能性を確認している．現時点で，この二重三角図が，文章題を構成する量間の関係理解に貢献すること，小学校での利用の試みを通して，5年生であれば利用可能であることが分かっている．さらに，この関係を利用した演習システムのプロトタイプを実装し，教育現場の教諭らによる評価実験の結果，演習としての利用可能性を確認できた．ここまでの段階の成果については，2025年度における国際会議での発表を予定している．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
二重三角図自体の有用性とその現場での利用可能性は確認できた．また，演習のプロトタイプシステムの実装と，教諭らによる利用可能性の確認も完了しており，最終年度において実証的な利用を行う準備は整ったと判断している．
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでに，二重三角図を授業で利用することの可能性と有用性は検証できている．また，演習のためのシステムのプロトタイプは実装されており，その演習の実施可能性については，教師らによる実験的利用を通して問題ないことを確認できている．これらの結果を踏まえて，次年度前半では，教育現場において児童に利用してもらうためのシステムの改修と，ネットワーク環境におけるデータ収集機能の実装を行う．さらに，実証のための調査項目の整備を協力関係にある教諭らと進める．次年度後半においては，教育現場における実証的な利用とデータ収集，および分析を行う．次年度内での学術論文作成を目指す．
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