| Project/Area Number |
23K25700
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| Project/Area Number (Other) |
23H01003 (2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 09070:Educational technology-related
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
林 雄介 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 教授 (70362019)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
平嶋 宗 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 教授 (10238355)
重田 勝介 北海道大学, 情報基盤センター, 教授 (40451900)
杉浦 真由美 北海道大学, 大学院教育推進機構, 准教授 (10829899)
長濱 澄 東北大学, 情報科学研究科, 准教授 (50779270)
津下 哲也 姫路大学, 教育学部, 講師 (80983452)
峰松 翼 九州大学, データ駆動イノベーション推進本部, 准教授 (00838914)
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| Project Period (FY) |
2024-04-01 – 2027-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥18,590,000 (Direct Cost: ¥14,300,000、Indirect Cost: ¥4,290,000)
Fiscal Year 2026: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2025: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2024: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
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| Keywords | オンライン学習 / 反転学習 / 授業設計 / 授業分析 / 概念マップ / キットビルド概念マップ |
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| Outline of Research at the Start |
本研究の目的は，キットビルド方式の概念マップ作成手法(KBマップ)をベースとして，知識獲得と知識活用の両方の基盤となる学習活動を支え るアプリケーションとその運用モデルの構築である.そのために，(1) 知識獲得と知識活用の連携学習モデルの構築，(2) 知識活用のためのKB マップ拡張と協調学習機能の設計・開発，(3) 知識獲得と知識活用を連携させた拡張型KBマップシステムの開発と運用モデルの構築，(4) KBマ ップをベースとした知識獲得と知識活用の連携学習の分析・評価という4つのサブテーマを設定し，分担して実施する.
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、知識の獲得と活用の両面で鍵となる学習活動として「情報の関連づけ」と「比較」に着目し、これらの活動を支援するアプリケーションとその運用モデルの構築を目指す。その基盤となるのが、研究代表者らが提案してきたキットビルド方式による概念マップ作成法（以下、KBマップ）である。KBマップは、教授者が用意した部品を用いて学習者が概念マップを作成する手法であり、情報の構造化をガイドするだけでなく、部品の結合の違いを通して構造の比較を容易にする利点がある。
本研究では、KBマップを中核とし、知識獲得の場面では共有すべき知識に関する情報の整理を、知識活用の場面では他の知識との結合を支援するアプリケーションの実現と、教育現場における運用モデルの提案を行う。林・平嶋は知識活用を目的として、KBマップシステムを活用した学習活動のモデル化と、そのシステム設計・開発を担う。長濱・重田・杉浦は、KBマップの導入が授業内の学習に及ぼす影響を、量的・質的両面から分析する。
2024年度は、KBマップへのアノテーション機能の実装による学習者の理解状態の検出に関する基礎研究と、インドネシアの国立大学における利用データの分析を実施した。これにより、KBマップの結果をもとにした教師による学習者の理解状態支援の可能性や、KBマップによる知識獲得支援が知識活用に与える影響を調査した。
その結果、学習者によるKBマップへのアノテーションが、理解度測定の解像度向上に寄与する可能性が示唆された。また、KBマップで学習内容を整理した後に演習やディスカッションを行うことで、ディスカッションの活性化が確認された。これらの成果は、2025年度以降の学会発表にて報告予定である。
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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
本研究の目的は、キットビルド方式の概念マップ作成手法（以下、KBマップ）を基盤として、知識の獲得と活用の両面を支える学習活動に対応したアプリケーションおよびその運用モデルを構築することである。
この目的の達成に向けて、以下の4つのサブテーマを設定し、分担して取り組む。
(1) 知識獲得と知識活用を連携させた学習モデルの構築，(2) 知識活用を促進するためのKBマップの拡張および協調学習機能の設計・開発，(3) 知識獲得と活用を統合した拡張型KBマップシステムの開発と、その運用モデルの構築，(4) KBマップを用いた知識獲得・活用の連携学習の分析および評価
2024年度は、KBマップへの新機能の実装と、インドネシアの国立大学における利用データの分析を行った。その結果、KBマップによるフィードバック後に学習者がアノテーションを追加することで、単なる正誤の確認にとどまらず、自身の理解の不十分な点を自覚しやすくなる可能性が示唆された。
また、インドネシアでの実践におけるデータ分析からは、学習内容をKBマップで整理した後に演習やディスカッションを行うことで、ディスカッションの質が向上することが確認された。
これらの成果は、(1) 学習モデルの構築、(2) システム機能の設計・開発、(4) 学習効果の分析・評価という3つのサブテーマの進展に寄与しており、今後はこれらの成果を踏まえて、(3) 拡張型KBマップシステムの開発と運用モデルの構築を進めることで、本研究の目的達成につなげていく。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまで複数の大学において、基礎知識の獲得にKBマップを導入し、そのうえで獲得した知識を活用する活動を組み込んだ授業の設計・実施を行ってきた。今後は、これらの実践事例の分析を通じて、知識活用を支援するためのKBマップの拡張および協調学習機能の設計・開発を進める。
現在、日本の大学および小学校における実践利用を計画しており、各校でデータを収集・分析することで、KBマップによる知識獲得支援が知識活用に与える影響の解明を目指す。
林・平嶋は、知識活用を目的として、学習者同士の協働や情報ソースの参照を可能にする機能をKBマップシステムに実装する。
重田・杉浦は、反転授業形式での実践を担当する。これまでの研究成果を踏まえ、KBマップを基盤とした反転授業のデザインを行い、質的・量的の両面から学習効果を評価するための分析手法の開発を進める。
また、長濱・津下は、大学や小学校における協調学習環境を想定し、知識活用支援を目的としたKBマップを用いた学習の枠組みを計画している。知識やアイデアの比較・発展を支援する機能を活用しながら授業実践を行い、授業モデルの構築とシステムの実装を推進する。
さらに、峰松は、これらの実践を通じて得られたデータを対象に、機械学習的手法を用いた分析方法の確立を目指す。
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