| Project/Area Number |
24K00453
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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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 City University |
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Principal Investigator |
毛利 考佑 広島市立大学, 情報科学研究科, 准教授 (60796001)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
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)
松原 行宏 広島市立大学, 情報科学研究科, 教授 (30219472)
岡本 勝 広島市立大学, 情報科学研究科, 講師 (30453210)
平見 信之 広島市立大学, 情報科学研究科, 特任助教 (80824333)
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| Project Period (FY) |
2024-04-01 – 2029-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,940,000 (Direct Cost: ¥13,800,000、Indirect Cost: ¥4,140,000)
Fiscal Year 2028: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2027: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2026: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2025: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2024: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
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| Keywords | ラーニングアナリティクス / バーチャルリアリティ / 教育データ |
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| Outline of Research at the Start |
近年，コロナ禍の影響により，オンライン授業やリモート授業が増加し，VR技術を用いたオンライン授業やリモート授業に関する研究が盛んに行われるようになってきている．現状のVRを用いた教育に関する研究は，VR空間において教育・学習を支援できる環境の構築及びその構築したシステム評価をするものが多く，VR空間内で収集することができる教育・学習データを教育・学習の改善に活かす取り組みまで至っていない．
本研究では，VR講義で収集した教育・学習データを可視化・分析することで学習者の理解度のモデル化や学習者の学習行動を把握できる学習分析ツールを研究開発及び学習効果を向上することができるかの検証を行う．
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年，コロナ禍の影響により，オンライン授業やリモート授業が増加し，VR (Virtual Reality) 技術を用いたオンライン授業やリモート授業に関する研究が盛んに行われるようになってきている．VRを用いた授業では，場所の制約がなく，自宅にいながらHMD (Head Mounted Display)を装着することで，VR空間内に構築された教室や実験室で，対面授業や実際の実験・演習に近い疑似体験を提供することが可能になり，高い学習効果が得られることが明らかになった．しかしながら，現状のVRを用いた教育に関する研究は，VR空間において教育・学習を支援できる環境の構築及びその構築したシステム評価をするものが多く，VR空間内で収集することができる教育・学習データを分析・可視化することで，教育・学習の改善に活かす取り組みまで至っていない．また，VRを用いた実験・演習では，講義側で収集した教育・学習データとの連携が行われておらず，学習者の理解度に応じて個人に適したVR演習教材の提供まで至っていない．
本研究では、これまで研究を行ってきたデジタル教科書システムをVR講義で利用できるように拡張し，VR講義における学習者の教育・学習データを収集する．そして，収集した教育・学習データを可視化・分析することで学習者の理解度のモデル化や学習者の学習行動を把握できる学習分析ツールを研究開発する．さらに，モデル化した理解度に応じて個人に適したVR教材を提供することで学習効果を向上することができるかの検証を行う．
今年度は、VR教室内でデジタル教科書システムが利用でき、ログが収集できるようにシステム開発を行った。また、その収集したログを可視化することができる学習分析ツールの開発を進めた。研究の公表した論文誌、国際学会及び国内学会は以下のとおりに示す。
・IJMLOの国際論文誌に採択。
・LTLEの国際学会に1件発表。
・ET研究会で発表
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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
本研究では、バーチャル教室とデジタル教科書システムを統合し、ログを出力し、それらを分析・可視化する機能を開発を行うことができた。これらの成果は既に論文化しており、おおむね順調に進展しているといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究推進として以下の通り進めていく。
(1) VR教材とVR教室の連携：物理の鉛直投げ上げや滑車の原理，化学の液体反応や電気分解におけるイオン反応などを体験できるVR学習環境を構築しており，VR教材として提供する前段階は整っている．これらのVR教材をVR教室で受講した学習内容と連携する仕組みを開発していく．
(2) 学習分析ツールの研究開発と有用性の評価:「教材の閲覧状況」，「演習課題の状況」，「小テストの状況」などの三軸からなるレーダチャートを生成し，学習者の理解度を把握できるようにシステム開発する．また，アイトラッキングを搭載したHMDから収集できる学習者の視線の動きや瞬きの回数などの生体データを利活用することで，教材の各ページの注視状況をヒートマップ化し，各学習者の注視している箇所を検出できる仕組みを確立する．
(3) 研究成果の公表：昨年度同様に国際学会LTLEやICCEなどに積極的に投稿していき、成果を公表していく。
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