可視化機能を利用した概念形成・知識の再認識支援の研究-電気磁気学を対象として-

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08680247
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: Fukui National College of Technology
• Principal Investigator: 藤原 正敏 福井工業高等専門学校, 電子情報工学科, 教授 (80042977)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 澤井 達夫 福井工業高等専門学校, 電子情報工学科, 教授 (20026131)
• Keywords: 概念形成 / 知識獲得 / 情報の可視化 / 知識の再認識 / 知識表現

Research Abstract

電気磁気学を学ぶ上で非常に重要な概念である「電界」「電位」理解支援のための『操作型学習環境』をオブジェクト指向による実現という形で研究を行っている.これらの概念は,直接目で見えるわけでなく,抽象的で仲々理解しにくい.従って,仮想空間に点電荷を置いたり,取り除いたり,種々の学習者の操作を通して,その世界をマクロ的に捉えたり,ミクロ的に捉えたり,別の切り口で捉えたり,変化の様を捉えたりするため知識の表現,可視化機能を活用した『学習環境』に関する研究を行っている.
そのための基礎研究として,
1)対象を記述する知識・概念の知識表現
2)学習者の操作と場の視覚的提示
3)発見誘導学習の仕掛け が,重要である.
本年度は,1)2)に重点を置いて,次の3つのサブテーマについて研究を行った.
1)次のような知識をさらに粒度の細かいものに階層化した.
・「静電界」を構成する知識表現:概念,概念間の関係,それらの属性など
・「静電界」において成立する法則
・法則を記述する数学的知識
オブジェクト指向論理型言語CESPを使用して作成した.
2)静電場の定性的な理解を支援するため典型的な場の電位,電界の可視化を行った.
可視化ソフトウェアAVSは,京都大学大型計算機センターのものをネットワークを介して,利用する形態をとした.
3)同一対象に対して概念・知識,属性,単位,場の拡り等を異なったレベルで表現可能な知識表現法の検討を行った.