2016 Fiscal Year Research-status Report
３Ｄモデルとタブレットおよび紙媒体を効果的に併用した数学教材の開発とその評価
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15K00944
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| Research Institution | Nagano National College of Technology |
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Principal Investigator |
濱口 直樹 長野工業高等専門学校, 一般科, 教授 (00369977)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高遠 節夫 東邦大学, 理学部, 訪問教授 (30163223)
大島 利雄 城西大学, 理学部, 教授 (50011721)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 3Dモデル教材 / 空間図形 / KeTCindy / KeTpic |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高専および大学初年級の数学教育における図形を用いた教材については、最近では、紙媒体の配付教材に加え、スライドやタブレット、立体モデル等、様々な形で学生に提示できるようになってきた。我々が整備を進めている教材作成支援ツールKeTCindyを用いることにより、これらの様々な形の教材のためのデータを容易に作成することができる。平成28年度においても、研究打ち合わせを重ねながら整備を進め、特に最新版のKeTCindyには、図形教材のアニメーション表示を含むpdf形式のスライド作成機能を充実させた。このスライドを中心に置き、紙媒体教材、タブレット、立体モデルを併用する授業を設計して、実験授業を実施した。授業のテーマは、極座標変換を用いた重積分の計算で、対象としたのは大学1年生である。
タブレット教材や立体モデル教材は、空間図形の「形状」の把握に関しては、いうまでもなく効果は大きいが、それらだけでは数学的な情報を理解することは難しい。これらを踏まえ、紙媒体教材、スライド、タブレット、立体モデルを併用することによる教育効果を検証したところ、タブレットや立体モデルは、空間図形の形状の理解だけにとどまらず、極座標変換を用いた重積分の公式という数学的な内容の理解の助けとしても有効であるという傾向が見られた。学生は、タブレット上で図形を扱い、立体モデルを手にしながら、数学的な情報とともにスライド上でアニメーション機能を用いて提示される同じ図形を目にすることになる。極座標変換による重積分の公式がどのように導かれるのか、その積分の値がどの立体の体積を表すのか等の内容につながりができ、それらの理解の助けになると考えられる。
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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
KeTCindyの整備が進み、数学教材の作成を容易にするという目的については、予想以上の進展を見せている。教材の検討、授業設計および実験授業による教育効果の確認も行われ、おおむね順調であると考えられる。さらにいくつかのテーマについて、授業設計、実験授業を行い、検証を進めていく予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
図形教材の作成が容易となり、インタラクティブな授業設計が可能となった。これまでの成果について教材作成ワークショップや国内外の学会において発表を行うとともに、研究分担者や研究協力者との打ち合わせを重ね、教材の検討を行う。
いくつかのテーマに対し、授業設計を行い実験授業を実施する。教材の併用による教育効果は、当初の予想を超える部分もあり、その内容について検証する。
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| Causes of Carryover |
立体モデル作成のための材料は長期間の保存が好ましくないため、次年度使用分に充て計画的に購入することとした。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
立体モデル作成のための材料および教材として使用するタブレット端末を購入する。また、研究成果を国内外の学会で発表するための旅費として使用する予定である。
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