2017 Fiscal Year Research-status Report
ニュートン力学概念の獲得と概念図の解釈および描画に関する研究
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16K01034
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| Research Institution | Tokai University |
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Principal Investigator |
佐藤 実 東海大学, 清水教養教育センター, 講師 (10328099)
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2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ニュートン力学概念 / 概念図 / 視線追跡 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ニュートン力学概念の理解度と図の描画の相関に関する調査の信頼性向上については，調査対象者に図を描画させる方法および描画させる図の内容と，調査対象者が描画した図の評価方法についての検討を重ねた．具体的には，調査対象者に描画させた図の分類方法および調査対象者の力学概念調査の結果と調査対象者に提示する図の理解度についての相関を取る方法についてさらに検討した．
ニュートン力学の学習者にとって理解しやすい図の特徴の抽出については，調査対象者に提示する図の違いと調査対象者の力学概念の理解度の相関を取るために，教科書などに載っている図版の複雑さについての指標が必要となることから，フラクタル次元を用いることで図版の複雑さを数値化する方法を開発し，妥当性について検討した．フラクタル次元を用いた図版の複雑さの指標は，教科書などに掲載されている図を学習者がどのように見て，どのように解釈しているかを明らかにするための視線追跡装置を用いた調査においても利用することを予定しており，視線追跡装置による調査を実施する目処が立った.
図の描画によってニュートン力学概念の理解度を評価する方法の確立については，調査対象者が描画した図の評価に視線追跡装置を使用する計画だったため，図版の複雑さについての指標の検討が十分ではなかったことから視線追跡調査の実施が困難であり，図の描画時間や描画順序，視線の移動などの記録項目の検討にとどまった．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
導入した視線追跡装置(Tobii X2 アイトラッカー)を使用した調査では，被験者のニュートン力学概念の理解度と提示した，または描画させた図との関係性について視線追跡調査を実施する計画だったが，図版の複雑さについての指標についての検討が十分ではなかったことから視線追跡調査の実施が困難だった．フラクタル次元を用いた図版の複雑さの数値化の手法を開発したことで，視線追跡調査を実施する目処が立った.
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| Strategy for Future Research Activity |
ニュートン力学概念の理解度と図の描画の相関に関する調査の信頼性向上については，数人から数十人適度の規模で調査を実施する．ニュートン力学の学習者にとって理解しやすい図の特徴の抽出については，図に使われている要素によって学習者の理解度に影響があるのかについて視線追跡装置を用いて測定する．理解度の高い図と低い図を比較し，理解度との間に相関のある図の要素を抽出する．また抽出結果を基に高い理解度が期待される図を作成し，その効果を視線追跡装置により検証する．図の描画によってニュートン力学概念の理解度を評価する方法の確立については，描画によるニュートン力学概念調査を作成し，調査を実施する．
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| Causes of Carryover |
(理由) 視線追跡装置を用いた調査を実施することができなかったため，計画していた研究成果を得ることができず，国際会議への参加を見送ったため．
(使用計画) 視線追跡装置を用いた調査を実施するできるようになったため，実施予定だった調査対象者への調査を行い，研究結果の公表と議論のために国際会議に参加する．
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