2017 Fiscal Year Research-status Report

インタラクティブな電子書籍の開発とLMSを活用した物理教育

Research Project

Project/Area Number	16K01155
Research Institution	Hiroshima National College of Maritime Technology
Principal Investigator	藤原滋泰広島商船高等専門学校, 一般教科, 准教授 (20390495)
Project Period (FY)	2016-04-01 – 2019-03-31
Keywords	物理教育 / e-ラーニング / 電子書籍 / LMS（Blackboard） / 微分積分と力学 / 学習到達度試験 / アクティブラーニング / 放射線教育
Outline of Annual Research Achievements	本研究では、基礎物理についてのインタラクティブな電子書籍を開発し、LMS（Blackboard）上でのオンラインテストを連携させ、ICTを活用した物理教育について研究を行っている。今年度は、主に以下の研究を推進した。 ①微分積分と力学についての、計算の図解を多用した電子書籍「微分積分を用いた力学」に、平成25年度と26年度の学習到達度試験（物理）第9領域の過去問演習の章と練習問題ウィジェットの章を追加した。また、要点のまとめの章に、ギャラリー機能を用いた解説を加筆した。 ②Blackboard（https://bb.kosen-ac.jp）上の「物理（3年）」のコースから、当校の学生達に向けて電子書籍を配信し、授業等で活用させた。一般に向けても、ホームページ（http://www.hiroshima-cmt.ac.jp/faculty/ippan/007.html）から配信・公開を開始した。 ③予習・復習での電子書籍の使用を促すことで、授業中のアクティブラーニングの時間を設け、ICTを活用した物理教育を継続した。 ④Blackboardのホームページ「物理（3年）」上での、オンラインテストに計算編を追加することで、正誤問題による“概念理解の確認”だけではなく、“解析力のチェック”も出来る様にeラーニングを行った。計算編のオンラインテストでは、約8割～９割の高い正答率となった。平成29年度の学習到達度試験の第9領域の平均点は18.1点であり、昨年度比で1.5点の上昇となった。視覚的な分かり易さに配慮した電子書籍とLMSによる学習の継続効果が現れたものと思われる。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 電子書籍の開発は順調に進み、Blackboard上の「物理（3年）」のコースから、当校の学生達に向けて電子書籍を配信するだけではなく、一般に向けて、ホームページ（http://www.hiroshima-cmt.ac.jp/faculty/ippan/007.html）からも配信・公開を開始した。授業での活用に際しては、各自のスマートフォン、もしくは配布したiPadによって電子書籍を起動させ、図解を表示するギャラリー機能、メモ機能や学習カード機能、練習問題ウィジェットといった、iBooksならではのインタラクティブな機能を使用しながら、問題演習に取り組ませた。微分積分と力学についてのアンケート（3年生のうち130名が回答）では、電子書籍のギャラリー機能による図解（傾きや面積についての解説など）は、微分積分による力学を理解するのに役立ったと回答した学生は、75名（約58%）であった。また、オンラインテストは理解度のチェックに役立ったと回答した学生は、一問一答編が90名（約69%）、計算編が88名（約68%）であった。アンケートの回答の理由欄には、「数字だけではなく、図で解説を見ることによって、より理解でき、頭に残った」、「元のグラフとの変化が、指一本スワイプするだけで出来るのが良かった」等々の好評が書かれてあった。今年度、新たに追加した、解析力をチェックする為のオンラインテストでは、約8割～9割の正答率となり、平成29年度の学習到達度試験の第9領域の平均点は、昨年度比で1.5点の上昇となった。以上の様に、電子書籍の一般公開と授業等での実践、2種類のオンラインテスト、アンケート、平成29年度の学習到達度試験の結果ともに、全て概ね良好な進展結果が出ている。
Strategy for Future Research Activity	インタラクティブな電子書籍とLMSを活用した物理教育の研究のために、今後は以下の4つの研究方策を推進する。 ①電子書籍を活用した効率的な講義や自学・自習を行うことで、授業中は学生同士の意見交換や教え合いの時間をより多く作り、学生をファシリテートする指導を行う。 ②オンラインテストの結果、理解度を落とす原因として明らかとなった、合成関数の微分の適用や積分定数の計算、各成分への分解に対応できる力を養うべく、物理数学についての補章を電子書籍に追加し、それに連動させたオンラインテストも実施する。 ③簡易な正誤問題のオンラインテストに加えて、文章表現をグラフ表現に変換する問題や、並べ替え問題、論述問題等々を追加し、問題形式を多様化することで、学生達により深く考えさせる様に工夫する。 ④本研究の総括に向けて、Blackboardのホームページから得られたオンラインテストの成績の評定データと課題の提出状況、学習到達度試験の結果を分析し、教育効果の測定を行う。
Causes of Carryover	（理由）タブレット端末（iPad）の年度毎の低価格化と高性能化、新機種の発売等を見込んで、初年度に全台数を一括で購入するのではなく、最終年度にも追加購入が可能な様に、購入計画を変更したため。（使用計画）タブレット端末や電子書籍（iBooks）を開発するための物品の購入等に使用する。