2020 Fiscal Year Annual Research Report
STEM教育における抽象概念の直感的理解を促す身体化認知に基づく学習環境の研究
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17H01975
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| Research Institution | Tamagawa University |
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Principal Investigator |
久保田 善彦 玉川大学, 教育学研究科, 教授 (90432103)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
葛岡 英明 東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 教授 (10241796)
鈴木 栄幸 茨城大学, 人文社会科学部, 教授 (20323199)
舟生 日出男 創価大学, 教育学部, 教授 (20344830)
望月 俊男 専修大学, ネットワーク情報学部, 准教授 (50379468)
加藤 浩 放送大学, 教養学部, 教授 (80332146)
中野 博幸 上越教育大学, 学校教育実践研究センター, 教授 (90547051)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 科学教育 / 理科教育 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は， STEM 教育における抽象的概念を直感的に理解するための方略として，身体化認知の理論に着目した。また，抽象的概念に関わる認知として「空間的視点取得」に焦点を当てた。そこで，一人一台環境のタブレット端末の活用を想定したAR(Augmented Reality)教材とその学習プログラムを開発した。検証を行った単元は，小学校「太陽の動きとかげ」，中学校「天気の変化（等圧線）」，中学校「日周運動」，中学校「月の満ち欠け」である。各教材は身体化認知により「空間的視点取得」を支援する。検証の結果，学習効果が認められた。一方で，身体化認知の限界も明らかになった。そこで，「月の満ち欠け」教材は，仮想的身体移動の概念を援用し，アバタを使った空間的視点取得の支援も検討し，その効果を確認した。これらの研究から，身体化認知や仮想的身体移動による空間的視点取得の特徴から，学習環境のデザイン原則の一端を導出した。例えば，課題の認知負荷とのとの関係が示唆されたため，課題に応じた具体的な支援の在り方を提案した。また，テクノロジに頼らない身体化認知の在り方についても提案した。
開発教材の一部はアプリストアに無料公開され，多くの学校が活用している。
今後は，身体化認知や仮想的身体移動の精度を高める必要がある。そのために，脳科学の研究を参考とした教材や学習デザインを検討している。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(17 results)
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[Journal Article] Face-to-Face Holographic Agent Used as Catalyst for Learning and Employing Co-regulation in Collaborative Discussion2020
Author(s)
Mochizuki, T., Ishikawa, N., Egi, H.,Hisatomi, A., Ishii, Y., Yuki, N., Kubota, Y., & Kato, H.
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Journal Title
The Interdisciplinarity of the Learning Sciences: 14th International Conference of the Learning Sciences
Volume: 3
Pages: 1733-1734
Peer Reviewed / Open Access
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