2020 Fiscal Year Annual Research Report
The construction of the system to restore learners' manipulation of mathematical content and its use to analyze their thinking process
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18K02872
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| Research Institution | Toho University |
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Principal Investigator |
金子 真隆 東邦大学, 薬学部, 教授 (90311000)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高遠 節夫 東邦大学, 理学部, 訪問教授 (30163223)
北本 卓也 山口大学, 教育学部, 教授 (30241780)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 動的幾何 / 操作ログデータ / Moodle / 数学探求学習 / Productive Failure |
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和２年度は、新型コロナウィルス感染拡大によって対面での教育実験の実施が難しい状況に陥ったことから、Moodleに実装したCindyJSの操作・ログ取得のプラグインを利用し、遠隔授業の中で学習者に動的幾何コンテンツを操作させた上でそのログを解析する作業を中心に研究を進めた。対話ログとの対照によってある程度操作パターンに対応した思考プロセスが把握できている「関数の多項式近似」に関するシミュレーション用のコンテンツを用い、多数の学生にこれを操作させる方法をとった。全対象者一斉のタイミングでの実施が難しかったことから、これまでの知見に基づいて作成した介入用のビデオを一部の対象者に視聴させ、そうでない対象者との間で操作パターンに差異がないか分析し、介入の効果を検討するフローを中心に進めた。
数学における概念の理解に関する先行研究により、他教科のそれと比べ、数式表現や図的表現との間の連関をとった形の理解が求められる点に特有の難しさがあることが指摘されてきたため、単項式の次数と対応するグラフの上下関係を説明することを介入のポイントとした。その一方、操作ログの解析については、探求学習に関する先行研究で、学習者によるProductive Failureの有効性が指摘されてきたため、どれだけ幅広い探索が行われたか定量化することをポイントとした。その結果、介入を実施した群の学習者について、そうでない群と比べ、最終的な探索結果には必ずしも結びつかないものの、「無限小の次数を理解する」という学習目的に照らして試されるべきトライアルが有意に多く発生していることが確認された。
以上の結果については、国内では京都大学数理解析研究所の共同研究にて報告した。また、海外でも結果を公表する方向で準備を進めている。
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