2019 Fiscal Year Research-status Report
進化した３つのアクティブ化により授業から自学までをAL化する実践的効果検証
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18K02884
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| Research Institution | Oyama National College of Technology |
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Principal Investigator |
鈴木 真ノ介 小山工業高等専門学校, 電気電子創造工学科, 教授 (10369936)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小林 康浩 小山工業高等専門学校, 電気電子創造工学科, 准教授 (40580858)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | AL(アクティブ・ラーニング) / 電磁気学 / 工学教育 / AR（拡張現実） |
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| Outline of Annual Research Achievements |
電磁気学を中心とした各種授業の理解力向上を目的とした本研究において，今年度は①A-txtシステムの電磁気学授業への試験的導入，②A-note資料の解析・AIによる理想ノート創出，③Unity版A-txtの開発，④実験テキストを含めた電磁気学以外へのA-txtの導入に取り組む予定である．
①については，電磁気学授業にて配布している，講義内容の穴埋め資料にA-txt化を施し，記載例や追加情報を埋め込んだ．各自の端末への独自開発アプリのインストールが必要なため任意利用にとどまったが，利用者からはおおむね好評であった．なお，今回学生向けのアプリケーションとしては，ほぼ実用段階に達しているiOS版，Android版の両者を提供した．②については，学生の手書きノート画像の特徴量に基づいたモデルノート画像生成の基礎開発段階として，DCGAN(Deep Convolutional Generative Adversarial Networks)と呼ばれるフレームワークを用い，③については，OSに依存しないUnity版の開発に着手し，実用段階とされるiOS版とほぼ同様の機能を実現した．なお，Android版で問題となった3Dコンテンツ表示やAR状態での表示についても解決されており，かつ，Android版よりも軽快な動作を実現することができた．④については，連携協力者と協議を重ね，実験・実習や文系科目への適用の見通しが立った．具体的には，実験・実習については，測定機器や使用機器の一部をマーカとし，機器の使用方法や回路作成のための配線手順の動画による説明や，英語・歴史などの文系科目については，テキストに端末をかざすことで，Webの無料サービスにより発話させた音声データの再生や，教員が厳選した各種Webサイト上の関連情報への自動誘導などがあげられる．
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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
年度当初に申請した交付申請書に記載した内容をほぼ達成しているため，概ね順調に進んでいる．ただし，自著書籍のA-txt化については昨年度出版社を変更し，書籍の構成自体を変更することとなったため，次年度に引き続き対応する．A-noteの解析については，前述の通り，AI・ディープラーニングの要素を含むDCGANによる画像解析・出力により，モデルノートの領域出力についてはおおむね良好な成果を得たので，よりサンプル数を増やすことにより，実ノート出力の達成を目指す．また，A-txtシステムはUnity版に移行したことにより，OS依存性をなくし，開発期間短縮やメンテナンス性を改善することに成功するとともに，Android版の問題も改善することができた．申請当初Unityを用いることは想定していなかったが，結果的には良好な方針転換だったといえる．本件については引き続き，合同会社コベリンの協力を仰ぎ共同開発を行う予定である．
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は，概ね，申請当初に提出書類に記載した通り，①A-txtシステムの電磁気学授業への本格導入，②Unity版A-txtの改良，③電磁気学以外（実験，文系科目，学外）へのA-txtの導入，④A-note資料の解析・AIによる理想ノート創出に取り組む予定である．
①，②については，Unity版に移行することで，マーカへのコンテンツ登録や学生との意見交換システムの再構築が必要となったため，その点を含めUnity版を総合的に改良する．それを授業に適用することで，学生の学習効果を検証する．③については，昨年度連携協力者と協議した内容を実践すべく，それぞれのコンテンツ制作および実験指導書や配布資料などのA-txt化を図る．また，学外への展開として，初等教育への展開（小中学校教材のA-txt化と効果検証）も試みる．④については，サンプル数の増加とさらなる解析進めることで，より具体的なモデルノートの出力を目指す．また，次年度が研究遂行期間の最終年度であるが，A-txtの開発とその効果検証がおおむね終了する見通しが立つようであれば，期間内の前倒し申請も視野に入れて今年度の研究を遂行する．
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| Causes of Carryover |
残額は1万円未満であり，物品費・旅費の見積もりとの差額分である．次年度予算と合算して用いる．
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