2021 Fiscal Year Research-status Report
授業内容の項目関連構造分析に基づく授業設計と学習支援
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18K02887
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| Research Institution | National Institute of Technology, Kumamoto College |
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Principal Investigator |
松田 豊稔 熊本高等専門学校, 電子情報システム工学系TEグループ, 教授 (00157322)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | テキストマイニング / KH-Coder / 授業改善 / 項目関連構造分析 / オンライン教材 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、理工系専門科目における授業改善を目的として、授業内容の項目関連構造分析に基づく授業設計と学習支援を提案するものである。項目関連構造分析は、授業内容を多数の構成要素（学習項目）に細分化して、学習項目間の関連性と順序性を定量的に定め、授業科目を構成する学習項目の階層構造関連図として示すことである。本研究の初年度(2018年度)と2年度（2019年度）は、テキストマイニング用のフリーソフト「KH Coder」を用いて、熊本高専情報通信エレクトロニクス工学科５年の授業科目『電磁波工学』(以下「電波工学」)の項目関連構造分析を行った。2020年度と2021年度は、「KH Coder」を用いて「電波工学」の分野の学習項目の辞書作成を目的として、無線従事者国家試験問題（平成19年から令和2年までに実施された全36回の第1級陸上無線技術士無線工学B）から学習項目を抽出し、それを専門基礎と専門応用に分類し、それぞれの辞書を作成した。また、この辞書をもとに「電波工学」の各章の内容に対する共起ネットワークを考慮した授業の補助教材を作成し、授業で試行している。また、本研究では、学習項目間の関連性ととともに系統性や順序性を示す階層構造関連図を求めることを目的としていたが、共分散構造解析による学習項目間の順序性のデータ化を自動的に作成することは、学習項目数が多いことや学習項目間の関連が複雑で難しいことが分かった。
以上の研究成果をもとに、2021年度の後半から国家試験「第1級陸上無線技術士無線工学B」の自学学習用のオンライン教材を、Scrapbox を用いて作成している。Scrapbox はオンラインでメモ書きやノートを共有して保存・整理するためのツールで、リンク機能とタグ機能によって多数のページを簡単に繋げることができ、項目関連構造分析に適した教材作成が可能である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
2020年度と2021年度に (1) 学習項目のデータベースとなる辞書の作成と (2) 学習項目の関連性とともに順序性を示す共分散構造解析の２項目を実施した。課題(1)の辞書作成は、無線従事者国家試験問題（平成19年から令和2年までの全36回の第1級陸上無線技術士無線工学B）から学習項目を抽出し、電磁工学の学習において必要な基礎的事項の辞書「基礎用語」と専門的な内容の辞書「専門用語」を作成できた。しかし、課題(2)の共分散構造解析による学習項目間の順序性や関連性のデータ化（視覚化）を自動的に作成することは、学習項目数が多いことや学習項目間の関連が複雑で難しいことが分かった。そこで、学習項目間の関連性や順序性は、項目関連構造分析に基づく教材を作成する過程で加味するようにした。教材作成用のソフトウェアとしてScrapboxを用いることにしたが、その調査や選定に時間を要した。また、教材用のデータベース作成（問題文の図形や数式入力、解答・解説の作成、リンク及びタグの検討）に時間を要している。
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| Strategy for Future Research Activity |
申請課題の研究期間を延長することができ、本研究の成果である項目関連構造分析に基づく国家試験「第1級陸上無線技術士無線工学B」の自学学習用のオンライン教材をScrapboxを用いて作成する。
(1) データ入力 Scrapboxの編集単位であるページに、国家試験の問題文とその問題の解説・解答を入力する。
(2) 関連性・順序性 各問題文は、Scrapboxの「リンク」機能を用いて整理分類する。また、問題文や解説・解答文に出てくる学習項目には「タグ」を付け、学習項目の説明や学習に利用できるようにする。
(3) 採点・集計 Scrapboxには問題の採点や集計機能が無いので、本研究で作成した教材（試験問題）の採点や集計を自動的にできるようにする。
なお、これまでの項目関連構造分析の結果（重要な学習項目と学習項目間の関連性）を授業（熊本高専情報通信エレクトロニクス工学科５年の授業科目『電磁波工学』）に活用するために自習課題用のテキストを作成しており、2022年度も引続きこの自習課題用のテキストを学生に試行し、項目関連構造分析の有効性や課題（問題点）について検討する。
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| Causes of Carryover |
旅費に関しては、2021年度の研究成果を発表する予定であった令和3 年 電気学会 基礎・材料・共通部門大会（2021年9月）及び令和4年電気学会全国大会（2022年3月）が新型コロナウイルス感染症拡大防止によりリモート学会になり出張がなかった。
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