Development of welding skill education support method based on user oriented structured skill information

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K11563
• Research Institution: Yokohama National University
• Principal Investigator: 松浦 慶総 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 特別研究教員 (70282960)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 技能教育支援 / 溶接技能 / 技能情報構造化 / 身体感覚情報 / 意識の賦活

Outline of Annual Research Achievements

令和2年度は，技能情報による学習効果の検証実験で得られた，学習者自らの気付きのプロセスの検討と身体感覚と品質評価の関係性の探求について詳細な検討を行った．本研究の目的では「効果的な」技能学習手法の開発としているが，その意味として学習者が成果物の品質と技能に関わる自らの身体動作の関係性を理解できるように支援することと考える．従来の技能教育では成果物の品質の評価および熟達者の身体動作を基準とした誤差判定を中心とした方法がほとんどである．したがって，学習者は熟達者の動作を模倣する学習に注力することになり，学習者自身の技能と身体の使い方，成果物品質の関係性を構築する作業をすることはほとんどない．今回実施した実験では，予め学習者に成果物品質と道具，身体部位，身体感覚の関係性を提案した構造化技能情報で提示し，さらに技能実施中に注意する要因を明示する新たな指導法で実施した．
具体的な指導内容は，溶接品質に直接影響をする溶融池とアークの状態を良好にするためには，溶接棒が運棒中に母材から離れないようにすることであり，離れる原因はホルダーを母材側に移動しないことであることを，構造化技能情報で提示した．母材方向に動かす速さは，溶融池の大きさで判断する．なお，その時のホルダー操作に対して余分な力が上腕に入らないような姿勢を予めイメージする．
以上の指導方法は全く新しい方法であり，溶接品質と動作の関係性，技能動作中のモニタリング，身体感覚への注意と明確に分けて指示し，技能に関する感覚器の賦活を促すことで，気づきを創発することを目指している．これにより，溶融池の安定性に直接関係するアーク状態と，ホルダー動作との関係性を，学習者自らが実験中に「仮説ーイメージー試行」を実施し，さらに言語化して情報を共有しようとした．

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

昨年度の実績報告書で掲載をした令和2年度の研究予定では，最終年として「学習者および教授者の要求する技能熟達度に対応した評価項目の選択を，QFDを適用することでシステマティックに行うユーザ指向型技能情報構造化システムの開発」を行うとした．しかし，COVID-19の全世界的蔓延に伴う大学の閉鎖およびリモート教育への移行により，11月頃まではその対応で研究を進めることができなかった．特に溶接の検証実験等は被験者を依頼するのであるが，実施は不可能であった．したがって，これまで得られた検証実験結果の解析と，新たな知見探求を実施した．

Strategy for Future Research Activity

令和3年度は，最終年度として学習者および教授者の要求する技能熟達度から，熟達度に対応した注意要因と評価項目をQFDによりシステマティックに選択することが可能なユーザ指向型技能情報構造化システムの開発を行う．
提案した技能情報構造化手法から新たな技能教育情報を作成し，要求された熟達度に対応した重要度を検討して各要因にQFDを適用する．また，被覆アーク溶接の検証実験を実施し，「意識―注意―評価」属性が身体動作や溶接品質にどのような影響を与えているかを定量的に解析する．この結果から，計測した客観評価量（項目）とQFDによる評価の比較により，知識と動作結果の関係性を明らかにする．
最終的に得られたデータから熟達度に応じた学習情報データベースシステムを構築し，気づきの創出をする学習情報提示システムを開発する．

Causes of Carryover

令和2年度ではCOVID-19の全世界的蔓延に伴う大学の閉鎖およびリモート教育への移行により，11月頃まではその対応で研究を進めることができなかった．特に溶接の検証実験等は被験者を依頼するのであるが，実施は不可能であった．
次年度は，最終年度としてシステム構築および成果発表（旅費，投稿料等）での使用を予定している．