Construction and analysis of STEM learning environment with exercises and chat function linked with visualization of knowledge structure

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K03154
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 09080:Science education-related
• Research Institution: Kanazawa Institute of Technology
• Principal Investigator: NAKAMURA AKIRA 金沢工業大学, 教育支援機構, 教授 (60387355)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 西岡 圭太 金沢工業大学, 基礎教育部, 准教授 (10748734) ; 工藤 知草 金沢工業大学, 基礎教育部, 講師 (90759515) ; 渡辺 秀治 金沢工業大学, 基礎教育部, 講師 (90717555) ; 秋山 綱紀 金沢工業大学, 基礎教育部, 講師 (00834425)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 数学 / 物理 / 知識構造 / チャット機能 / STEM / 演習問題 / eラーニング

Outline of Final Research Achievements

The number of pages of explanations and exercises for physics has been expanded, increasing the amount of content that can be studied. A function that automatically generates hyperlinks from the explanation pages to the related exercise pages has been implemented, facilitating access to the exercise pages and improving learning efficiency. We are currently working on improving the response capability, and have implemented chatbots on all pages, which can respond to questions from users and introduce them to related web pages. By utilizing these two functions and a network diagram that visualizes the knowledge structure, an efficient STEM learning environment has been realized. The developed physics exercises were used in a basic physics class, and received high evaluation from the students.

Free Research Field

eラーニング

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

今回、新たに取り入れた機能は、チャットボットに質問を投げかけたり、演習問題へのハイパーリンクを選択したり、能動的に学習に取り組むことにより個別学習の効率化を実現した。また、物理の演習問題を中心にコンテンツ開発を進め、学べる範囲も広がった。KIT STEMナビゲーションはインターネット上に公開されており、どなたでも利用することが可能である。コロナ禍で対面授業ができずリモートでの学習が余儀なくされたとき、STEMナビゲーションの利用は約2倍に伸びた。このように、教育のICT化が推進されている現在、無料で使えるSTEM学習環境を整えることは、情報化社会の発展に寄与でき、社会的意義はとても大きい。