2022 Fiscal Year Annual Research Report
実際の実験器具を用いたAR型化学学習支援システムの開発
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20K03070
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| Research Institution | Hiroshima City University |
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Principal Investigator |
岡本 勝 広島市立大学, 情報科学研究科, 講師 (30453210)
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2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | バーチャルリアリティ / 学習支援 / 理科学習 / ヘッドマウントディスプレイ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度までの開発機器を中心に操作性評価などの検証実験を行いながら、新たなインターフェースに適した学習フィードバック手法や学習用コンテンツの構築案を検討した。複数人での検証実験を行っていく中で、新しい手法での仮想実験が従来のデバイスで行ってきた仮想実験と比較して複雑となってきていることもあり、教示側が想定していない点にのみ注目したり、必要となる仮想実験器具を用いることなく実験を進めようとし続けるなどの新たな課題が発見されてきた。そのため、最終年度の研究内容として、仮想実験の結果を観察する際に、ミクロな視点とマクロな視点をつかいわけながら実験観察を進められる機能の実装や、同時に発生する複数の化学反応をいくつかのサブ集合に分割して、段階的に観察を進められるようなバーチャルリアリティ環境における仮想実験だからこそ行える仮想実験の手法を提案し、ヘッドマウントディスプレイを用いた環境で実装した。実装した実験環境での被験者実験を通じて、実験を進めるうえでの適切なフィードバックの在り方や、仮想実験家庭の提示方法の違いによる事後テストでの成績への影響などの検証を進める中で、適切な段階的提示手法の検討を進めていき、従来の仮想環境での実験提示を用いた学習結果よりも事後テストの結果および被験者の主観評価においても有効性が確認できた。
研究機関全体を通じた成果として、赤外線カメラによる手の認識機能を用いた仮想的な化学実験を行える環境およびユーザーインタフェースの実現とその環境内での学習支援手法の実装、被験者実験を通じた提案インタフェースを用いた学習手法の検証実験、実験を通じて得られた実験場の問題点に対する新たにマクロ的視点とミクロ的視点や実験結果のグルーピングと段階的提示プロセスを導入した仮想実験環境の導入が挙げられる。
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