2022 Fiscal Year Annual Research Report
Analysis of Concept Formation Process of Peer Instruction Using AI and Development of Website
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20K03162
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| Research Institution | Kanazawa Institute of Technology |
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Principal Investigator |
工藤 知草 金沢工業大学, 基礎教育部, 准教授 (90759515)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中村 晃 金沢工業大学, 基礎教育部, 教授 (60387355)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ピア・インストラクション / 概念問題 / AI / 数学 / ウェブサイト |
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| Outline of Annual Research Achievements |
最終年度に実施した研究の成果は、数学Ⅰ、数学Ⅱ、数学Ⅲの概念問題を開発し、Web上で公開し、概念問題にインタラクティブに回答できるWeb環境を整えた。ここで、ハイパーリンクにより、不足している知識を補完できるように工夫した。さらに、VBA（Visual Basic for Applications）を用い、データ分析と概念形成を可能にしたインタラクティブ教材を開発し、Web上で公開した。振り子の実験において、8つの測定データの中からランダムに測定データを読み込み、問題に回答すると、読み込んだ測定データに応じて自動的に正解と解説を表示するプログラムを開発した。繰り返し学習によりデータ分析能力を培うことができる。また、人工ニューラルネットワークにより間違えやすい概念を詳細に分析した。概念問題の詳細な解説ページを一部、作成したが、今後、さらに、充実させる必要がある。
研究時間全体を通じて実施した研究の成果は、人工ニューラルネットワークやt検定などの分析手法を用いて、間違えやすい概念を詳細に分析した。線形代数，確率統計、微積分学、数学Ⅰ、数学Ⅱ、数学Ⅲの170問以上の概念問題を新規にWeb上で公開し、将来、技術者を目指す高校生や大学生が、インタラクティブに概念形成できるWebサイトを開発した。不正解の際には、ハイパーリンク先のページで関連する知識を学習し、知識を補完しながら学習できるように工夫した。さらに、高校生や大学生が、データ分析能力を養い、概念形成することを可能にしたインタラクティブVBA教材を開発し、Web上で公開した。本研究をまとめると、高校や大学の先生が、数学のピア・インストラクションを導入した授業を容易に実施できるWeb環境を整えるとともに、将来、技術者を目指す高校生や大学生が、インタラクティブにデータ分析と概念形成をすることを可能にしたWebサイトを新規に開発した。
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| Remarks |
線形代数、確率統計、微積分学、数学Ⅰ、数学Ⅱ、数学Ⅲの概念問題を170問以上、Web上で公開し、高校や大学の先生が、ピア・インストラクションを導入した数学の授業を容易に実施できるWeb環境を整えるとともに、将来、技術者を目指す高校生や大学生が、インタラクティブにデータ分析と概念形成をすることを可能にしたWebサイトを新規に開発した。
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