2021 Fiscal Year Research-status Report
数学活用のための概念の複層的理解を支援するウェブ教材のデザイン
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20K03268
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| Research Institution | Akita University |
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Principal Investigator |
小林 真人 秋田大学, 理工学研究科, 准教授 (10261645)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小林 弥生 聖霊女子短期大学, その他部局等, 講師(移行) (40837134)
山本 稔 弘前大学, 教育学部, 准教授 (40435475)
横山 洋之 秋田大学, 情報統括センター, 准教授 (80250900)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 数学活用 / ウェブ教材 / 複層的理解 / 大学基礎教育 / 接続教育 / 概念習得 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
（コンテンツの作成）大学初年次教育で学ぶ微分積分の教程のうち，微分についての部分を，「微分とは」「微分のテクニック」「微分の応用」の3分野，全11セクションに分け，微積分を学習あるいは活用する上で鍵となる概念についての体験型教材を配した教材を作成し、学習支援システムに組み入れた。体験型コンテンツでは主にGeoGebraを利用し、学習者が自らグラフを動かし，観察と確認を繰り返すことにより概念の理解を促すという方略をとった。
（教材デザインの検討と評価）これまでに学習した内容や他分野との関連付けを促すのに効果的な表示や案内方法を検討した。その結果，アイコンを準備し，ページ間の相互参照をしやすいインデックス付けを工夫し，実装した。またコンテンツの狙いや位置付けを明確にする方法を検討し，教材に反映させた。概念理解が主となるセクション，式変形が主となるセクション，実践的な計算が主となるセクションなど，セクション間には大きく異なる特質があることに着目し，それぞれの特質に合わせた形式を取り入れた。高校生に向けて，「感じて学ぶ」というコンセプトを実践した授業2種目3件を行い，その反応を通してコンセプトの検証および教材へのフィードバックを行った。また，過去に実施し，本教材作成の端緒となった同種の授業についても生徒の反応を改めて分析し，教材デザインに反映させた。
（動向調査）数学，科学教育系の学会に参加し，ICT を用いた数学教育および，教材評価やケーススタディについての動向調査を行った。
（成果の公表）教材作成の狙いと，それを実現するコンテンツの紹介を論文にまとめて公表した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
コロナ感染体策による交流制限，遠隔授業継続に関わる通常業務の増大が終わらず，今年度も予定した対面作業をオンライン実施に切り替えたたために，検討や作業時間が不足した。また，国内外のウェブ教材の開発，運営者と対面し，開発意図や運用効果の細部について議論する機会が取れなかった。一方で，本研究で評価に用いる教材試作の完了に目処がついたこと，ウェブによる学会参加等により，流通する教材評価について知見を得，次年度の評価方法について議論が進んだことから判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
（評価版教材の準備）試作した教材に，理解の定着を促すための演習用問題や、理解を深めるための発展的な問題を追加し，細部を整えて評価版を完成する。
（評価法の検討と実施）外観デザインに捉われずに概念の複層的理解の効果を適切に検証する方法を検討し，数名の大学生による全般的な評価と，随時使用による評価，単元を絞っての高校生による評価を混合して行う。大学初年次生による評価については，授業成績への影響を考慮し，実施時期を配慮して設定する。
（成果の取りまとめ）評価用教材の効果を分析して取りまとめ，完成した教材を公開する。
（教材の拡充）微分の導入に至る関数概念や，積分，線形代数などの分野で優先順位を定めて教材を作成し，次期の研究に繋げる。
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| Causes of Carryover |
計上していた調査と討議のための旅費は，感染症が収束せず，オンライン実施となったために使用しなかった。第3年度に感染症の流行状況を見ながら一部を執行し，残部は，計画時には予定していなかった，多機種での使用感検証のための機材の購入と，今後の運用を見込んだサーバ機能の増強にあてる。
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| Remarks |
(1) 「感じて学ぶ微積分」教材サイト
(2) 感じて学ぶというコンセプトに基づく高校生に対する授業実践
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