2022 Fiscal Year Research-status Report
Research on an education support system for elementary geometry based on handwriting behavior
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21K12157
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| Research Institution | Fukuoka University of Education |
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Principal Investigator |
藤本 光史 福岡教育大学, 教育学部, 教授 (20270241)
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2021-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | ユーザインタフェース / Webアプリケーション / 数学ソフトウェア / WebAssembly / マルチプラットフォーム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では既存の手書き数式インタフェースを応用して、授業者と学習者が共に活用できる図形・命題の手書き入力インタフェースを作成すると共に、図形の証明問題学習に対応した教育支援システムを実現することを目指している。令和4年度は入力インタフェースと数式処理エンジンとの連携に関する研究を推進した。C言語で実装した数式処理エンジンをWebAssemblyを用いてJavaScriptから呼び出せるようにし、Webアプリとして構築した入力インタフェースとデータを送受信できるようにした。使用した数式処理エンジンは複数のプログラムから構成されたものであるが、EmscriptenのMODULARIZE機能を利用してモジュール化することにより、Webアプリから同時実行できるようにした。
既存の数学ソフトウェア（特に数式処理システム）はC言語やC++で開発されプラットフォーム依存のものが多く、それらのマルチプラットフォーム対応が課題となっているが、本手法を用いることにより既存数学ソフトウェアをWebアプリ化できる可能性がある。さらに、計算エンジン部とGUI部を切り離して開発できるというメリットもある。
この成果の一部は書籍「数学ソフトウェアの作り方」として共立出版より出版された。また、第148回日本数学会九州支部例会における特別講演、日本数学会ワークショップ「数学ソフトウェアとフリードキュメント34」、およびRisa/Asir Conference 2023で発表した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
手書きを活かした初等幾何教育支援システムの実現に必要な数学インタフェースの研究を推進し、上記「研究実績の概要」で記述した結果を得た。そして、書籍１冊、研究論文1篇を出版し、研究集会で3件の研究発表を行った。
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| Strategy for Future Research Activity |
2023年度は昨年度に引き続き入力インタフェースと数式処理エンジンの研究を行う。特に次の2点を注力して研究を進める。
1.【関係式をドラッグして命題を入力する機能】入力図形から抽出された関係式を「仮定エリア」と「結論エリア」にドラッグで移動し、命題の入力を補助できるようにする。
2.【命題の真偽判定機能】図形情報を連立多項式で表現してグレブナー基底計算で命題の真偽判定を行う機能を実装する。
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| Causes of Carryover |
研究期間１年目の令和3年度において、新型コロナウイルス感染拡大防止のために参加を予定していた学会・研究集会がオンライン開催となったことが主な理由である。
助成金は、初等幾何教育支援システム開発用端末20万円、検証用タブレット端末10万円、プリンタトナーやDVD-Rなどの消耗品10万円、ユーザインタフェース関連図書10万円、数学関連図書（数学教育・幾何教育・定理証明支援系）10万円、研究打合せ及び成果発表のための旅費60万円として使用する予定である。
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