モデルベース認知科学教育の展開と学習ツールとしてのモデルの機能の探求

2013 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 23300100
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 三輪 和久 名古屋大学, 情報科学研究科, 教授 (90219832)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 齋藤 ひとみ 愛知教育大学, 教育学部, 准教授 (00378233) ; 中池 竜一 京都大学, 教育学研究科, 助教 (00378499) ; 小島 一晃 帝京大学, 理工学部, 助教 (30437082) ; 森田 純哉 北陸先端科学技術大学院大学, 知識科学研究科, 助教 (40397443)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2014-03-31
• Keywords: 認知科学教育 / 学習支援 / 認知モデル / メンタルモデル

Research Abstract

実験データを，理論に基づいて解釈したり，説明したりすることを，「理論ベース思考」と呼ぶ。モデルを構築したり，シミュレーションを観察したりすることには，理論とデータの因果関係の深い理解を導き，より精緻な説明活動に従事させ，ひいては理論ベース思考を促進する効果があることを明らかにした。
理論をデータに接合させるためには，その理論に基づいたメンタルモデルが構成され，そのメンタルモデルを一定の境界条件において心的に動作させること，いわゆるメンタルシミュレーションができるようになることが必要である。そこで，授業実践を通して，認知モデルは，メンタルモデルの外在化であり，メンタルシミュレーションを計算機上で実行する装置として機能することを確認した。メンタルモデルの精緻化は，外化された認知モデルが，学習者の心に内化されることを意味する。モデルを構成することによって，このような内化が起こり，より精密なメンタルシミュレーションが可能になることを検証した。

Current Status of Research Progress

Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] An Intelligent Tutoring System with Variable Levels of Instructional Support for Instructing Natural Deduction (2014)
  • Author(s): Miwa, K., Terai, H., Kanzaki, N., & Nakaike, R.
  • Journal Title: Journal of Japanese Society for Artificial Intelligence. Volume: 29 Pages: 148-156
  • DOI: 10.1527/tjsai.29.148
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Use of a Cognitive Simulator to Enhance Students’ Mental Simulation Activities. (2014)
  • Author(s): Miwa, K., Morita, J., Terai, H., Kanzaki, N., Kojima, K., Nakaike, R., & Saito, H.
  • Organizer: 12th International Conference on Intelligent Tutoring Systems
  • Place of Presentation: ハワイ，アメリカ
  • Year and Date: 20140606-20140609
• [Presentation] Construction of a Cognitive Simulator for Human Memory Process and Class Practice. (2013)
  • Author(s): Miwa, K., Morita, J., Terai, H., Kanzaki, N., Nakaike, R., Kojima, K., & Saito, H.
  • Organizer: 21th International Conference on Computers in Education (ICCE 2013).
  • Place of Presentation: サヌール，バリ
  • Year and Date: 20131119-20131122
• [Presentation] Educational Practice for Interpretation of Experimental Data Based on a Theory. (2013)
  • Author(s): Saito, H., Miwa, K., Kanzaki, N., Terai, H., Kojima, K., Nakaike, R., & Morita, J.
  • Organizer: 21th International Conference on Computers in Education (ICCE 2013).
  • Place of Presentation: サヌール，バリ
  • Year and Date: 20131119-20131119
• [Presentation] Stoic Behavior in Hint Seeking when Learning using an Intelligent Tutoring System. (2013)
  • Author(s): Miwa, K., Terai, H., Kanzaki, N., & Nakaike, R.
  • Organizer: 35rd annual conference of the cognitive science society (CogSci 2013)
  • Place of Presentation: ベルリン，ドイツ
  • Year and Date: 20130801-20130803
• [Presentation] Effect of Positive and Negative Instances on Rule Discovery: Investigation Using Eye Tracking (2013)
  • Author(s): Matsumuro, M., & Miwa, K.
  • Organizer: 35rd annual conference of the cognitive science society (CogSci 2013)
  • Place of Presentation: ベルリン，ドイツ
  • Year and Date: 20130801-20130803