2023 Fiscal Year Annual Research Report
Learning Technologies for IoT-based Teaching and Learning Environments to Support STEAM Education
| Project/Area Number |
22H03702
|
|---|
| Allocation Type | Single-year Grants |
|---|
| Research Institution | Shinshu University |
|---|
Principal Investigator |
香山 瑞恵 信州大学, 学術研究院工学系, 教授 (70233989)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
新井 仁 都留文科大学, 教養学部, 教授 (40641543)
鳥原 正敏 都留文科大学, 教養学部, 教授 (70272648)
永井 孝 ものつくり大学, 技能工芸学部, 教授 (90835175)
吉岡 卓 都留文科大学, その他部局等, 准教授 (30508750)
舘 伸幸 信州大学, 学術研究院工学系, 助教 (30710256)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2027-03-31
|
| Keywords | STEAM教育 / IoT型教材 / 学習支援 / 情報基盤 / 教授学習環境 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目標は、STEAM(Science, Technology, Engineering, Art, Mathematics)関連科目を対象としたIoTベースの学習技術の実現にある。この研究目的を解決するために、以下の2つのサブテーマ（ST）を設ける。ST1：STEAM教育向けの学習パッケージの開発、ST2：教育向けIoT基盤での教材オーサリング機構の具体化。
ST1では、STEAMに関わる学習活動をモデル化し、それぞれの活動を対象とした学習パッケージとして、IoTベースの教材・教具とモデルカリキュラムを具体化する。ST2では、教育向けIoT基盤を構築し、そこに教師が授業形態に合わせた計測センサや制御デバイス、可視化方法等を自身で設定できるオーサリング機能を実装する。
2つのSTに対して、それぞれ以下のような具体的な学術的問い(RQ)を設ける。
ST1では、RQ1-1 STEAM教育の学習パッケージに求められる教育的・技術的要件は何か？、RQ1-2 従来授業と本学習パッケージでの授業の、学習者にとっての相違点は何か？、RQ1-3 従来授業と本学習パッケージでの授業の、学習効果の相違点は何か？とする。ST2では、RQ2-1 STEAM教育において教師がIoT教材に求める要件は何か？、RQ2-2 IoT教材の計測センサ・制御デバイス・可視化方法をオーサリング対象とすることで教師の授業ニーズに応えることはできるのか？とする。本研究では、これらのRQへの解を具体化していくことで研究を進める。
2023年度は、制御分野では「開発」フェーズ、解析分野では「評価」フェーズ、基板分野では「開発」フェーズに取り掛かった。２地域の複数小学校、３地域の複数中学校に協力をいただき、理科・技術科・総合的な学習の時間・放課後活動等で開発成果を用いた教育実践・活動実践した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2023年度は、制御分野では「開発」フェーズ、解析分野では「評価」フェーズ、基板分野では「開発」フェーズに取り掛かった。２地域の複数小学校、３地域の複数中学校に協力をいただき、理科・技術科・総合的な学習の時間・放課後活動等で開発成果を用いた教育実践・活動実践した。また、研究アウトリーチ活動として複数地域で、研究成果の広報・科研活動の説明会を開催した。その成果として、小中高校および行政より研究協力者としての参画を得ている。
|
| Strategy for Future Research Activity |
2024年度以降は、計測分野では「開発」「評価」「運用」フェースへと移行する。制御分野では「評価」「運用」フェーズへと移行する。解析分野では「運用」フェーズに移行し、基盤分野では「評価」「運用」フェーズへと移行する。引き続き、研究成果の学会発表を積極的に計画する。同時に、地域等での研究活動の説明会等を企画し、より多くの教育機会での利用を進める。
|
