2015 Fiscal Year Research-status Report
問題解決を基本原理に遡って振り返る学習支援に関する研究
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25350287
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| Research Institution | Kyushu Institute of Technology |
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Principal Investigator |
竹内 章 九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 教授 (00117152)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 学習支援システム / 探求的学習 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、昨年までに作成していた電子ノートと診断機能を組み込んで、学習者が力学現象を科学的に解釈することを援助する学習支援システムを実装した。これを次の３つの機能により構成した。
(1) 運動予測機能：分析対象となっている力学系の振る舞いを学習者に予想させることで、系の構造と現象の概要を認識させる機能である。
(2) 力の因果関係整理機能：予想した現象の要因を、力の因果関係の観点から分析させる機能である。力学的に現象を分析することになれていない学習者は、分析に必要な力学知識を有していても、その知識を想起して現象と関連付けることができない場合が多い。そこで、因果を構成する可能性のある要素（物体に働く力、力の作用元となる物体、力の作用先となる物体、力間に成立する物理法則、物体と力間に成立する物理法則など）を提示することで持っている知識を思い起こさせ、これらの要素を組み立てることで、分析を進めることのできる機能となっている。
(3) アドバイス機能：学習者が考えた因果関係を診断して、誤りや見落としがあれば修正を促すためのアドバイスをする機能である。学習者がなるべく自力で考えて矛盾のない因果関係、力と運動の関係に到達することを目標としているので、アドバイスは主としてさらに考える必要のある場所を指摘するだけの、間接的な助言としている。
作成した支援システムを評価するために、学部１年生を対象とした実験科目で利用してもらった。１グループ２－４名を単位として力学系を分析する段階に本支援システムを導入し、支援システムが果たす役割を調査するために、操作履歴とグループ内での話し合いの音声を収集した。詳細な分析はまだであるが、各グループとも本支援システムを利用して分析を終えることができた。
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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
本学で開講している実験科目に試験的にではあるが導入して、力学系の分析を行わせることができるところまで支援システムが完成している。学習者が考えた因果関係を診断するときに利用する正解情報を、任意の力学系に対して自動的に生成する機能の実装が進んでいないが、この部分は手作業で用意することも当初から想定していた。総合的に判断すればおおむね順調に進んでいると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
評価実験で収集した操作履歴と会話音声をつき合わせながら学習者の思考過程を分析し、本支援システムが果たした役割を調査し有効性を明らかにする。機能的に不十分なところがあれば改良し完成度を高める予定である。
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| Causes of Carryover |
年度の末期に予定していた物品購入費と旅費が想定よりも安価であったために、未使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
消耗品等の物品購入費用の一部として利用する計画である。
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