知的連鎖体験教育プログラムの開発 ～データマイニングと知識マップの活用～

2015 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 26350254
• Research Institution: Kanazawa Technical College
• Principal Investigator: 今澤 明男 金沢工業高等専門学校, グローバル情報学科, 教授 (20148141)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 直江 伸至 金沢工業高等専門学校, 電気電子工学科, 教授 (00249781)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 知識マップ / 気温データ / データマイニング / 発見

Outline of Annual Research Achievements

（１）知識マップシステムの実装完了：知識マップシステムの設計を完了し、さらに実装も完了した。ただし、ＯＳにはWindowsを採用した。これによりタブレット端末およびパーソナルコンピュータの両方で使用可能なものになった。　（２）知識マップシステムへの気温グラフの取り込みと保存機能実現：知識マップシステムには、気温データのグラフも取り込めるようにし、ユーザが発見した事実や推測と、その根拠となるグラフを同時に記録でき表示できるようにした。　（３）知識マップシステムでの高次の発見過程記録機能実現：知識マップシステムでは、気温グラフからの１次的発見だけでなく、複数の１次的発見を統合した高次の発見、さらにそれらを統合したより高次の発見をユーザが記録できりようにし、その発見に至る推論過程も記録して事後に追跡できるようにした。　（４）知識マップシステムでの報告書作成支援機能実現：知識マップシステムでは、単にユーザによる発見を支援し記録するだけでなく、報告書の作成も支援する機能を付加した。　（５）気温データ・グラフ表示システムのデータ最新化：知識マップシステムと連動させて用いる気温データ・グラフ表示システムのデータ更新を完了し、2015年12月31日までのデータを利用可能にした。　（６）教員用説明書作成：知識マップシステムを気温データ・グラフ表示システムと連動させて使用して発見を体験するための教員用説明書を作成した。　（７）現場教員の意見聴取と授業試行準備：小学校理科専任教員、高等学校理科（地学）教員への上記教材に関する聞き取り調査を行い評価を得た。また、大学生を対象とする授業の準備を完了した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

（１）知識マップシステムの設計ならびに実装が完了した。気温グラフの取り込みや推論過程の後追いができる、あるいは報告書作成支援ができるなどの点では、初期の目標を満たすものになった。ただし、機能が増えた分だけ操作が複雑化した。検討が必要である。
（２）知識マップで用いる気温データグラフ表示システムのデータを最新のもの（2015年12月31日現在）に更新完了した。利用者（学習者）のモチベーション向上に貢献すると考える。
（３）知識マップシステムを気温データグラフ表示システムと連動させて使用して発見を体験するためのユーザへの説明書が完成した。ただし、知識マップシステムの機能が多いため説明書も若干ページ数の多いものとなってしまった。
（４）上記教材に関する小学校理科専任教員、高等学校理科（地学）教員等への聞き取り調査を行い評価を得た。高等学校では知識マップシステムが利用できるのではないかという感触を得た。
（５）上記教材を用いた大学生対象授業の準備が整った。受講者からのフィードバックが期待される。

Strategy for Future Research Activity

（１）学校現場での実際の教育への利用を通して、システムならびに付帯教材の評価を行う。特に、①操作の難易度、②説明書の分かりやすさ、③発見体験の容易さや楽しさ、④科学的発見への興味・関心の向上について調査する。
（２）上記評価の結果からシステムならびに付帯教材の改良を行う。特に①操作の容易さ、②説明書の分かりやすさに重点を置く。
（３）成果を学会等で報告し、評価を受ける。
（４）ホームページを通じて研究成果を公開するとともに、希望する教育機関へ教材を配布し、研究成果の社会還元を行う。
（５）気温データ以外のデータへの知識マップの活用方法を検討する。特にスマートフォンやタブレット端末のカメラ機能との連動について検討する。

Causes of Carryover

知識マップシステムのＯＳにWindowsを採用したため、実験室内での検証のためにパーソナルコンピュータが使用でき、複数のタブレット端末を購入する必要がなかったため。

Expenditure Plan for Carryover Budget

現場での実証研究に使用するタブレット端末を購入する。