大学数学科の代数系の教育にCAIの手段を用いる研究

1988 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 63580241
• Research Institution: Waseda University
• Principal Investigator: 寺田 文行 早稲田大学, 理工学部, 教授 (30063324)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 竹谷 誠 拓殖大学, 工学部, 助教授 (90197343) ; 筧 捷彦 早稲田大学, 理工学部, 教授 (20062672) ; 広瀬 健 早稲田大学, 理工学部, 教授 (60063632) ; 野口 広 早稲田大学, 理工学部, 教授 (60063294) ; 洲之内 治男 早稲田大学, 理工学部, 教授 (80063238)
• Keywords: 数学教育 / CAI / 問題解決 / 数学的知識 / 戦略的知識 / 問題解決支援システム

Research Abstract

本年度は数学における問題解決プロセスの認知構造の分析とその知見による学習者の問題解決を支援する教育システムの枠組みの開発を前進させた。
1.問題解決プロセスの分析
これまで寺田らが開発したTHEシステムなどの高校数学教材を用いて学習者の問題解決の過程を整理し、問題解決に必要な知識を定義・定理・公式などの数学の事実である"数学的知識"と"戦略的知識"に分類し、さらに戦略的知識を適用分野と論理・分析・具体化などの数学的知性により階層的に分類しつつある。
また、この分類をTHEシステムに付加し、戦略的知識の獲得による数学的知性の涵養を目指すコースウェアに改善を行っている。次年度はこの結果をもとに大学数学科のような数学の問題解決能力を高めることが不可欠な学習に対するCAIシステムのコースウェアの構成法を確立していく。
2.問題解決支援システム
限定した分野において、数学的知識と戦略的知識をコンピュータ上に表現しコンピュータによる問題解決のシミュレートを実行した。この結果、1に示した知識の分類による問題解決の正当性を得た。
さらにそのシミュレートされた知識を用いて学習者の問題解決を支援するシステムの枠組みを構築している。本システムでは、解答の照合・誤りの指摘・解法の指針など学習者に応じた多様な教授法による支援を目指している。
とくに本年度はシステムが一般的解法により問題解決を行い、その解答から他の解決方法を作成し、その解決を学習者に発見させる(気づかせる)教授方法について開発報告した。(ETIC'89)

Research Products

• [Publications] 寺田文行: 科学教育研究. 13. (1989)
• [Publications] 寺田文行: IUT(Improving University Teaching)の年会誌. (1988)
• [Publications] 竹谷誠: 計測自動制御学会論文集. 24. 1084-1088 (1988)
• [Publications] 竹谷誠: 日本教育工学雑誌. 12. 1-8 (1988)
• [Publications] 竹谷誠: 早稲田教育評論. 3. (1989)
• [Publications] Naoto NAKAMURA: Educational Technology International Conference '1989. (1990)