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A software development and construction of evaluation indicators of 3-dimensional spacial recognition capability for Kosen mathematical education

Research Project

Project/Area Number 16K12771
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Science education
Research InstitutionAkita National College of Technology

Principal Investigator

SATOU Takafumi  秋田工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (40321385)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 森本 真理  秋田工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (60369923)
伊藤 桂一  秋田工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (20290702)
野々村 和晃  鶴岡工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (00413732)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2016: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Keywords3次元グラフ / AR(拡張現実感)技術 / 主体的な学び / 高専教育 / 工学教育 / 空間図形認識力 / AR / 高専数学
Outline of Final Research Achievements

Our 3D-graph software displays various surfaces in 3-dimensional coordinate system. It captures a two variables function by a camera, and displays the 3D-graph of the function on the predetermined marker by AR (Augmented Reality). Touch gestures such as pinch, tap and flick act as scaling and rotation of the 3D-graph. To support various devices of students, we developed the software for Windows and Android. Handwriting input system is equipped to deal with the case that the function is not captured by the camera. We constructed evaluation indicators of 3D spacial recognition capability, and carried out CBT (Computer-Based Testing) based on the indicators.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

開発した3次元グラフ表示ソフトは、AR(拡張現実感)技術により、大きさや視点を変えてグラフを観察でき、グラフに対する学生の苦手意識軽減が期待できる。カメラで読み取るだけであり、グラフを表す式の複雑な入力方法を覚える必要がない。多くの学生が持つスマホやタブレットで動作する。以上のことから、能動的学修の推進につながる。全国算数・数学教育研究大会や高専シンポジウムにおいて、本ソフトのデモを行い、実際に使ってもらって好評を得ている。

Report

(5 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2019 2018 2017

All Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Presentation] Android OSで表示可能な3DグラフのARアプリの開発2019

    • Author(s)
      松渕勇真,森本真理,佐藤尊文,伊東桂一,野々村和晃,武井由智
    • Organizer
      第24回高専シンポジウム in Oyama
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Android OSで表示可能な3DグラフのARアプリの開発2019

    • Author(s)
      松渕勇真,森本真理,佐藤尊文,伊藤桂一,野々村和晃,武井由智
    • Organizer
      第24回高専シンポジウムin Oyama
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 空間認識指標の構築について2018

    • Author(s)
      森本真理,佐藤尊文,野々村和晃
    • Organizer
      第100回全国算数・数学教育研究大会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] ARを用いた関数入力が容易な3Dグラフの表示ソフトの開発2018

    • Author(s)
      森本真理,松渕勇真,佐藤尊文,伊藤桂一,野々村和晃
    • Organizer
      第23回高専シンポジウム in KOBE
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] ARを用いた3Dグラフ表示ソフトの開発2017

    • Author(s)
      森本真理,尾辻健太郎,伊藤桂一,佐藤尊文,野々村和晃
    • Organizer
      第22回高専シンポジウムin Mie
    • Place of Presentation
      鳥羽商船高専(三重県鳥羽市)
    • Year and Date
      2017-01-28
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] ARを用いた数式の3次元グラフ表示ソフトの開発2017

    • Author(s)
      森本真理,尾辻健太郎,伊藤桂一,佐藤尊文,野々村和晃
    • Organizer
      国際会議STI-Gigaku 2017
    • Place of Presentation
      長岡技術科学大学(新潟県長岡市)
    • Year and Date
      2017-01-05
    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Int'l Joint Research

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Published: 2016-04-21   Modified: 2021-02-19  

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