人工知能を理解し、適切に開発・活用する資質・能力を育む教材の開発と検討

• Project/Area Number: 21H03908
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: 1170:Education, sociology of education-related
• Research Institution: University of Miyazaki
• Principal Investigator: KOBAE Satoshi 宮崎大学, 教育学部, 講師
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2022-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2021)
• Budget Amount: ¥470,000 (Direct Cost: ¥470,000); Fiscal Year 2021: ¥470,000 (Direct Cost: ¥470,000)
• Keywords: 人工知能 / 中学校技術科 / 教材開発

Outline of Research at the Start

Society5.0の実現に向けて,我が国では,AIの研究開発,社会実装を推進する一方で,将来的なAI人材の不足が指摘されている。中学校技術科は,ものづくりを通して,資質・能力を育成することから,AIを制作する学習の開発は,喫緊の課題である。本研究課題は,中学校技術科において,生徒にAI（人工知能）の制作を通して,AIについての正しい理解など,身に付けさせるべき資質・能力を育成する授業を実現するために,生徒がAIを制作できる教材の開発及び授業実践を行う。

Outline of Final Research Achievements

本研究では、生徒の身近なところで使われており比較的機械学習の仕組みを把握しやすい画像認識を取り上げ、生徒が人工知能の仕組みを学習できる教材を開発した。生徒に試行錯誤させるポイントを抽出するために、画像認識AIが持つべき要件を挙げ、それを基に「性能に関わるポイント」を4点抽出した。そのうち3点のポイントについて生徒が工夫してパタメータ調整できるようにするとともに、調整後に制作した機械学習モデルの学習状況及び学習結果を視覚的に確認できるようにした。授業実践の結果、AIの仕組みについての理解やAIを作ったり改善したりすることを中心に有用感の高まりが確認された。

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

第5期科学技術基本計画において我が国が目指すべき社会として「Society5.0」が提唱され、その中心を担う技術には人工知能(AI)が位置付けられる中、それに対応する人材を育成するための教育の確立が喫緊の課題である。それに対して、本研究で開発した教材をさらに改善し、それ用いた教育システムを確立させることより、普通教育の中学校段階においてAIリテラシーを育むことが期待できる。

Research Products

• [Presentation] 中学校技術科におけるディープラーニングAIを制作する教材の検討 (2021)
  • Author(s): 小八重智史
  • Organizer: 日本産業技術教育学会技術教育分科会