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基礎数学のコンピュータ支援演習における、学習者理解度の推定と自動助言機能の研究

研究課題

研究課題/領域番号 13680269
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 教育工学
研究機関豊田工業高等専門学校

研究代表者

西澤 一  豊田工業高等専門学校, 電気・電子システム工学科, 教授 (40249800)

研究分担者 吉岡 貴芳  豊田工業高等専門学校, 電気・電子システム工学科, 助教授 (30270268)
研究期間 (年度) 2001 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
4,100千円 (直接経費: 4,100千円)
2003年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2002年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2001年度: 2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
キーワード基礎数学 / コンピュータ支援 / 学習者理解度 / 助言機能 / WWW / 数式処理 / 国際研究者交流 / オーストリア / オーストラリア
研究概要

学習者の途中計算(文字式)に対するコメント表示機能を有する演習支援システムを用いて、分数式計算の個別演習を行ったところ、低進度学生は、システムの提供するコメントを頼りに学習を進めることが難しいことが分かった。これら低進度学生の特徴は、数(分数)の計算はできるものの、文字式(分数式)の計算を苦手とすることである。彼らの多くは、計算原理の理解が不十分で、計算原理を意識することなく、パターン・マッチングで計算する習慣を持つ。
そこで、計算原理の理解が不十分な学生を検出し個別に助言を与えるために、分数式計算の誤りの原因を分類する(計算途中で発生するケアレス・ミスを、誤った式変形ルールによる誤り等と分離する)方法を考案し、演習支援システムに組み込んだ。また、これらの学生に対する助言機能として、式変形を一ステップずつ、その計算原理を説明しながら式変形の結果を示すインタラクティブな「計算法解説」ページと、計算演習において,学習者が誤った計算原理による計算ステップを行ったときに,その計算ステップの含む原理的な誤りを、数値を代入した例を示して指摘し,計算法学習の必要性を実感させる「誤解解消」ページを作成,システムに実装した。
改良システムを、上記、低進度学生を対象に、同ページを用いた演習を行ったところ、システム利用者には低成績学生が少なく、同システム利用の低進度学生に対する支援効果を示唆する結果となった。
最後に、計算誤りを含む他者の計算過程を評価させることが、理解度確認のために有効であるとの新しい知見を得られたので、他者の計算過程を評価する形式の演習を、演習支援システムに組み込むことにした。計算演習と補完的に利用することにより、分数式計算の低進度学生に対する支援効果が、より向上することを期待できる。

報告書

(4件)
  • 2003 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (26件)

  • [文献書誌] T.Yoshioka, K.J.Fuchs, A.Dominik, H.Nishizawa: "Remedial Education of Symbolic Fractions Focused on Each Calculating Step"Proceedings of the 6th Asian Technology Conference in Mathematics. 205-212 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Nishizawa, Y.Kajiwara, T.Yoshioka: "Partial Evaluation of Mathematical Expressions as a Teaching Tool"Proceedings of the 4th International Mathematica Symposium. 375-382 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Matsui, H.Nishizawa, T.Yoshioka: "Similarity of Two Fractional Expressions and the Relation with Careless Mistakes"Proceedings of the International Conference on Computers in Education/SchoolNet2001. Vol.3. 1263-1266 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Kajiwara, H.Nishizawa, T.Yoshioka: "Effectiveness of the Hints Given at a WWW-based On-line Exercise System"Proceedings of the International Conference on Computers in Education/SchoolNet2001. Vol.1. 186-189 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Yoshioka, S.Matsui, Y.Kajiwara, H.Nishizawa: "Concept of a Teacher-Support System for Symbolic Calculation"Proc.of Int.Conf.on Knowledge-Based Intelligent information Engineering Systems & Allied Technologies. No.1. 408-413 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Nishizawa, S.Matsui, T.Yoshioka: "A Method to Find Calculating Errors Based on Misconceptions at a On-line Exercise System"Proceedings of 7th Asian Technology Conference in Mathematics. 192-199 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Nishizawa, T.Yoshioka, F.J.Fuchs, A.Dominik: "A Knowledge-Sensitive On-line Exercise for Developing Algebraic Strategies"Proceedings of the 8th Asian Technology Conference in Mathematics. 118-126 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Nishizawa, Y.Kajiwara, T.Yoshioka: "A Tutoring System of Symbolic Calculations Supported by WebMathematica"Proceedings of the 5th International Mathematica Symposium. 167-174 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 西澤一, 吉岡貴芳: "誤解解消を支援する分数式計算演習システム"論文集・高専教育. 27号. 549-554 (2004)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Nishizawa, T.Yoshioka: "A Web-based Exercise System of Algebraic Fractional Calculations for Resolving Students' Misunderstanding in the Calculations"KOUSEN KYOUIKU. No.27. 549-554 (2004)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Nishizawa, T.Yoshioka, K.J.Fuchs, A.Dominilc: "A knowledge-sensitive On-line Exercise for Developing Algebraic Calculation Strategies."Proceedings of 8^<th> Asian Technology Conference in Mathematics. vol. 1. 118-126 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Nishizawa, Y.Kajiwara, T.Yoshio: "Tutoring System of Symbolic Calculations Supported by WebMathematica"Proceedings of 5^<th> International Mathematica Symposium. 167-174 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Nisizawa, S.Matsui, T.Yoshioka: "A Method to Find Calculating Errors Based on Misconceptions at an On-line Exercise System"Proceedings of 7^<th> Asian Technology Conference in Mathematics. 192-199 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Yoshioka, K.J.Fuchs, A.Dominik, H.Nishizawa: "Remedial Education of Symbolic Fractional Calculations Focused on Each Calculating Step"Proceedings of 6^<th> Asian Technology conference in Mathematics. 205-212 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Kajiwara, H.Nishizawa, T.Yoshioka: "Effectiveness of the Hints Given at a WWW-based On-line Exercise System"Proceedings of the International Conference on Computers in Education/ SchoolNet2001. vol.1. 186-189 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Matsui, H.Nishizawa, T.Yoshioka: "Similarity of Two Fractional Expressions and the Relation with Careless Mistakes"Proceedings of the International Conference on Computers in Education/ SchoolNet2001. vol.3. 1263-1266 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Yoshioka, S.Matsui, Y.Kajiwara, H.Nishizawa: "Concept of a Teacher-Support System for Symbolic Calculation"Proc. of Int'l. Conf. Knowledge-Based Intelligent Information Engineering Systems & Allied Technologies. No. l. 408-413 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Nishizawa, Y.Kajiwara, T.Yoshioka: "Partial Evaluation of Mathematical Expressions as a Teaching Tool"Proceedings of 4th International Mathematica Symposium. 375-382 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 西澤一, 吉岡 貴芳: "誤解解消を支援する分数式計算演習システム"論文集・高専教育. 27号. 549-554 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] H.Nishizawa, T.Yoshioka, K.J.Fuchs, A.Dominik: "A Knowledge-Sensitive On-line Exercise for Developing Algebraic Calculation Strategies"Proc.of 8^<th> Asian Technology Conference in Mathematics. Vol.1. 118-126 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] H.Nishizawa, Y.Kajiwara, T.Yoshioka: "A Tutoring System of Symbolic Calculations Supported by web Mathematica"Proc.of 5^<th> International Mathematica Symposium. 167-174 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] H.Nishizawa, S.Matsui, T.Yoshioka: "A Method to Find Calculating Errors Based on Misconceptions at an On-line Exercise System"Proceedings of the Seventh Asian Technology Conference in Mathematics. 192-199 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Yoshioka, K.J.Fuchs, A.Dominik, H.Nishizawa: "Remedial Education of Symbolic Fractional Calculations Focused on Each Calculating Step"Proceedings of the Sixth Asian Technology Conference in Mathematics. 205-212 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] H.Nishizawa, Y.Kajiwara, T.Yoshioka: "Partial evaluation of mathematical expressions as a teaching tool"Proceedings of the fourth International Mathematica Symposium. 375-382 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] S.Matsui, H.Nishizawa, T.Yoshioka: "Similarity of Two Fractional Expressions and the Relation with Careless Mistakes"Proceedings of the International Conference on Computers in Education/School Net200l. Vol.3. 1263-1266 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] H.Nishizawa, Y.Kajiwara, T.Yoshioka: "Remedial Education of Quadratic Functions Using a WWW-based On-line Exercise System"Proceedings of Fifth International Conference on Technology in Mathematics Teaching. (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2016-04-21  

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