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物理問題の解決方略とその認知過程の視線追跡技術を使った分析及び形成的評価への応用

研究課題

研究課題/領域番号 17K00955
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 科学教育
研究機関北海道大学

研究代表者

大野 栄三  北海道大学, 教育学研究院, 教授 (60271615)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2018年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2017年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード物理教育 / 力学 / 眼球運動 / 視線計測 / 問題解決 / 視線追跡 / 科学教育 / 形成的評価
研究成果の概要

人文・社会学系大学生、高校生を対象にして、物理の問題を解答中の彼らの眼球運動を調べ、視線追跡のデータを分析することによって、彼らが使っている問題解決の方略やその背後にある思考過程を解明する研究を行った。
(1)Force Concept Inventory(FCI)の問題を使った実験を行い、速度、加速度の概念についてどこまで理解しており、それを問題解決に利用できているかを分析した。文系大学生と理系大学生との比較を行った。
(2)視線計測の実験で使用する物理の問題を、フィンランド及びチェコと共同で開発し、高校生を対象にした実験を行った。解答をグラフまたは文章のどちらかの選択肢で提示する問題である。

研究成果の学術的意義や社会的意義

視線計測技術を使って、学習者(高校生及び大学生)が物理の問題を解決する際の眼球運動を計測し、彼らの問題解決の方略、誤解や思い込み、理解に至る過程を明らかにしようとするものである。初等・中等教育課程、文化や社会の違いが問題解決の方略や思考過程に及ぼす影響について考察するときの根拠となるデータが得られる。本研究の成果は、物理の理解度を調査する問題の改善や授業中に用いる教材(設問)の開発に役立てることができる。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] ユバスキュラ大学(フィンランド)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] カレル大学(チェコ)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Pedagogical University of Krakow(Poland)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Jyvaskyla(Finland)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Charles University(Czech)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] FCI問題解答時の眼球運動と解答後のインタビューとの対応関係2019

    • 著者名/発表者名
      大野栄三、下條暁司、岩田みちる
    • 雑誌名

      物理教育

      巻: 67 号: 1 ページ: 16-21

    • DOI

      10.20653/pesj.67.1_16

    • NAID

      130007642871

    • ISSN
      0385-6992, 2432-1028
    • 年月日
      2019-03-08
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An excerpt from an eye-tracking comparative study between Poland and Japan with the use of Force Concept Inventory2017

    • 著者名/発表者名
      Roman Rosiek, Miroslawa Sajka, Eizo Ohno, Atsushi Shimojo, Michiru Iwata, and Dariusz Wcislo
    • 雑誌名

      AIP Conference Proceedings

      巻: 1804(060003) ページ: 1-7

    • DOI

      10.1063/1.4974400

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 視線計測による物理問題文の分析2019

    • 著者名/発表者名
      大野栄三
    • 学会等名
      日本物理学会 第75回年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Eye-tracking Investigation of Understanding the Relationships between Velocity, Time, and Distance while Solving Force Concept Inventory Problems2019

    • 著者名/発表者名
      OHNO Eizo
    • 学会等名
      Teacher Education Forum: Preparing Thinker Teachers, 2019 SNU-HU-NTNU-KU Joint-Symposium on Science Education
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 物理教育研究における視線計測技術の活用動向2019

    • 著者名/発表者名
      大野栄三
    • 学会等名
      日本物理学会2019年秋季大会 2019年9月12日 岐阜大学
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 物理教育研究における眼球運動計測2019

    • 著者名/発表者名
      大野栄三
    • 学会等名
      第5回新潟大学レッスンスタディとアクティブラーニングのシンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Eye movement study of mechanics problem solving using multimodal options2018

    • 著者名/発表者名
      Jouni Viiri, Jasmin Kilpelainen, Martina Kekule, Eizo Ohno, Jarkko Hautala
    • 学会等名
      GIREP-MPTL 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] FCI問題解答時の思考過程と眼球運動:学生は物体の速度、加速度をどう捉えているか2018

    • 著者名/発表者名
      大野栄三
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] FCI問題解答時の思考過程と眼球運動の関係2018

    • 著者名/発表者名
      大野栄三
    • 学会等名
      日本物理学会第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Force Concept Inventory解答時の視線運動 ━ 統計的解析の試みとその国際比較 ━2017

    • 著者名/発表者名
      大野栄三、Roman Rosiek、Miroslawa Sajka、下條暁司、岩田みちる
    • 学会等名
      日本物理教育学会第34回物理教育研究大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Statistical analysis of eye movement data during problem solving in Force Concept Inventory2017

    • 著者名/発表者名
      Eizo Ohno、Roman Rosiek、Miroslawa Sajka、Atsushi Shimojo、Michiru Iwata
    • 学会等名
      GIREP-ICPE-EPEC 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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