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モバイルVR環境での数学及び理科教材の開発とその評価

研究課題

研究課題/領域番号 18K02870
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分09070:教育工学関連
研究機関東海大学

研究代表者

大西 建輔  東海大学, 理学部, 准教授 (00303024)

研究分担者 北林 照幸  東海大学, 理学部, 教授 (40408000)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワードVirtual reality / 理科教材 / 数学教材 / 音声入力 / 視線入力 / VRアプリ / 数学教育 / ヴァーチャル・リアリティ / スマートフォン / 教育 / 数学 / 理科 / ヴァーチャルリアリティ / 物理学 / 教材 / 斜方投射 / 理科教育 / 曲面の描画 / 放物投射 / モバイル / 物理
研究成果の概要

本研究の成果として、VR教材アプリを2種類公開した。一つは斜方投射を体感できる高校生向けアプリであり、もう一つは音声入力を用いて2変数関数を描画できるアプリである。
前者のアプリを評価した論文では、中等教育でのVRアプリを用いる際のフレームワークを提案し、高等学校での評価実験により、その有用性を示した。後者のアプリに関する論文は2編ある。一つはヘッドマウントディスプレイ向けのアプリを、もう一つはAndroid携帯向けアプリを評価したものである。両アプリ共、音声入力により数式を入力し、2変数関数を描画する。音声入力に対する評価はいずれの場合もよくなく、今後も研究を続けていく必要がある。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究を始めた2018年時点では、VRアプリもまだ少なく、特に学校教育での導入を考えたアプリはほとんどなかった。
我々は、中等教育でも導入が可能となるフレームワークを考案した。そのフレームワークで利用可能なAndroid携帯向けVRアプリを開発し、評価実験をおこなった。これにより、VRアプリを用いることで、中等学校の生徒の興味を引き出すことができることがわかった。特に、2021年に作成した2変数関数の描画アプリは、音声入力や視線入力を用いたものである。これらの入力方法は、2022年に発表されたApple社のシステムにも採用されている手法であり、今後の開発にも活用できる入力手法となっている。

報告書

(6件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Development and Evaluation of VVRPlot, a Smart Phone Application for Drawing Two-Variable Functions in VR Space Using Speech Recognition2022

    • 著者名/発表者名
      Uekusa Shunya、Onishi Kensuke、Kitabayashi Teruyuki
    • 雑誌名

      2022 20th International Conference on ICT and Knowledge Engineering (ICT&KE)

      巻: 2022 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1109/ictke55848.2022.9983467

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Educational Practice Using Projectile Motion VR Application2020

    • 著者名/発表者名
      Mitsuki Fujii; Kensuke Onishi; Teruyuki Kitabayashi
    • 雑誌名

      2020 18th International Conference on ICT and Knowledge Engineering (ICT&KE)

      巻: 18 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1109/ictke50349.2020.9289906

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] VR空間での音声認識を利用した2変数関数描画システム VVPlotの開発とその評価2019

    • 著者名/発表者名
      新井崇之, 大西建輔
    • 雑誌名

      情報処理学会インタラクション 2019

      巻: 2019 ページ: 867-870

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] VR空間での音声認識による 2変数関数描画スマートフォンアプリVVRPlotの開発とその評価2021

    • 著者名/発表者名
      植草 隼弥, 大西 建輔
    • 学会等名
      情報処理学会, 第83回全国大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 斜方投射VRアプリを用いた教育実践とその評価2019

    • 著者名/発表者名
      藤井美珠妃, 大西建輔
    • 学会等名
      情報処理学会, 研究報告コンピュータと教育(CE)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] VRアプリで学ぶ物理学2019

    • 著者名/発表者名
      大西建輔
    • 学会等名
      ワイアレスジャパン 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 放物線を体感できるVR アプリの試作とその教材としての評価2018

    • 著者名/発表者名
      藤井美珠妃, 大西建輔, 北林照幸, 藤城武彦, 高橋修司, 堀内翔
    • 学会等名
      FIT2018(第17 回情報科学技術フォーラム)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] VVrplot for smartphone

    • URL

      https://play.google.com/store/apps/details?id=com.Oonisi.VVrplot

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] 空気読め!

    • URL

      https://play.google.com/store/apps/details?id=com.DefaultCompany.ARButton

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] VRアプリ Fly Ball

    • URL

      https://sites.google.com/view/ss17thlab/graduated/flyball

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2024-01-30  

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