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タンジブルな数学教材の操作を再現するシステムの構築と学習者の思考過程の分析

研究課題

研究課題/領域番号 18K02872
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
研究機関東邦大学

研究代表者

金子 真隆  東邦大学, 薬学部, 教授 (90311000)

研究分担者 高遠 節夫  東邦大学, 理学部, 訪問教授 (30163223)
北本 卓也  山口大学, 教育学部, 教授 (30241780)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
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: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード動的幾何システム / 数学探究学習 / 操作ログの解析 / Learning Analytics / 対話分析 / 動的幾何 / 操作ログデータ / Moodle / 数学探求学習 / Productive Failure / 探求学習 / CindyJS / mobile learning / 操作ログの自動取得 / 行動分析 / 操作経過の記録 / 対話のテキスト分析
研究成果の概要

本研究は、学習者が動的幾何システムで生成された数学コンテンツを操作した際のログデータを蓄積し、これを時系列的に分析することで思考プロセスを解明することを目指したものである。操作を再現するシステムの構築という当初の目的を変更し、プロセスの全体像を一目に把握できるシステムを構築した。協調学習の場面で用いた際の対話のログなどとの対照により、操作ログの特徴量の遷移をうまく把握することで、思考プロセスを解明できる可能性が示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ICTを用いた教育、とくに探究的な活動を伴う教育については、学習者に適切な学習支援を行う上で、学習者の利用状況を教授者が迅速に把握し、思考プロセスを的確に把握する必要がある。本研究は、数理モデルの動的な操作のログを蓄積し、そこから適切な特徴量を抽出することで、思考プロセスを把握できる可能性を強く示唆するものであり、数理科学におけるICTを用いた探究学習における学習支援を設計する上で、有益な指針を与えると期待される。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (13件) (うち国際共著 1件、 オープンアクセス 7件、 査読あり 7件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] Moodle 上でのCindyJS を用いた探求学習におけるログデータのアナリティクスから 学習支援へ2021

    • 著者名/発表者名
      金子真隆, 中原敬広, 野田健夫
    • 雑誌名

      京都大学数理解析研究所講究録

      巻: 2178 ページ: 114-123

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] オンラインの教材作成パッケージについて2021

    • 著者名/発表者名
      北本卓也
    • 雑誌名

      城西大学数学科数学教育紀要

      巻: 2 ページ: 49-58

    • DOI

      10.20566/sugakukyoiku-2_49

    • NAID

      120007027864

    • URL

      https://libir.josai.ac.jp/il/meta_pub/G0000284repository_JOS-sugakukyoiku-02-006

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] KeTCindy による Free Wolfram Engine(WE) の呼び出し機能と教材作成2021

    • 著者名/発表者名
      高遠節夫, 北原清志
    • 雑誌名

      城西大学数学科数学教育紀要

      巻: 2 ページ: 25-34

    • NAID

      120007027874

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Temporal analytics of log data derived from students' manipulating mathematical objects2020

    • 著者名/発表者名
      M. Kaneko, T. Nakahara, T. Noda
    • 雑誌名

      Companion Proceedings of LAK2020

      巻: - ページ: 86-88

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] CindyJSによるコンテンツのweb上での操作ログの解析2020

    • 著者名/発表者名
      金子真隆, 野田健夫, 中原敬広
    • 雑誌名

      京都大学数理解析研究所講究録

      巻: 2142 ページ: 23-32

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Using Oshima Splines to Produce Accurate Numerical Results and High Quality Graphical Output2020

    • 著者名/発表者名
      S. Takato, J. A. Vallejo
    • 雑誌名

      Mathematics in Computer Science

      巻: 14-2 号: 2 ページ: 399-413

    • DOI

      10.1007/s11786-019-00443-2

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Javascriptを用いたE‐Learningシステムについて2019

    • 著者名/発表者名
      北本卓也
    • 雑誌名

      京都大学数理解析研究所講究録

      巻: 2105 ページ: 99-105

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Learning descriptive statistics with the use of dynamic content generated by CindyJS2019

    • 著者名/発表者名
      M. Kaneko, T. Noda
    • 雑誌名

      京都大学数理解析研究所講究録

      巻: 2105 ページ: 137-145

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Javascriptを用いたE-Learningシステムについて2019

    • 著者名/発表者名
      北本卓也
    • 雑誌名

      京都大学数理解析研究所講究録

      巻: 2105 ページ: 99-105

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 大島スプライン曲線の応用とKeTCindyプログラミング2019

    • 著者名/発表者名
      高遠節夫
    • 雑誌名

      京都大学数理解析研究所講究録

      巻: 2105 ページ: 126-136

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Collaborative use of mathematical content generated by CindyJS on tablets2018

    • 著者名/発表者名
      T. Noda, M. Kaneko
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: 10931 ページ: 379-388

    • DOI

      10.1007/978-3-319-96418-8_45

    • ISBN
      9783319964171, 9783319964188
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hamiltonian dynamical systems: symbolical, numerical and graphical study2018

    • 著者名/発表者名
      S. Takato, J. A. Vallejo
    • 雑誌名

      Mathematics in Computer Science

      巻: - 号: 1-2 ページ: 1-15

    • DOI

      10.1007/s11786-019-00396-6

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] E-Learning system with computer algebra based on JavaScript programming language2018

    • 著者名/発表者名
      T. Kitamoto, M. Kaneko, S. Takato
    • 雑誌名

      Proceedings of ATCM2018

      巻: - ページ: 123-132

    • 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] 3次元図形の数学学習者自身による操作を通した観察が概念理解にもたらす影響に関する調査2021

    • 著者名/発表者名
      金子真隆, 中原敬広, 野田健夫
    • 学会等名
      日本教育工学会2021年春季全国大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] CindyJSによる動的数学コンテンツを用いた協調学習における細粒度音声ログデータを用いた学習者の思考過程の追跡2020

    • 著者名/発表者名
      金子真隆, 江木啓訓, 野田健夫
    • 学会等名
      日本教育工学会2020年秋季全国大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Moodle上での数学学習に関するログデータが物語ること2020

    • 著者名/発表者名
      野田健夫, 金子真隆
    • 学会等名
      日本科学教育学会第44回年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Web-based system for teachers to create teaching materials on a browser2020

    • 著者名/発表者名
      Takuya Kitamoto, Masataka Kaneko, Setsuo Takato
    • 学会等名
      ATCM2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Web 利用の理数教育に役立つ数式送受システムの開発2020

    • 著者名/発表者名
      高遠節夫, 濱口直樹
    • 学会等名
      RIMS共同研究(公開型) 「数学ソフトウェアとその効果的教育利用に関する研究」
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 数式処理ツールによる教材作成2020

    • 著者名/発表者名
      北本卓也
    • 学会等名
      数式処理学会教育分科会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] CindyJSによるコンテンツを用いた学習活動の高粒度な操作ログデータを用いた分析2020

    • 著者名/発表者名
      金子真隆, 中原敬広, 野田健夫
    • 学会等名
      日本教育工学会2020年春季全国大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Development and Applications of KeTCindyJS2019

    • 著者名/発表者名
      S. Takato
    • 学会等名
      Application of Computer Algebra
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] CindyJSによるコンテンツを用いた協調学習における操作と対話との連関の追跡(Ⅲ)2019

    • 著者名/発表者名
      金子真隆, 江木啓訓, 中原敬広, 野田健夫,
    • 学会等名
      日本教育工学会2019年秋季全国大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 動的幾何システムを用いた証明活動のethnomethodologyによる分析2019

    • 著者名/発表者名
      野田健夫, 金子真隆
    • 学会等名
      日本科学教育学会第43回年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] CindyJSによるコンテンツを用いた強調学習における操作と対話の連関の追跡2018

    • 著者名/発表者名
      金子真隆,野田健夫
    • 学会等名
      日本教育工学会第34回全国大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] CindyJSによるコンテンツを用いた強調学習における操作と対話の連関の追跡(続)2018

    • 著者名/発表者名
      金子真隆,野田健夫
    • 学会等名
      日本教育工学会研究会18-5・学習データ分析
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] CindyJSによる数学コンテンツと対話の影響2018

    • 著者名/発表者名
      野田健夫,金子真隆
    • 学会等名
      日本科学教育学会第42回年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Students' operating CindyJS materials and detecting their reasoning2018

    • 著者名/発表者名
      M. Kaneko, T. Noda
    • 学会等名
      Computer Algebra and Dynamic Geometry Systems in Mathematics Education
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Usage and recent development of KeTCindy2018

    • 著者名/発表者名
      S. Takato, Y. Kubo, M. Kaneko
    • 学会等名
      Computer Algebra and Dynamic Geometry Systems in Mathematics Education
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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