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3Dプリンタを用いた数学教材作成システムの開発とタブレットを併用した授業の設計

研究課題

研究課題/領域番号 18K02948
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09080:科学教育関連
研究機関長野工業高等専門学校

研究代表者

濱口 直樹  長野工業高等専門学校, 一般科, 教授 (00369977)

研究分担者 高遠 節夫  東邦大学, 理学部, 訪問教授 (30163223)
大島 利雄  城西大学, 理学部, 客員教授 (50011721)
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
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード立体モデル教材 / 空間図形 / 授業設計 / KeTCindy
研究成果の概要

高専や大学初年級の数学教育においては、図形に関する理解が不可欠であり、教員は様々な形式の教材を利用している。2変数関数のグラフなどの空間図形に関する教材はPCを用いてスクリーンに提示されることも多い。
我々が開発を進める教材作成支援システムでは、空間図形教材を3Dプリンタを用いて作成することが可能であり、これをさらに更新しながら、手に取って学ぶ教育手法を追究した。
また、タブレット上やPCの画面で扱うことのできる図形教材の作成方法も改良し、特別なソフトウエアを用いずに表示することのできるHTML形式のインタラクティブな教材の作成環境を整備した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

高専や大学の数学教育においても、ICTを活用した教授法が研究されている。我々は、教材作成支援システムであるKeTCindyの整備を進め、プリントやスライド、タブレットなどに表示されるような図形を含む教材を教員自らが容易に作成できる環境を整えてきた。さらに、3Dプリンタによる空間図形の立体モデル教材の作成環境の改良をすすめ、いくつかの典型的な教材例を作成した。また、空間図形を学生が自身のPCやタブレット、スマートフォン上に表示する際に特別なソフトウエアを必要としないインタラクティブなHTML形式の教材を開発しており、リモート授業やeラーニングでも利用できるものと期待される。

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

    (19件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うちオープンアクセス 4件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 2件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Web利用の理数教育に役立つ数式送受システムの開発2021

    • 著者名/発表者名
      高遠節夫,濱口直樹
    • 雑誌名

      数理解析研究所講究録

      巻: 2178

    • 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] 数学教育における図形教材の提示方法2020

    • 著者名/発表者名
      濱口直樹,高遠節夫
    • 雑誌名

      日本科学教育学会年会論文集

      巻: 44 号: 0 ページ: 203-204

    • DOI

      10.14935/jssep.44.0_203

    • NAID

      130007945499

    • ISSN
      0913-4476, 2186-3628, 2433-2925
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] 数学教育における立体モデル教材の効果的利用2019

    • 著者名/発表者名
      濱口直樹,高遠節夫
    • 雑誌名

      日本科学教育学会年会論文集

      巻: 43

    • NAID

      130007882770

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 空間図形教材の作成環境の整備2019

    • 著者名/発表者名
      濱口直樹,高遠節夫
    • 雑誌名

      数理解析研究所講究録

      巻: 2142

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 多面体からできる回転体の教材作成とその利用について2019

    • 著者名/発表者名
      濱口直樹,大島利雄,高遠節夫
    • 雑誌名

      数理解析研究所講究録

      巻: 2105

    • 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] 空間図形の理解を助ける授業設計とその評価―スライド・タブレット・立体モデルの併用―2018

    • 著者名/発表者名
      濱口直樹,高遠節夫
    • 雑誌名

      数理解析研究所講究録

      巻: 2067

    • 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] 立体モデルおよびタブレット・スライドを併用した空間図形教材の教育効果2018

    • 著者名/発表者名
      濱口直樹,高遠節夫
    • 雑誌名

      日本科学教育学会年会論文集

      巻: 42

    • NAID

      130007663428

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [学会発表] 空間図形に関する動的教材の作成2021

    • 著者名/発表者名
      濱口直樹,高遠節夫
    • 学会等名
      第3回数学教育セミナー「TeXによる教材作成」
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [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研究集会「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] 数学教育における図形教材の提示方法2020

    • 著者名/発表者名
      濱口直樹,高遠節夫
    • 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] A teaching material for orthogonal transformations using rotation of cuboid2019

    • 著者名/発表者名
      Naoki Hamaguchi, Toshio Oshima, Setsuo Takato
    • 学会等名
      Applications of Computer Algebra 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 数学教育における立体モデル教材の効果的利用2019

    • 著者名/発表者名
      濱口直樹,高遠節夫
    • 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] 空間図形教材の作成環境の整備2019

    • 著者名/発表者名
      濱口直樹,高遠節夫
    • 学会等名
      RIMS研究集会「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
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Effective combinations of several types of teaching materials2018

    • 著者名/発表者名
      Naoki Hamaguchi, Setsuo Takato
    • 学会等名
      CADGME2018 - Conference on Digital Tools 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] 立体モデルおよびタブレット・スライドを併用した空間図形教材の教育効果2018

    • 著者名/発表者名
      濱口直樹,高遠節夫
    • 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] 多面体からできる回転体の教材作成とその利用について2018

    • 著者名/発表者名
      濱口直樹,大島利雄,高遠節夫
    • 学会等名
      RIMS研究集会「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
      2018 実施状況報告書
  • [備考] Sample files

    • URL

      https://hamax5.github.io

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] ketcindy - Creating graphics for TeX

    • URL

      https://ctan.org/pkg/ketcindy

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] Samples of KeTCindy

    • URL

      https://s-takato.github.io/ketcindysample/

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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