| 研究課題/領域番号 |
19K03151
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分09080:科学教育関連
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| 研究機関 | 慶應義塾大学 (2021-2022)
芝浦工業大学 (2019-2020) |
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研究代表者 |
井上 雅裕 慶應義塾大学, システムデザイン・マネジメント研究科(日吉), 特任教授 (50407227)
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| 研究分担者 |
北上 眞二 福井工業大学, 環境情報学部, 教授 (10585871)
中島 毅 芝浦工業大学, 工学部, 教授 (20758304)
清尾 克彦 サイバー大学, IT総合学部, 名誉教授 (40572300)
海津 裕 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (70313070)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 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)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | IoT / AI / 教育システム / プロトタイピング / イノベーション / PBL / アセスメント / ブレンド型 / オンライン / M2M / プロトタイプ / 教育 / 分野横断 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、情景系に限らず、工学系、農学系、文系などの広い分野の学生に対するIoTプロトタイプ構築法とプロジェクト学修によるIoT人材教育法を確立する。プロトタイプ構築法では、構成要素をモジュール化し、構築を容易にする。学生がプロトタイプを構築して理解を深め、構築経験をもとに、IoTを応用する斬新なアイデアの創出を可能とする。さらに、異分野の課題に対するアイデアをグループ討議で連携し、実装によって深化させていくプロジェクト型学修（PBL）方法を取り入れる。海外を含むグローバルなPBLによって、イノベーションの創出を可能にする多分野連携実装力教育の研究を行う。
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| 研究実績の概要 |
対面での国際PBLを再開し、リスボン、国内、バンコクで実施し、学習成果のアセスメントを行った。学生が仮想空間（メタバース）を設計し提案をするプロジェクトを実施した。本件で、2件の論説が掲載され、1件の図書を出版し、国内外で9件の口頭発表（招待講演6件、国際会議3件）を実施した。
芝浦工業大学では、IoT実習におけるピアティーチングを支援するため、手元映像の共有機能に加えて、講座資料と進捗を共有する機能を実装したi-ShareHandyを開発し、学生実習での評価を行い、その有効性を確認した。その成果を含めジャーナル論文３件の成果をあげた。またソフトウェア分野へのデジタルツイン応用の品質デジタルツインシステムの試作を行い、査読付き国際学会１件の成果を挙げた。
サイバー大学では、IoT人材育成実績とIoTゼミナールの取組み成果の論文が「サイバー大学eラーニング研究第10号特別号」に掲載された。
福井工業大学では、農業をテーマとしたIoTコラボ実習の成果をまとめて評価を実施し、2022年12月6日に令和４年度北陸信越工学教育協会福井県支部研究集会で発表した。また、この研究成果を、北陸信越工学教育協会会報71号に「IoT利活用人材育成を目的としたPBL取り組みの事例」として寄稿した。
M2M・IoT研究会との連携で、AI・機械学習を各分野に利活用するための教育法の開発と実践については、これまでに開発した3段階からなるAI教育手法（事例に基づくAI基礎、教材プロトタイプ、応用プロトタイプ構築の３段階）の実践結果を踏まえつつさらに改良を加え、中小企業団体技術者向けに実習教育を行った。成果の一部を研究会での発表や論文として投稿した。AIニーズ創出法の開発と実践では、文系学生や企業の営業スタッフへのAIニーズ創出法の開発・実践評価を行い、成果を学会論文誌に３件投稿し、現在、うち１件が採択された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
2022年度の研究は新型コロナウイルス感染症の状況を踏まえ、研究を対面とオンラインを併用したブレンド型で実施した。大学や企業での教育とアセスメントに関しても、対面とオンラインを融合したブレンド型を積極的に推進した。メタバースを用いたIoT、AI教育法の開発とオンラインPBLに適用しての検証が推進された。アセスメントもデジタル化、オンライン化を進めた。国際PBLに関しては対面での活動が再開され、ハードウェアやソフトウェアの実装を実地で行うことが可能になった。成果として、学術論文９件、国際会議３件、国内会議２６件を発表し、図書１冊を刊行している。
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| 今後の研究の推進方策 |
2022年度はコロナ禍後を見据え、対面とオンラインを併用したブレンド型（ハイブリッド型）の教育方法を推進した。オンラインでのIoT、AI教育法を精緻化し、オンライン教育に対応する教育システムのデジタル化と、受講者間のオンラインでの協働作業を促進するシステムの構築を行ってきた。2023年度はこれらの成果を学術論文としてまとめるとともに、次のステップとしての対面とオンラインを併用したブレンド型のIoT、AI教育法を推進して、大学教育、中小企業技術者教育への適用できる仕組みを検討する。これまで進めてきた、リカレント教育等でオンライン教育へのニーズが急速に高まり受講者が増えており、受講者の増加に対応したオンラインでの指導法の構築のための研究が望まれており、教育の質保証の観点での取り組みの検討を行う。
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