| 研究課題/領域番号 |
20K03162
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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09070:教育工学関連
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| 研究機関 | 金沢工業大学 |
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研究代表者 |
工藤 知草 金沢工業大学, 基礎教育部, 准教授 (90759515)
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| 研究分担者 |
中村 晃 金沢工業大学, 基礎教育部, 教授 (60387355)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | ピア・インストラクション / 概念問題 / 機械学習 / 誤概念 / 数学 / データ分析 / Webサイト / AI / ウェブサイト / Concept Test / 物理 / ニューラルネットワーク / 概念形成 / インタラクティブVBA教材 / Webページ開発 / インタラクティブ教材 / Excel VBA |
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| 研究開始時の研究の概要 |
概念問題（Concept Test）を学生に出題し、学生が回答した理由のテキストデータをAI（Artificial Intelligence）により分析する。自然言語処理などにより、知識・概念の関連性を見出すことで、間違えやすい概念を総合的にまとめ、そのような概念を誤答に入れた質の高い数学の概念問題を開発する。また、実験の測定データから概念形成するようなインタラクティブ教材も開発する。将来、技術者を目指す高校生や大学生が概念形成するようなウェブサイトを開発し、社会貢献する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、数学Ⅰ、数学Ⅱ、数学Ⅲ、線形代数、確率統計、微積分学に関する170問以上の概念問題を新規にWeb上で公開することで、高校や大学で、相互作用型授業の一つのピア・インストラクション型授業を容易に実施できるWeb環境を整えた。また、高校生と大学生が、インタラクティブに回答しながら自学自習で概念形成することを可能にしたWebシステムを新規に開発した。さらに、データから本質的な理解を得て概念形成することを可能したインタラクティブVBA（Visual Basic for Applications）教材を開発し、Web上で公開した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
大学入学共通テストでは、本質的な概念理解やデータ分析能力を問う問題が多く出題されている。高校の授業でも概念形成する相互作用型授業に質的転換することが重要な課題となっている。本研究では、高校の教室でも、ピア・インストラクション型授業を容易に実施できるWeb環境を整えるとともに、将来、技術者を目指す高校生や大学生が、データ分析能力を養い、概念形成することを可能にしたWeb環境を整え、技術者教育・工学教育に貢献した。
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