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理論体系を視覚化する電子書籍とLMSを用いた深く学べる物理学習システムの構築

研究課題

研究課題/領域番号 21K02822
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
研究機関広島商船高等専門学校

研究代表者

藤原 滋泰  広島商船高等専門学校, 一般教科, 准教授 (20390495)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 完了 (2024年度)
配分額 *注記
2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2023年度: 260千円 (直接経費: 200千円、間接経費: 60千円)
2022年度: 260千円 (直接経費: 200千円、間接経費: 60千円)
2021年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード物理教育 / 授業動画 / 電子書籍 / オンラインテスト / Teams / LMS / 微分積分と力学 / 体系的な理解 / WebClass(LMS) / 微分積分を用いた物理教育 / 深い学び / L M S
研究開始時の研究の概要

微分積分を用いて体系的に物理の法則を深く理解する為のインタラクティブな電子書籍を開発し、LMSを用いたオンラインテストと誤答分析、作問演習を組み合わせることで、“深く学べる物理教育”についての研究を行う。具体的には、以下の開発・研究を推進する。
① 物理量の微分積分の結果や法則の体系番号を図示する電子書籍を開発し、体系的な深い学習を行わせる。
② LMS上でのオンラインテストと、誤答原因と推定される電子書籍の体系番号への学習の誘導を行う。
③ 学生同士で、体系番号に沿った作問と解き合いをLMS上で行わせて、理解の深化を実証する。
以上により、深い理解をもたらす物理の学習システムの実践的な構築を行う。

研究成果の概要

Teamsによる授業動画のグループチャットへの配信とWebClass(LMS)によるオンラインテストを組み合わせて学習システムを構築した。
動画は理論体系を掴み易いように開発し、計64本を配信した。動画を配信したチャットに理解したこと等をコメント返信させた。同時に、互いのコメントに「いいね」等のリアクションを付け合うことで、他者の観点からの学びを深めさせた。更に、授業動画と一対一に連動するオンラインテスト55本をWebClass(LMS)に用意した。
令和5年度のアンケートでは、授業動画が役立ったと回答した学生が約91%、オンラインテストが役立ったと回答した学生が約84%であった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

微分積分による体系的な理解を意識した64本の授業動画を授業の進度に合わせてTeamsで配信し、各動画と一対一に対応する55本のオンラインテストで理解度をチェックさせ、理解したことを動画の配信チャットにコメント返信させて、深く学べる物理教育を実践できたことが、本研究の成果である。
特に、微分積分を用いた力学の電子書籍を導入することで、各物理量と法則間の体系的なつながりを視覚的に分かり易く学習させることが出来た。
このことは、シンプルなドリル問題や暗記を主とする学習量の増大を指向する現状のICTを用いた教育に対して、体系的な深い学びの視座を与える上で、学術的・社会的な意義がある。

報告書

(5件)
  • 2024 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2024 2023 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件) 図書 (1件) 備考 (7件)

  • [雑誌論文] 電子書籍とLMSによる体系的に深く学べる物理教育の実践2022

    • 著者名/発表者名
      FUJIWARA Shigeyasu、TAKIGUCHI Michihiro
    • 雑誌名

      工学教育

      巻: 70 号: 4 ページ: 4_100-4_106

    • DOI

      10.4307/jsee.70.4_100

    • ISSN
      1341-2167, 1881-0764
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 授業動画のTeams配信とオンラインテストによる物理の学習システムの構築2024

    • 著者名/発表者名
      藤原 滋泰、瀧口 三千弘
    • 学会等名
      工学教育研究講演会(第72回年次大会), 講演論文集 : pp.202~203
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
  • [学会発表] Enhancing Physics Education Using Distribution of Video Lessons from Teams and Interactive Electronic Books2023

    • 著者名/発表者名
      Shigeyasu FUJIWARA and Michihiro TAKIGUCHI
    • 学会等名
      16th International Symposium on Advances in Technology Education(ISATE 2023)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Teamsによる授業動画の配信と電子書籍を用いた深く学べる物理教育の実践2022

    • 著者名/発表者名
      藤原滋泰、瀧口三千弘
    • 学会等名
      工学教育研究講演会(第70回年次大会)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 電子書籍とLMSによる体系的な理解を強化する物理教育の実践2021

    • 著者名/発表者名
      藤原 滋泰, 瀧口 三千弘
    • 学会等名
      工学教育研究講演会(第69回 年次大会)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [図書] 機械系の運動と振動の基礎・基本2022

    • 著者名/発表者名
      瀧口 三千弘、藤野 俊和、藤原 滋泰
    • 総ページ数
      224
    • 出版者
      海文堂出版
    • ISBN
      9784303551704
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [備考] 【2025年5月以降の新URL】藤原滋泰:物理(1年・2年・3年)の予習・復習用の授業動画 全64本

    • URL

      https://www.hiroshima-cmt.ac.jp/departments/teacher/detail/000417.html

    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
  • [備考] 【2025年5月以降の新URL】藤原滋泰、瀧口三千弘:電子書籍「微分積分を用いた力学 第2版」

    • URL

      https://www.hiroshima-cmt.ac.jp/departments/teacher/detail/000417.html

    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
  • [備考] 藤原滋泰:物理(1年・2年・3年)の予習・復習用の授業動画

    • URL

      http://www.hiroshima-cmt.ac.jp/faculty/ippan/007.html

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [備考] 藤原滋泰、瀧口三千弘:電子書籍「微分積分を用いた力学(学習到達度試験 第9領域 過去問演習)第2版」

    • URL

      http://www.hiroshima-cmt.ac.jp/faculty/ippan/007.html

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [備考] 講演概要論文(ISATE 2023)

    • URL

      https://conference2023.isate.org/media/2023/submissions/EEEP73/resources/Full_Paper_ISATE2023_Shigeyasu_FUJIWARA_0528_2GH9mIV.pdf

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [備考] 藤原滋泰、瀧口三千弘:電子書籍「微分積分を用いた力学(学習到達度試験 第9領域 過去問演習)第2版」

    • URL

      http://www.hiroshima-cmt.ac.jp/faculty/ippan/007.html

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [備考] 藤原滋泰,瀧口三千弘:電子書籍「微分積分を用いた力学(学習到達度試験 第9領域 過去問演習)第2版」

    • URL

      http://www.hiroshima-cmt.ac.jp/faculty/ippan/007.html

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2026-01-16  

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