| 研究課題/領域番号 |
21K02953
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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 | 麻布大学 (2022)
埼玉医科大学 (2021) |
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研究代表者 |
西脇 洋一 麻布大学, 生命・環境科学部, 准教授 (70439818)
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| 研究分担者 |
加藤 徹也 千葉大学, 教育学部, 教授 (00224519)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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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 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2024年度: 260千円 (直接経費: 200千円、間接経費: 60千円)
2023年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
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| キーワード | 人工知能教育 / データサイエンス教育 / ICT教材 / 能動的学習 / 仮想現実 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は理工系・人文系を問わず広く受講される大学教養科目において、プログラミング学習を行わずに、人工知能（AI）はどのような原理で動作するのか、AIは何が得意で何が不得意なのか、といったAIの基礎を理解するための教育法の確立を目指します。研究期間内では、仮想現実や3Dプリンタなど最新の情報科学技術を活用して学習者が能動的に考えたり議論したりすることにより、AIの動作原理やその有効性に気づく授業法の開発を行います。
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| 研究実績の概要 |
本研究は理工系・人文系を問わず広く受講される大学教養科目において、プログラミング学習を行わずに、人工知能はどのような原理で動作するのか、人工知能は何が得意で何が不得意なのか、人工知能をどのように活用していけばよいのか、といった人工知能の基礎を理解するための教育法の確立を目指しています。そのために、パソコンやタブレットなどの情報通信技術（ICT）機器を用いて学習できる２次元・３次元表現技術を活用した教育用コンテンツ・動画などの教材開発を行います。また、それらの教材開発の手法を人工知能教育にとどまらず、近年重要性を増しているデータサイエンス教育、さらに広く科学教育全般に適用できるように一般化することも目指します。
研究初年度には人工知能の基礎について学習するための教材を開発しました。それに引き続き、本研究期間では以下の研究開発を行いました。
１）ビデオカメラやスマートフォンで撮影した動画の画像解析を用いた科学実験教材を開発しました。学生が興味を持ちやすい自然現象や実験の様子を動画撮影して、コマ送りした画像を解析し、定量化することにより科学的理解を深めます。
２）３Dプリンタを用いて作成した物体を用いた科学教材の開発を行いました。そのための３次元データの作成、および実体化したモデルを活用して科学的理解を深める教育手法の検討を進めています。また、その３次元データ作成の過程を教材化することも行っています。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
4: 遅れている
理由
３次元表現技術を活用した教材作りは計画より遅れています。これは、３次元表現技術を用いた教材作りの過程で、自然現象を撮影した動画の２次元画像解析が科学実験教材として有効であることを示せたからです。本研究期間では、撮影した２次元動画の画像解析から科学的理解を深める実験教材の作成を行いました。
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| 今後の研究の推進方策 |
当初の計画から遅れている３次元映像や３次元データなどの３次元表現技術を用いた教材作りを進めていきます。また、タブレットを用いて人工知能の基礎を学ぶ教材の開発も引き続き行います。
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