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問題変形作問における思考プロセスの解明と問題変形作問学習支援システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 21K13644
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分09070:教育工学関連
研究機関徳島大学

研究代表者

福井 昌則  徳島大学, 高等教育研究センター, 准教授 (10599765)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード学習工学 / 創造性教育 / Computational Thinking / 学習支援システム / 作問学習 / 創造性 / 教育工学 / 問題変形作問 / コンピュータショナルシンキング / 探究学習 / 自己効力感 / コンピュテーショナルシンキング / 作問
研究開始時の研究の概要

世界的に創造性を育成することが重要な課題となっており,一般の学校教育においても同様である.創造性は特定の教科に依存しない力として育成することが重要であるが,従来の学校教育・教科教育ではその育成が困難である.よって,その育成方法について検討することは重要な課題である.
これまでに,作問学習,問題の変形は創造性育成に有効であると指摘されている.そこで本研究では,従来の教育で用いられていた課題・問題を変形して新しい問題を作問する「問題変形作問」を用いる.そして問題変形作問の思考プロセスを検討し,評価方法を開発する.また,学習者一人一人が問題変形作問を行うことができる学習支援システムを開発する.

研究成果の概要

本研究では,大学生を対象とした問題変形作問に関する実験を行い,問題変形が多くできる学生とそうではない学生の思考プロセスの差異を明らかにすることを試みた.その結果,問題変形が多くできる学生は,隠されたパラメータの発見とパラメータの組み合わせにおいて,有意に多く実施していることが明らかになった.また,それらの知見をもとに,テキストベースの対話式問題変形作問学習支援システムを試作し,それらの効果を検証している.その結果,問題変形がさほどできない学生でも,システムの支援により多くの問題変形ができることが示された.これらのことから,概ね研究目的は達成され,今後の研究につながる知見を得ることができた.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は,これからの時代を生きていく若者に必要となるアイデアを生み出す力や創造性を高めるために実施している研究である.それらの力を育成する手法は多く開発されているが,多くの学生が根拠を持ってアイデアを生み出す力を育成できるか定かではない.その問題を解決するために,申請者は「問題変形作問」を提案し,その手法を用いた実践例を提示,簡易的な評価方法および学習支援システムの開発を行った.それらは,学校教育に実装可能なモデルとして提案しており,問題構造理解力を高め,従来の教科教育における力をより高めることを目指す方法でもある.本研究の提案手法は新規性,独創性が高く,社会的インパクトも大きいと考えられる.

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2024 2023 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 9件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Universitas Muhammadiyah Purwokerto(インドネシア)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] RECSAM SEAMEO/UCSI University/Wawasan Open University(マレーシア)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] SEAMEO RECSAM(マレーシア)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Proposal for Developing Learning Materials Focusing on Modified Problem-Posing Using a Probability Game to Promote Understanding of the Problem Structure in Basic Engineering Mathematics2024

    • 著者名/発表者名
      Fukui Masanori、Kuroda Masakatsu、Chew Peter、Sasaki Yuji
    • 雑誌名

      International Journal of Applied Physics and Mathematics

      巻: 14 号: 1 ページ: 35-44

    • DOI

      10.17706/ijapm.2024.14.1.35-44

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] An Exploratory Study of the Relationship between Fixed/Growth Mindset and Computational Thinking among University Students2024

    • 著者名/発表者名
      Masanori Fukui, Li Xiang, Yudai Sano, Wanda Nugroho Yanuarto, Subuh Anggoro, Peter Chew, Eng Tek Ong, Khar Thoe Ng
    • 学会等名
      The 8th APSCE International Conference on Computational Thinking and STEM Education 2024 (CTE-STEM 2024)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] An Exploratory Study of the Relationship Between Students’ Positive Attitudes Toward Artificial Intelligence and Computational Thinking Needed in the 6G Communications Era2024

    • 著者名/発表者名
      Masanori Fukui, Khar Thoe Ng, Xing Zhi Guan, Eng Tek Ong, Kamolrat Intaratat, Subuh Anggoro
    • 学会等名
      7th International Conference on Innovative Computing and Communication (ICICC 2024)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Proposal for Developing a Learning Material Focusing on Modified Problem-posing Using a Probability Game to Promote Understanding of the Problem Structure in Basic Engineering Mathematics2023

    • 著者名/発表者名
      Masanori Fukui, Masakatsu Kuroda, Peter Chew, Yuji Sasaki
    • 学会等名
      The 12th International Conference on Engineering Mathematics and Physics (ICEMP 2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] An Exploratory Study on the Relationship between Computational Thinking and Motives for Gaming among University Students in Japan2023

    • 著者名/発表者名
      Masanori Fukui, Masakatsu Kuroda, Yuji Sasaki, Tsukasa Hirashima
    • 学会等名
      The 7th APSCE International Conference on Computational Thinking and STEM Education 2023 (CTE-STEM 2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Understanding the Problem Structure Using Modified Problem-Posing in Mathematics Classrooms2022

    • 著者名/発表者名
      Masanori Fukui, Yuji Sasaki
    • 学会等名
      The 27th Asian Technology Conference in Mathematics (ATCM 2022)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Proposal of a Small-c Creativity Cultivation Method with Modified Problem-Posing for Use in Computer Studies Education2022

    • 著者名/発表者名
      Masanori Fukui, Yuji Sasaki
    • 学会等名
      11th DATTArc-ICTE-TENZ-ITEEA
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] An Exploratory Study of the Relationship between Computational Thinking and Creative Attitudes among University Students2022

    • 著者名/発表者名
      Masanori Fukui, Yuji Sasaki, Tsukasa Hirashima
    • 学会等名
      The 6th APSCE International Conference on Computational Thinking and STEM Education 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Developing Programming Education Using Mathematical Puzzles and Games to Enhance Students’ Creative Attitudes2022

    • 著者名/発表者名
      Masanori Fukui, Yuji Sasaki, Masakatsu Kuroda, Jun Moriyama
    • 学会等名
      7th SRD International Conference on Research Innovations
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Proposal of a Method to Promote Creativity Based on Computational Thinking in a Classroom2021

    • 著者名/発表者名
      Masanori Fukui
    • 学会等名
      The 2021 European Alliance for Innovation-International Conference on Social Sciences (EAI-ICONESS 2021)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 学校教育で創造性を育成するには? -問題変形作問を用いた方法の提案とその事例-2021

    • 著者名/発表者名
      福井 昌則
    • 学会等名
      徳島科学史研究会 2021年 第3回例会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Understanding the Differences among Oneself and Others as Important Basic Skills in Global Citizenship Education through Development of Ability to Grasp Problems in Mathematics Education2021

    • 著者名/発表者名
      Masanori Fukui
    • 学会等名
      LearnT-SMArET with Integration of Thinking, Life Skills and Moral Values in Line with Global Citizenship Education (GCED)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [備考] Researchmap

    • URL

      https://researchmap.jp/mafukui

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書

URL: 

公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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