理工系英語プレゼンテーションのためのVR教材開発と教育効果検証

• 研究課題/領域番号: 22K00745
• 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02100:外国語教育関連
• 研究機関: デジタルハリウッド大学
• 研究代表者: 山崎 敦子 (慶祐敦子) デジタルハリウッド大学, その他の研究科, 教授 (10337678)
• 研究分担者: 山中 司 立命館大学, 生命科学部, 教授 (30524467) ; 長谷川 浩志 芝浦工業大学, システム理工学部, 教授 (40384028) ; 村上 嘉代子 (平野嘉代子) 芝浦工業大学, 工学部, 教授 (90424895)
• 研究期間 (年度): 2022-04-01 – 2025-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2022年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2024年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 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)
• キーワード: VR教材 / 英語プレゼンテーション / 学会発表 / 理工学教育 / ESP / Q＆A / 緊張緩和 / 英語教育 / プレゼンテーション / 教育効果測定

研究開始時の研究の概要

本研究では，VRとAI技術を活用した英語での口頭発表指導のためのオンライン教材を開発し，その効果を検証する．理工系大学では英語での口頭発表指導が急務となっているが，疑似的な状況を作って効果的な練習を行わせる練習や指導は非常に難しい．本研究ではVRでの仮想空間で学習者が英語での発表練習ができる実践的な教材を作成する．VR教材には発音検証アプリケーションも組み込み，発音向上も図る．教材の教育効果検証は，学習者アンケートと英語教育専門家によるルーブリック評価により行う．

研究実績の概要

2022年度では，VR技術を用いて理工系の国際学会発表場面を再現し学習者に仮想空間で英語プレゼンテーションの訓練を行わせるプロトタイプ教材を試験的に作成した（プロト教材①）．このプロト教材①では，国際学会発表会場を再現したVR空間を作成し，広い会場の壇上で発表を行っている場合の視点が体験できる設定とした．Discourse movesや表現を整理し，理工系学生が最も苦手と感じている質疑応答場面が学習できるものとし，聞かれることが多い研究の方法と新規性についてVR空間の人物が英語で詳しい説明を求め，それに即座に答える体験練習ができるようにした．VR教材の使用感や有効性への期待などを確認するため，教材体験の実験を69名の理工系大学生を対象に行った．さらに，教材による緊張緩和効果を検証する実験を行った．英語でのプレゼンテーションを行う予定がある理工系大学院生9名を被験者に，VR教材での学習の前に疑似Q＆Aセッションでネイティブスピーカーの講師からの質問に答える状況に対応させ，次にVRプロト教材①で学習した後で同様の状況に対応させて効果を測定した．緊張感緩和の効果については，被験者へのアンケートとNIRS(HOT-2000)による前頭前野のOxy-hemoglobin濃度変化と心拍数の測定により効果を分析した．これらの2つの実験結果から，プロト教材①の教育効果は，英語力の違いにより異なること，英語力が高くない被験者では教材での学習により緊張緩和効果が大きいことが示唆された．教材の使用感や操作性については，どちらの実験でも短時間の使用であればVR酔いなどの問題は少ないことが認められ，またVR教材での学習が「楽しい」と感じる被験者が多かった（5段階評価で4以上）．これらの予備的な成果は国際学術誌論文1報，国際学会プロシーディング論文1報，大学紀要論文1報で発表した．

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年度計画段階までVR教材プロト作成を進めることができた．国際会議場の再現，理工系学会発表でのQ&Aの典型的な2場面のプロトが作成できた．教育的効果，特に緊張感緩和効果実験では，被験者の主観的評価だけでなく脳血流量と心拍数測定での客観的評価により一定の緩和効果が確認でき，VR教材の改善や今後の研究への知見も得られた．これらの成果を以下の査読付き論文2報（国際学術誌, 国際学会proceedings）と大学紀要に発表した：Akimoto T, Murakami KH, Yamazaki AK, Yamanaka T, Hasegawa H: A Preliminary Cyber-Physical Study of a VR Training Material for Engineering Students to Give a Presentation in English, Procedia Computer Science 207, p3713-3720, 2022. 山崎敦子, 山中司, 村上嘉代子, ADILIN ANUARDI: コミュニケーション教育におけるVR教材の効果的活用に向けて, DHU JOURNAL 9, p15-17, 2022. Yamanaka T, Miyazaki Y, Yamazaki AK, Murakami KH, Kimura S, Yamashita M, Kondo Y: Testing Virtual Reality for Eliminating Japanese University Students' English-Speaking Anxiety: Cases of International Conference and Restaurant, IJLT 9(1) p49-66, 2023.

今後の研究の推進方策

令和5年度では，現在までの研究結果に加えて，この研究とは別に行っているworkplaceでの英語コミュニケーション訓練のためのVR教材開発研究での実績をもとに，2022年度に作成したプロトタイプ教材に以下の改良を加え，プロト教材②を作成する予定である．1. 国際学会発表のQ＆Aセッションでの会場からの質問内容が，より難しい場面を2つ追加する．2. 質問に回答する際の模範的な英語表現が段階的に学べるように，ヒントなどが表示できるレベルを加えて学習できるような教材デザインとする．1の質問場面については，2022年度に作成したスキット案を改善して行う．VR教材の教育的な評価は，前年度同様の評価項目を用いて，教材を使用した学生へのアンケートとヒアリングで行う．緊張緩和効果についても，NIRS測定実験を実施し検証する予定である．さらに，教材による学習効果を検証するために，教材での学習の事前・事後評価を英語教育の専門家によるルーブリック評価により行う．令和６年度では，これらの学習者アンケートと英語教育専門家の評価結果をもとにプロト教材②を改変し，学習者自身で発音がチェックできる機能を追加し，完成版を作成し公開する予定である．これらの教材作成プロセスや教材評価については，上述の国際学会等で発表し，論文として国際誌へ投稿する予定である．また、開発したVR教材はWeb上に公開する予定であるので，公開用のWebサイトを構築し教材を順次アップロードしてゆく．

研究成果

• [雑誌論文] Testing Virtual Reality for Eliminating Japanese University Students' English-Speaking Anxiety: Cases of International Conference and Restaurant (2023)
  • 著者名/発表者名: Tsukasa Yamanaka*, Yasushi Miyazaki, Atsuko K. Yamazaki, Kayoko H. Murakami, Syuhei Kimura, Miho Yamashita, and Yukie Kondo
  • 雑誌名: International Journal of Learning and Teaching 巻: 9 ページ: 49-66
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Preliminary Cyber-Physical Study of a VR Training Material for Engineering Students to Give a Presentation in English (2022)
  • 著者名/発表者名: Taishi Akimoto, Kayoko H. Murakami, Atsuko K. Yamazaki, Tsukasa Yamanaka, Hiroshi Hasegawa
  • 雑誌名: Procedia Computer Science 巻: 207 ページ: 3713-3720
  • DOI: 10.1016/j.procs.2022.09.431
  • 査読あり
• [雑誌論文] コミュニケーション教育におけるVR教材の効果的活用に向けて (2022)
  • 著者名/発表者名: 山崎敦子, 山中司, 村上嘉代子, ADILIN ANUARDI:
  • 雑誌名: DHU JOURNAL 巻: 9 ページ: 15-17
• [学会発表] A Preliminary Cyber-Physical Study of a VRTraining Material for Engineering Students to Give a Presentation in English (2022)
  • 著者名/発表者名: aishi Akimoto, Kayoko H. Murakami, Atsuko K. Yamazaki, Tsukasa Yamanaka, Hiroshi Hasegawa
  • 学会等名: 26th International Conference on Knowledge-Based and Intelligent Information & Engineering Systems
  • 国際学会
• [学会発表] コミュニケーション教育におけるVR教材の効果的活用に向けて (2022)
  • 著者名/発表者名: 山崎敦子
  • 学会等名: DHU Journal 研究紀要発表会
• [備考] VR for Communication Enhancement
  • URL: https://libertycocreation.github.io/dhymz/