| 研究課題/領域番号 |
22K02904
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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 | 釧路工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
千田 和範 釧路工業高等専門学校, 創造工学科, 教授 (30342562)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023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: 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)
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| キーワード | 協働学習 / マンマシンインタフェース / 学習ログ / 個人学習 / タンジブルデバイス / アルゴリズム / 問題解決型学習 / EdTech / メンタリングシステム |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本事業では，主に次の３点の実現を目指す．
１．学習者にプログラムを意識させず，フローチャート等の図的モデリングツールから実機を直接制御することで，問題分析やアルゴリズムの検討に専念できるモデリングツールの実現
２．問題解決型協働学習の際に，各学習者の作業を学習ログとして蓄積し，ログ分析結果を基に各学習者に最適な知識や能力獲得に必要な情報を提供するツールの実現
３．学習ログの分析結果を基にモデリングツールの構成を変更することで，同一の課題でも各学習者，また班の能力に合わせて難易度が最適化できる学習ツールの即時提供
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| 研究実績の概要 |
最近, Society5.0時代に求められる人材育成に向けて，「主体的・対話的で深い学び」を目指した教育が推進されている．しかし，この教育の一つである問題解決型協働学習に取組む学習者が，どのように知識や技術を深めていくのかに注視している例は少なく, 効果的に協働学習を進める観点が不足しているといわざるを得ない. 一方で，文科省提言にもある通り，個人の学習状況をEdTechを活用した学習ログとして蓄積し，そのログを個の能力に応じて活用する新しい指導方法の取り組みが加速化しつつある．そこで本申請では，協働学習と個別指導を両立するメンタリングシステムの開発を目指している．
今年度は，当初から計画していた前年度のシステムの改良の他，協働学習において，個に最適な知識獲得を指導するために必要な学習ログ，並びに指導ログの蓄積をするための機能実装を行った．ここでは前年度に開発したタンジブル型の順次・分岐ブロックによる機器制御システムをベースにブロックによる機器の直接制御，アルゴリズムと検討過程の学習ログの蓄積と並行して生徒指導時の音声情報収集機能を実現した．特に，音声情報は手動ではなくraspberryPi上のテキスト変換ライブラリを活用して，データベースへ登録できる機能を実装した．あわせて個別指導時にプログラム学習時のアルゴリズムパターンと過去の類似パターンの類似度計算を行い，類似度が高ければ，その時の指導例を表示する機能も実装できた．
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| 現在までの達成度 (区分) |
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
概要にも記述した通り，当初から計画していた前年度のシステムの改良の他，協働学習において，個に最適な知識獲得を指導するために必要な学習ログ，並びに指導ログの蓄積をするための機能実装を予定通り行った．
特に，音声情報は手動ではなくraspberryPi上のテキスト変換ライブラリを活用して，データベースへ登録できる機能を実装した．あわせて個別指導時にプログラム学習時のアルゴリズムパターンと過去の類似パターンの類似度計算を行い，類似度が高ければ，その時の指導例を表示する機能も実装できた．
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| 今後の研究の推進方策 |
当初の計画通り，中学生をターゲットとしたシステムから様々なレベルの生徒や集団への展開を目指す．特にパターンデータの獲得は試行回数がカギになるので実験を行いやすい本校の授業での展開をめざす．そのために必要な教材対象の検討とカリキュラム設計を年度当初から開始する．
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