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2017 年度 実績報告書

カレッジ級数学学習者を理解から定着へと導くための動的・静的幾何連携システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 15K01037
研究機関東邦大学

研究代表者

金子 真隆  東邦大学, 薬学部, 教授 (90311000)

研究分担者 大内 俊二  下関市立大学, 経済学部, 教授 (00213629)
高遠 節夫  東邦大学, 理学部, 訪問教授 (30163223)
山下 哲  木更津工業高等専門学校, 基礎学系, 教授 (40259825)
阿原 一志  明治大学, 総合数理学部, 専任教授 (80247147)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード動的幾何 / 静的幾何 / Cinderella / KeTCindy / CindyJS / 学習者の体性感覚 / 学習者の行動の分析 / 学習者の発語の分析
研究実績の概要

KeTCindyの機能整備については,3次元の図形の稜線描画について計算の効率化をはかるため,Cによる計算プログラムの呼び出し機能を実装した.これにより計算時間の大幅な短縮が可能となったが,当初目的としたCindy3Dによるフォトリアリスティックな描画との連携はまだ難しく,今後検討を重ねる必要がある.
教育効果の検証については,CindyJSによるコンテンツをiPad上で学習者に操作させることの効果の検証が中心となった.その結果,以下のような諸点が明らかとなった.
(1) 三角関数のグラフ描画課題について,描画メカニズムを提示するCindyJSによるコンテンツをiPad上で操作させ,その前後で学習者の描画行動に生じる差異を検証した.その結果,操作する指に及ぼされるリズミカルな触覚刺激が,周期的なグラフのパターンに関する意識を強く喚起しうることが示唆された.この結果については,日本科学教育学会年会の課題研究において報告した.
(2) 関数の多項式近似の意味について探索的に理解させるためのCindyJSによるコンテンツをiPad上で操作させ,行動分析ソフトSportscodeを用いて操作経過を可視化することを試みた.その結果,数式表現のみによっては本質的な理解が困難な「高位の無限小」の概念について,学習者による探索的な操作が大きく寄与しうることが示唆された.この結果については,日本教育工学会や国際会議ICCSAにおいて報告した.
(3) (2)と同様のコンテンツを操作させる際に,個人での操作とグループでの操作とで,操作傾向にどのような差異が生じるか,調査を行った.その結果,学習者間の対話によって,探索行動にゆらぎが生じたことを示唆するシグナルを見出し,グループによる操作ならではの学習効果の存在が強く示唆された.この結果については,国際会議ICMSにおいて報告する予定である.

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Collaborative use of mathematical content generated by CindyJS on tablets2018

    • 著者名/発表者名
      Takeo Noda, Masataka Kaneko
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: - ページ: -

    • 査読あり
  • [雑誌論文] CindyJSによるコンテンツのWeb上での利用について2018

    • 著者名/発表者名
      金子真隆, 中原敬広, 中村泰之
    • 雑誌名

      京都大学数理解析研究所講究録

      巻: 2067 ページ: 37-46

  • [雑誌論文] KeTCindyのC呼び出し機能と曲線・曲面論の教材の作成2018

    • 著者名/発表者名
      野田健夫, 高遠節夫
    • 雑誌名

      京都大学数理解析研究所講究録

      巻: 2067 ページ: 132-141

  • [雑誌論文] 自習・反転授業のための音声つきPDF教材の開発2018

    • 著者名/発表者名
      大内俊二, 高遠節夫
    • 雑誌名

      京都大学数理解析研究所講究録

      巻: 2067 ページ: 183-189

  • [雑誌論文] Using tangible contents generated by CindyJS and its influence on mathematical cognition2017

    • 著者名/発表者名
      Masataka Kaneko
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: 10407 ページ: 199-215

    • DOI

      10.1007/978-3-319-62401-3_15

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analysis of the use of teaching materials generated by KeTCindy as an aid to the understanding of mathematics2017

    • 著者名/発表者名
      Koji Nishiura, Shunji Ouchi, Kunihito Usui
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: 10407 ページ: 216-227

    • DOI

      10.1007/978-3-319-62401-3_16

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Brachistochrone problem as teaching material - Application of KeTCindy with Maxima2017

    • 著者名/発表者名
      Setsuo Takato
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: 10407 ページ: 251-261

    • DOI

      10.1007/978-3-319-62401-3_19

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Authoring quizzes with interactive content on the mathematics e-learning system STACK2017

    • 著者名/発表者名
      Yasuyuki Nakamura, Takahiro Nakahara, Masataka Kaneko, Setsuo Takato
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: 10407 ページ: 273-284

    • DOI

      10.1007/978-3-319-62401-3_21

    • 査読あり
  • [雑誌論文] KETpic-Matlab toolbox for LaTeX high-quality graphical artwork in educational materials on Bezier curve algorithms at a master level2017

    • 著者名/発表者名
      Akemi Galvez, Setsuo Takato, Masataka Kaneko, Javier Del Ser, Andres Iglesias
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: 10407 ページ: 301-316

    • DOI

      10.1007/978-3-319-62401-3_23

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Collaborative use of mathematical content generated by CindyJS on tablets2018

    • 著者名/発表者名
      Takeo Noda, Masataka Kaneko
    • 学会等名
      ICMS2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Using tangible contents generated by CindyJS and its influence on mathematical cognition2017

    • 著者名/発表者名
      Masataka Kaneko
    • 学会等名
      ICCSA2017
    • 国際学会
  • [学会発表] Analysis of the use of teaching materials generated by KeTCindy as an aid to the understanding of mathematics2017

    • 著者名/発表者名
      Koji Nishiura, Shunji Ouchi, Kunihito Usui
    • 学会等名
      ICCSA2017
    • 国際学会
  • [学会発表] Brachistochrone problem as teaching material - Application of KeTCindy with Maxima2017

    • 著者名/発表者名
      Setsuo Takato
    • 学会等名
      ICCSA2017
    • 国際学会
  • [学会発表] CindyJSによるタンジブルな教材の操作履歴に基づく数学学習者の思考過程の追跡2017

    • 著者名/発表者名
      金子真隆
    • 学会等名
      日本教育工学会第33回全国大会
  • [学会発表] ワークシート分析からみたCindyJSによるタンジブルな教材が数学学習者のグラフ描画にもたらす影響2017

    • 著者名/発表者名
      金子真隆
    • 学会等名
      日本科学教育学会第41回年会
  • [備考] KETpicホームページ

    • URL

      http://ketpic.com

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公開日: 2018-12-17  

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