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2018 年度 実績報告書

思考実験型モデリング学習環境の支援機能拡充と学習効果測定法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K12558
研究機関神戸大学

研究代表者

堀口 知也  神戸大学, 海事科学研究科, 教授 (00294257)

研究分担者 平嶋 宗  広島大学, 工学研究科, 教授 (10238355)
東本 崇仁  東京工芸大学, 工学部, 准教授 (10508435)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワードモデリング学習環境 / 誤りの可視化 / 動的システム / 理解度テスト / 知的学習支援 / 定性推論
研究実績の概要

モデリング学習環境において,思考実験型学習における学習効果の測定法の開発を行った.先行研究で実施した学習実験では,事後アンケートの結果等から,本環境における活動が学習者の興味や積極性を大きく促進したことが確認されたが,通常の問題解決課題を用いたプレ・ポストテストの間では顕著な成績上昇が見られなかった.これは,本環境の学習効果が,ときに解法パターンの暗記等で対処できる通常の問題解決課題の成績には表れ難い,概念レベルでの理解を促進するものであるからであると考えられる.そこで,本環境における学習目標は,対象系を動的システムとして理解することであるとの視点から,前二年度までに得られた学習ログを分析して,そのような学習効果を測定するテストを開発した.テストには,部品間の接続関係の認識,フィードバックの同定,動的振舞いの理解,概念モデルでの説明能力を問う問題が含まれる.
平成30年度前半にテストの開発と予備実験を完了し,同年度後半に,モデリング学習実験(前年度の方法を踏襲)の前後にプレ,ポスト,遅延テストとして運用する方法で検証実験を実施した.その結果,学習後に被験者にインタビューを行って推定した各被験者の理解度とテスト結果とは良い相関を示し,また,前年度の学習実験においてモデリング学習中に「良い(理解度向上に貢献する)学習行動」とされた行動を,テスト得点上位者の多くがとっていたことが確認され,本テストの妥当性・有用性が検証された.

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Comparison between behavioral and structural explanation in learning by model-building2019

    • 著者名/発表者名
      Horiguchi, T., Masuda, T., Tomoto, T. and Hirashima, T.
    • 雑誌名

      Research and Practice in Technology Enhanced Learning

      巻: 14(6) ページ: 頁数なし

    • DOI

      10.1186/s41039-019-0101-8

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 軌跡を題材とした数学の表現変換と能動的誤りの発見支援機能を有する学習支援システムの開発と評価2018

    • 著者名/発表者名
      黒川魁, 東本崇仁, 堀口知也, 平嶋宗
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌

      巻: J101-D(6) ページ: 864-873

    • DOI

      10.14923/transinfj.2017LEP0023

    • 査読あり
  • [学会発表] 船舶の衝突回避判断において情報源の視点が方略に与える影響2019

    • 著者名/発表者名
      加藤 由季, 堀口 知也, 村井 康二, 守下 奈美子, 渕 真輝
    • 学会等名
      第85回人工知能学会先進的学習科学と工学研究会
  • [学会発表] Behavioral Explanation versus Structural Explanation in Learning by Model-Building2018

    • 著者名/発表者名
      Horiguchi, T., Masuda, T., Tomoto, T. and Hirashima, T.
    • 学会等名
      AIED2018 (19th International Conference on Artificial Intelligence in Education )
    • 国際学会
  • [学会発表] Characteristics of Collision Avoidance Judgment Using Landscape and Radar Information in Simulator-based Experiments2018

    • 著者名/発表者名
      Yuki KATO, Koji MURAI, Tomoya HORIGUCHI, Namiko MORISHITA, Masaki FUCHI
    • 学会等名
      IAIN2018 (16th World Congress of the International Association of Institutes of Navigation)
    • 国際学会
  • [学会発表] 数学におけるテンプレート方式の解答へ図形フィードバックを可能とする学習支援システムの活動評価2018

    • 著者名/発表者名
      黒川 魁, 東本 崇仁, 堀口 知也, 平嶋 宗
    • 学会等名
      第83回人工知能学会先進的学習科学と工学研究会
  • [学会発表] 観測器の操作を通して学習者試行錯誤促す力学学習支援システム2018

    • 著者名/発表者名
      植野 和, 東本 崇仁, 堀口 知也, 平嶋 宗
    • 学会等名
      第83回人工知能学会先進的学習科学と工学研究会
  • [学会発表] モデリング学習環境における支援タイプの違いが学習者の振舞いおよび学習効果に与える影響の検証2018

    • 著者名/発表者名
      堀口 知也, 益田 哲宏, 東本 崇仁, 平嶋 宗
    • 学会等名
      第83回人工知能学会先進的学習科学と工学研究会
  • [学会発表] プログラミング課題を構造化することによる理解状態に適応した課題提示方法の検討2018

    • 著者名/発表者名
      古池 謙人, 東本 崇仁, 堀口 知也, 平嶋 宗
    • 学会等名
      第83回人工知能学会先進的学習科学と工学研究会
  • [学会発表] 軌跡を題材とした作図インタフェースから記号文への変換フィードバック機能を有する学習支援システムの開発2018

    • 著者名/発表者名
      黒川 魁, 東本 崇仁, 堀口 知也, 平嶋 宗
    • 学会等名
      第84回人工知能学会先進的学習科学と工学研究会

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公開日: 2019-12-27  

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