| 研究課題/領域番号 |
16K13067
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| 研究機関 | 福井大学 |
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研究代表者 |
青山 絹代 福井大学, 学術研究院教育・人文社会系部門(教員養成), 助手 (80126630)
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| 研究分担者 |
淺原 雅浩 福井大学, 学術研究院教育・人文社会系部門(教員養成), 教授 (70304201)
川井 昌之 福井大学, 学術研究院工学系部門, 准教授 (00334805)
小越 咲子 福井工業高等専門学校, 電子情報工学科, 准教授 (70581180)
小越 康宏 福井大学, 学術研究院工学系部門, 准教授 (80299809)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 発泡スチロール球 / 分子模型 / 脳波 / 視線計測 / 集中度 / ＲＦＩＤ |
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| 研究実績の概要 |
(1) 大型分子模型の開発・簡易視線分析装置の開発と大学生への適用：直径300mmの発泡スチロール球を原子として、sp3, sp2, sp等の結合様式に合う球の位置に、接続部位を取り付ける方法を開発した。この際、炭素を白球、酸素を赤球、窒素を青球、そして、水素を黄球とした。結合部位は、オスメスを交互に格子状に張り付けたマジックテープであり、２つの球をどの角度で合わせても接合できるように工夫した。接合部の位置決めをする部品とその位置で切断する装置も併せて開発した。昨年度に引き続き、直径300mm球の分子模型を組み立てる際に、模型作製中の被験者が、どの方向に、どの程度の時間向いているかを簡易的に測定する視線計測装置を改良した。今回、模型作製のための簡易テキストを作成し、模型を見ている時間とテキストを見ている時間について測定した。視線が大きく動くため、測定範囲が限られることがわかった。教員養成系の大学4年生（理科を専攻していない者）10名を対象として、分子模型作製前後でアンケート調査を行った。
(2)直径20mm分子模型を活用した際の学習効果（集中度）計測：H28年度に引き続き、分子モデル組立課題取り組み時のヒトの集中度を調べるために、課題に取組んでいるときの脳波および瞬目の様子について、実験を進めた。
(3)RFIDタグを導入した発泡スチロール教材の開発とその臨床実験：直径20mm程度の分子モデルを手に持った時、そのID番号から球が表す原子の種類を判定し、スピーカーとスクリーンに表示させることができる。本教材に関しては、高専生と大学生の合計8名でテキストを用いた場合とテキストを用いない場合の比較実験を行った。
(4)VR教材の開発：3D－HMD及び3Dコントローラを用いた仮想空間内で仮想的な30㎝球の分子模型を組み立てることができるソフトウェアを構築した。
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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
(1)大型分子モデル（直径300mm発泡スチロール球）を決まった位置でスライスする切断装置を開発し、水素11個、酸素2個、窒素3個、sp3炭素3個、sp2炭素6個、sp炭素1個の計26個作成した。これらを用いると、水素、水、メタノール、エタノールアンモニア、ベンゼンなどの分子の模型を作成することができる。
(2) 大学4年生に対する実践の結果、分子や原子について扱っていない大学生でも楽しくかつ操作しやすいものであることがわかった。今後、学年や年齢を下げ、小中高校生や細かい作業が苦手な子どもに対しての使用の可能性を見出すことができた。
(3) 作成した簡易視線計測装置を用いることで、大学生の場合は、分子模型よりも作成するためのレシピであるテキストに視線が向いている時間のほうが長いことがわかった。
(4) RFIDを埋め込んだ分子模型を用いることで、その模型による学習がどの程度の時間海賊できるかを測定することができるようになった。テキストを見ながら作成する課題の場合と、自由作成課題の場合では、自由作成課題に対応するほうが、長時間分子模型に触っている傾向が見られた。
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| 今後の研究の推進方策 |
(1)大型分子模型、小型分子模型、RFIDを埋め込んだ分子模型、仮想空間での分子模型の4つのタイプの分子模型作製教材を開発した。
これらを改良をしつつ、大学生あるいは、大学生よりも低年齢層での活用実践を行い、ものの認識、学習への集中度、学習効果等について、検証を重ねていく。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
教材に関して、予備研究用に作成し、実践したので、平成30年度に改良と教材を増やしていく必要ある。
また、平成29年度は、大学内で無償協力可能な方の協力により、予備調査を行うことができた。平成30年度は、研究に協力頂ける被験者謝金について、今後、必要となるため繰り越した。
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