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2018 年度 実績報告書

分子模型型教材によるものの認識手法の開発とその評価に関する実証的研究

研究課題

研究課題/領域番号 16K13067
研究機関福井大学

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)

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)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード発泡スチロール球 / 分子模型 / 脳波 / 集中度 / RFID
研究実績の概要

(1) 昨年度までに開発したΦ300mm模型に加えて、Φ200,150mmの発泡スチロール球を用いた模型を作成し、サイズの段階化を行った。更に、本実体模型と(4)で開発した仮想空間模型を一般および高校生に体験してもらい操作性について比較した。
(2) 手の動きの刺激映像を見せた時の脳波を分析しμ波抑制の様子と(VRヘッドセットを活用した)分子モデル作成課題時の脳波を(電磁シールドされた脳波計で)計測し、fm-θ波の占有率の変化を調べた。定型発達、発達障害ともにμ波抑制が確認できた。また、分子モデル課題時にfm-θ波の占有率が高まり、興味関心や集中度も高まったと考えられ、分子モデルの学習意欲などに対する新しい評価方法となり得ると考えられる。
(3) 化学反応学習台紙を使った分子モデルについて画像認識を行うことで学習履歴を取得できるシステムを開発し、昨年度開発した3D分子モデルで学習履歴を修得できるシステムと比較した。3D分子モデル使用実験と台紙に穴埋めする形式の分子モデル使用実験を比較すると、分子モデル学習経験のある被験者は理解を伴う円滑な学習となり、経験のない被験者は台紙に興味を示さず原子球を配置する単純動作学習となることが観察できた。また、被験者ヒアリングの結果、化学反応学習台紙を使用しても、化学未学習児童にとっては興味を刺激しないことが分かった。
(4) 昨年度構築した仮想空間内で仮想的な分子模型を組み立てることができるソフトウェアの改良を行い、操作性の向上及び目的に合った表示方法の導入を行った。また、HMDのセッティングや接続ケーブルの紛らわしさを改善するため、外部センサなしでケーブルレスの新たなHMDへの実装を試みた。ただし、両手に持つコントローラがまだ外部センサを必要とするため、将来的にはコントローラも 外部センサなしのものに置き換えることが課題となる。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2018

すべて 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件)

  • [学会発表] 大型分子模型の開発とその作成活動の評価の試み2018

    • 著者名/発表者名
      青山絹代・吉嵜友梨・川井昌之・淺原雅浩
    • 学会等名
      日本理科教育学会第68回全国大会
  • [学会発表] 大型分子模型作成と連動するVRによる模型作成の試み2018

    • 著者名/発表者名
      淺原雅浩・吉嵜友梨・鈴木彰馬・川井昌之・青山絹代
    • 学会等名
      日本理科教育学会第68回全国大会
  • [学会発表] Education Material for Cognitive of the Characteristics by Radio Frequency Identifier and Image ProcessingEducation Material for Cognitive of the Characteristics by Radio Frequency Identifier and Image Processing2018

    • 著者名/発表者名
      K. Tanaka, S. Ogoshi, T. Saitou, Y. Ogoshi, M. Asahara, K. Aoyama
    • 学会等名
      Proc. of the 19th Asian Pacific Industrial Engineering and Management Systems Conference
    • 国際学会

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公開日: 2019-12-27  

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