| 研究課題/領域番号 |
17K04907
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| 研究機関 | 都城工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
友安 一夫 都城工業高等専門学校, 一般科目理科, 教授 (10332107)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | Tex / アクティブラーニング / ブレンド型授業 / 反転授業 / グループ学習 / ICT / 工学系数学 / 高専数学 |
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| 研究実績の概要 |
本研究はICTで利用可能な次世代型教材の開発を焦点に当て研究を進めてきた．R2 年度はコロナ禍のため，研究代表者が所属する都城高専においても，後期の3か月間を除いてTeams 上でオンデマンド型遠隔授業を実施した．このため，このオンデマンド型の遠隔授業の実施を本研究目的と並行させ，対面授業の期間中もBeamer による授業ノートの配布と授業毎のYouTubeへの動画を配信することにより遠隔授業を実施した．R2 年度の研究代表者の授業担当は，基礎数学, 微分積分学（1変数），微分方程式の 3 科目であったが，このすべての科目においてオンデマンド型の遠隔授業の対応を通年で行った．このため，ICT に特化した教材，及び反転授業に転用可能な動画のYouTube上への配信を行い，これらの科目では，次世代型授業に特化した教材資料を通年分作成することができた．
この結果，1年間を通して実施したオンデマンド型の遠隔授業で得られた知見を第3回数学教育セミナー「TEXによる教材作成」の研究集会において，「遠隔授業におけるBeamer を活用した授業ノートの教育効果」と題して口頭発表を行った．
さらに，R2年度中は本校での基礎数学の授業を行いながら，授業内容の劣後順位付けや知識のデリバリ・スキルの留意点の Tips を蓄積し，その知見をサイエンス社から R3 年度に出版予定である高専数学テキストシリーズの基礎数学[第2版]の原稿の執筆に生かすことができた．今後, R3 年度に実施したオンデマンド型遠隔授業の教育効果について，教育効果の詳細な検証し, その研究成果を第103回全国算数・数学教育研究（埼玉）大会において，「オンデマンド型遠隔授業と対面授業の教育効果の比較」のタイトルで口頭発表する予定である．
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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
H29年度からH30年度においては，高専１年次におけるグループワーク型の数学補習体制について，日本数学教育学会と数学教育学会において口頭発表することができた．さらに，口頭発表した内容を研究論文として都城高専の研究報告にまとめることができた．
R1年度においては，微分方程式の講義における逆ラプラス変換の計算過程でヘビサイド法を用いて部分分数分解する方法の教育効果及びその有効性の検証結果について，日本数学教育学会で口頭発表した．これは，講義内容の劣後順位付けと知識のデリバリ・スキルの留意点の一例としての研究成果である．
H30年度に，サイエンス社から高専卒業後に大学へ編入を目指す学生のための自学自習可能な「大学編入試験問題集」の執筆依頼があった．これに対して，H29年度から H30年度に本研究で得られた幾つかの知見を担当原稿に反映することができ，R2年度に上記問題集が出版されるに至った．
本研究目的は工学系数学教育におけるグループワーク型授業に対応した次世代型教材の開発である．これに対し，R1年度まではICTに付随した次世代型教材の開発に関しては進展が遅れていたが，R2 年度はコロナ禍のため，研究代表者が所属する都城高専においても，Teams 上でオンデマンド型遠隔授業を実施した．このため，このオンデマンド型の遠隔授業の実施を本研究目的と並行させ，対面授業の期間中もBeamer による授業ノートの配布と授業毎のYouTubeへの動画を配信することでICT に特化した教材，及び反転授業に転用可能な動画のYouTube上への配信を行った．この結果，通年で実施したオンデマンド型の遠隔授業で得られた知見を第3回数学教育セミナー「TEXによる教材作成」の研究集会において，「遠隔授業におけるBeamer を活用した授業ノートの教育効果」のタイトルで口頭発表を行った．
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| 今後の研究の推進方策 |
昨年度よりサイエンス社からR3年度に出版予定の高専数学テキストの改訂版の執筆が始まっている．今年度は，基礎数学の改訂版の執筆が最終段階を迎えており，これと並行して，今年度から線形代数の改訂版の執筆も始まってくる．
また，本研究はICTで運用可能な次世代型教材の開発にも焦点を当て，研究を進めてきている．R2 年度はコロナ禍のため，研究代表者が所属する都城高専では，Teams 上でオンデマンド型遠隔授業を実施した．このため，このオンデマンド型の遠隔授業の実施を本研究目的と並行させ，Beamer による授業ノートの配布と授業毎のYouTubeへの動画を配信することでICT に特化した教材，及び反転授業に転用可能な動画のYouTube上への配信を行った．この遠隔授業の教育効果をR1年度以前の状況と比較することで遠隔授業の教育効果を検証し，その結果を第103回全国算数・数学教育研究（埼玉）大会において，「オンデマンド型遠隔授業と対面授業の教育効果の比較」というタイトルで口頭発表する予定である．
あと，研究代表者は以前より微分方程式の自著テキストの原稿を書き溜め，出版する方向で加筆修正を行っている．ただ，工学系の微分方程式の教科書は類書があふれており，差別化することがどの出版社でも出版企画会議を通るかどうかの試金石となっている．この点において，Mathematica等の解析ソフトウェアで微分方程式の理論解や数値解等を簡単に求めることができる現在，工学系数学の範疇で，微分方程式を理解・応用していくために本質的な知識の劣後順位付けを全く新しい視点で行いたいと考えている．この新しい視点による微分方程式の教科書執筆を今年度から本格的に始動する計画である．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
R2年度はコロナ禍のため，研究集会はZOOM によるオンライン開催となり，また研究打ち合わせ等での出張もできなくなった．このため，旅費で計画していた研究費分は全く使用することができなかった．加えて，1年間を通して，遠隔授業の準備，具体的にはBeamer による授業ノートの作成（３科目分）に加え，授業毎に授業内容の解説動画のYouTubeへの配信（３科目分）を通年で対応していたため，研究課題に沿い，コロナ禍で変化した社会状況に対応し，研究を発展，推進していく上での研究計画の変更等，新たな研究計画を立てるための時間的なゆとりが全くない状況であった．このため，遠隔授業が一段落した年度末において，R3年度に向けて最低限の研究環境を整備することしかできず，研究費の残が生じてしまった．
今年度は研究期間の最終年度であるため，使用計画については，遠隔授業及び反転授業のための授業動画を編集及び管理するためのPC及びその周辺機器の充填を計画している．加えて，学内公務の寮務主事を拝命していた2年間(H30年度～R1年度)と昨年度のコロナ禍のための計3年間に渡り, ほぼ実施できていない連携研究者との研究打ち合わせのための旅費や共同研究者等の招聘旅費に関してはコロナの状況もにらみながら使用計画を立てる予定である．
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