| 研究課題/領域番号 |
18K02948
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| 研究機関 | 長野工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
濱口 直樹 長野工業高等専門学校, 一般科, 教授 (00369977)
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| 研究分担者 |
高遠 節夫 東邦大学, 理学部, 訪問教授 (30163223)
大島 利雄 城西大学, 理学部, 客員教授 (50011721)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 立体モデル教材 / 空間図形 / 授業設計 / KeTCindy |
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は、教員による数学教材の作成を容易にし、これらを用いた効果的な授業の設計ができるように、その環境を整備することにある。現在、高専や大学においても３Ｄプリンタによる立体モデル教材、スライドやタブレットを使用した図形描画教材などが利用できるようになってきており、教育効果を高める授業の設計が可能となっている。
我々が整備をすすめているKeTCindyを用いることにより、上記のような様々なスタイルの数学教材のための図形データを作成することができる。２変数関数のグラフとなる曲面上に座標平面との交線や等位線等を入れることを試行するなど、これまでは時間のかかる教材研究の作業を行うことも容易となってきた。安価で十分な性能を持つ３Ｄプリンタも販売されており、KeTCindyの機能を充実させ、整備も進めていくことは、教員自らが数学教材を容易に作成する環境の整備につながるものと考えられる。
また、授業において、立体モデル教材と併用して提示するスライドやタブレットの教材については、空間図形を表示するソフトウエアに依存する部分も大きかったが、現在はスマートフォンでの自学自習も視野に入れ、これらの改善に向けた表示方法の検討を行っている。
授業のテーマとして上記の併用教材が効果的と考えられるいくつかのテーマについては、他機関の研究者との意見交換を重ねながら、その作成方法や授業設計とともに国内外の学会において発表を行っている。
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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
KeTCindyは、新たな可能性を広げながら整備が順調に進んでいる。作成が容易になった図形データを基に、座標平面との交線や等位線などの様々な数学的情報を備えた曲面の立体モデル教材を試作している。効果的ないくつかの授業テーマについては、その教材作成方法とともに国内外の学会において発表している。
一方、教材の作成においては、ＰＣの性能により処理速度に差が出るという問題もあり、検討や改良を要する部分もある。スライドやタブレットにおける教材の提示方法とともに今後の課題と考えている。
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| 今後の研究の推進方策 |
KeTCindyについては、システムの処理速度の向上や、陰関数の処理等の必要な機能を追加し、改良を重ねる。更新により作成が可能となる図形を含め、教育上効果的な教材の検討をさらに進める。
スライドやタブレット教材については、スマートフォンでの利用も視野に入れ、教材となる図形の表示方法に関する検討を重ねていく。
立体モデル、タブレットおよびスライドを用いて設計した授業について、評価項目を検討しその教育効果を検証する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
安価で十分な性能を持つ３Ｄプリンタの購入により、材料費を含めた金額を抑えることができた。この分を次年度の助成金と合算して、教材として用いるタブレット端末の購入および国内外での発表のための旅費として使用する予定である。
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