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2020 年度 実績報告書

観察に基づいた知識形成のためのフィールドワーク型発見学習の統合支援基盤

研究課題

研究課題/領域番号 19H01725
研究機関関西大学

研究代表者

小尻 智子  関西大学, システム理工学部, 教授 (40362298)

研究分担者 林 佑樹  大阪府立大学, 人間社会システム科学研究科, 准教授 (40633524)
瀬田 和久  大阪府立大学, 人間社会システム科学研究科, 教授 (50304051)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
キーワードフィールドワーク型発見学習支援システム / 仮説生成支援 / 観察学習 / 作問学習 / 視点変換
研究実績の概要

2020年度はコロナウィルス蔓延により,期間内に当初予定していた実験を実施することができなかったため,研究期間を延長し,2021年に終了した.
2020年度は生物の単元知識を深めるための観察学習において,自然界の実態と結びついた理解の形成を支援するための支援システム,および多様な観察を促進するための支援システムを構築した.
観察学習では学習者が主体的に活動しながら知識を深めることが望ましく,システムが積極的に学習を誘導することは適さない.そこで,学習者による主体的な活動を促進する仕掛けとして作問学習を導入し,学習者の理解していない植物を題材として作問学習に取り組ませることにより,学習者自身による発見学習への動機づけを行う.本研究課題では,作問させる対象となる植物を特定するため,学習者の理解状態を概念マップ形式で表出化させるとともに,正解の概念マップと学習者の作成した概念マップから,理解が不十分な箇所を同定するための手法を提案した
一方,多様な観察をするためには対象を多角的な視点で捉える必要がある.本研究課題では,多角的な視点で対象物を捉える方法の一つとして対象物を役割で捉える方法を提案する.対象物の役割は物が単独に存在しているときに与えられるものではなく,他の物が存在しているときに生じる.したがって,他の物を発見してそれと組み合わせることで新しい役割を見出すことができれば,視点が変更できていることとなる.そこで「他の物の発見」と「発見した物から見た対象物の役割の考察」の2つのステップから成る視点の変更方法を提案した.また,対象物として数学の図形を一例として,視点の変更方法の獲得をトレーニングするためのシステムを構築した,

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

4: 遅れている

理由

本研究課題は学習者の自然界の観察をとおした知識を深める学習活動を支援しており,構築したシステムの評価には学習者による観察学習の実施が必要となる.しかし,2020年からのコロナウィルスの蔓延により,多くの学習者に集まってもらうことによる評価実験の実施ができなくなった.したがって,構築したシステムの評価を2020年度内に実施することができず,2021年度にまたがっての実施となってしまった.それに伴い,実験結果に基づいたシステムの改良も予定より遅れて2021年度途中からの実施となっている.

今後の研究の推進方策

2020年度に開発したシステムの評価実験については,予定より遅れはしたが,2021年度半ばまでかかって実施することができた.今後は実験結果に基づいたシステムの改良を早急に行う.
また,2021年度の計画にうち,実験以外で実施することが可能な部分にはすでに着手している.具体的には,抽象化を支援するためのシステムの設計・実装はすでに完了しており,実験をするのみとなっている.
コロナの影響もだいぶ少なくなってきており,多数の実験被験者を集めることが可能となってきているため,今後は遅れている実験を早急に実施し,最終的に計画しているところまで研究を進める予定である.

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] 主体的な知識発見を促す観察学習支援システムの開発と評価2021

    • 著者名/発表者名
      松田晃佑, 林佑樹, 瀬田和久
    • 雑誌名

      教育システム情報学会 2020年度特集論文研究会

      巻: 35-7 ページ: 25-32

  • [雑誌論文] Viewpoint Transformation Training System Based on Discovery of Relationships between Objects2021

    • 著者名/発表者名
      Kota Kunori and Tomoko Kojiri
    • 雑誌名

      Proc. of the 29th International Conference on Computers in Education

      巻: 1 ページ: 105-107

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 物体間の関係性の発見に基づいた視点変換トレーニングシステム2021

    • 著者名/発表者名
      久乗皓大,小尻智子
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: 120-424 ページ: 17-22

  • [雑誌論文] Learner Model of Knowledge Grounding in Discovery Learning2020

    • 著者名/発表者名
      Takuya WADA, Yuki HAYASHI, Kazuhisa SETA, and Tomoko KOJIRI
    • 雑誌名

      Proc. of 28th International Conference on Computers in Education

      巻: 1 ページ: 63-68

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Generalization support environment for understanding ways to use English words2020

    • 著者名/発表者名
      Tomoko KOJIRI and Takushi YAMADA
    • 雑誌名

      Research and Practice in Technology Enhanced Learning

      巻: 15 ページ: 22

    • 査読あり
  • [学会発表] Physical WalkとConcept Walkを実現するVR型史跡探索学習支援システム2022

    • 著者名/発表者名
      松浦碧, 林佑樹, 瀬田和久
    • 学会等名
      2021年度 JSiSE学生研究発表会(関西地区)
  • [学会発表] Discovery of Relationships between Objects for Training Viewpoint Changes2021

    • 著者名/発表者名
      Kota Kunori, Tomoko Kojiri
    • 学会等名
      16th International Symposium in Science and Technology
  • [学会発表] 概念のグラウンディングを促進する観察学習支援法の提案2020

    • 著者名/発表者名
      和田拓也, 林佑樹, 瀬田和久, 小尻智子
    • 学会等名
      第34回人工知能学会全国大会

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公開日: 2022-12-28  

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