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2020 年度 実績報告書

多国籍多分野型サイバーフィジカルPBLシステムの開発と質保証

研究課題

研究課題/領域番号 19H01739
研究機関芝浦工業大学

研究代表者

間野 一則  芝浦工業大学, システム理工学部, 教授 (80173938)

研究分担者 山崎 敦子 (慶祐敦子)  芝浦工業大学, 工学部, 教授 (10337678)
長谷川 浩志  芝浦工業大学, システム理工学部, 教授 (40384028)
井上 雅裕  芝浦工業大学, システム理工学部, 教授 (50407227)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
キーワードシステム工学 / 工学教育 / グローバルコンピテンシー / PBL / サイバーフィジカルシステム / ダイアライゼーション / アセスメント / 感性価値
研究実績の概要

システム思考に基づく工学教育のグローバル展開において,価値観,科学技術に対する知識や認識の違い,現地化を包含した包摂的問題解決力,すなわち「技術以外の外生的な要素を取り込んだ問題解決力」が必須であり,多国籍・多分野型PBL(Project-Based Learning)教育の必要性が認識されている.このようなPBL教育における質保証と履修者の適切な評価も不可欠である.本研究では,以下の3点に注目し研究を行っている.
(1)サイバーフィジカルシステムを用いたPBLコミュニケーションシステムの開発: プロジェクトチームにおけるコミュニケーションのICTを用いたPBL活動・対話記録とそのフィードバックによる円滑なコミュニケーション手法を確立する.これまで実際の国際PBLにおける音声を中心とした行動ログのデータベース化を行い,得られた特徴を可視化し,PBL参加者のコンピテンシーとの関連付けの可能性を探っている.
(2)感性価値に着目した感動把握手法の導入とぎょえー体験による変化対応力の開発: ぎょえー体験によりチームワークと帰属意識の向上,急な変化に対するポジティブ思考修得の心理行動モデルに基づく教授学習法について調査・検討し,これまで,グローバル環境下のインプロビゼーション教育がもたらすチームパフォーマンスへの影響としてまとめてきた.
(3)イノベーション創出×異分野・異文化のためのアセスメントシステムの構築:多国籍でのPBL参加者のアセスメントとして,日本語及び英語・タイ語によるPROGテストによるPBLの能力育成の確認,海外進出企業に求められるコンピテンシーについて調査してきた.特に,産業界・大学における比較検討を行い,工学教育におけるグローバル・コンピテンシーについて検討した. また,IoTプロトタイプ教育やオンラインプラットフォームでのグローバルPBLを対象とした.

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

サイバーフィジカルPBLシステムの開発において,2020年度はPBL活動データについて,ELANによるメンバー属性,時間属性,発信-受信属性,音声(一部映像)データ属性等を考慮したPBLアノテーション手法について検討した.PBLでの音声の収集では,話者の移動,周辺雑音,未知話者の割り込みも多いため,各人によるボイスレコーダ装着でのデータ収集を行い,音声ログとしそれにタグを付与した.課題としては,100%の自動話者分離は困難であるが,タグの確率的な信頼度導入の必要性や行動記述のためのタグの重要性が明らかになった.
感性価値に着目した感動把握手法の導入とぎょえー体験による変化対応力の検討結果として,感動把握プロセスを導入した感性価値創出のためのエンジニアデザイン教育について論文としてまとめた. COVID-19により,海外でのPBLを実施できなかったが,海外学生とはオンラインで,また,国内では地域連携を意識したオンラインでのPBLについて検討・実施した.
イノベーション創出×異分野・異文化のためのアセスメントシステムの構築においてはアセスメント手法の検証・改善を図った.グローバル・コンピテンシーについてのアセスメントに関しては,特に産業界からみた工学プログラム卒業生のコンピテンシーを中心に調査を実施し,結果を国際会議・論文としてまとめた.

今後の研究の推進方策

サイバーフィジカルシステムを用いたPBLコミュニケーションの研究においては,(1)得られたサイバー情報としてのPBLダイアライゼーションの可視化,さらに,個人,あるいは,チーム活動を把握するためには,付与するラベルについて,いわば,PBLオントロジーといった体系をベースに付与されるべきと考える. PBLオントロジー構築し,それを利用してサイバー情報からPBL活動の可視化技術を設計する.(2) また,サイバー情報であるPBLダイアライゼーションDBからPBLメンバーの活動貢献度予測の可能性について継続的に検討する.
感性価値に着目した感動把握手法の導入とぎょえー体験による変化対応力について,開発においては,以下の点に検証を行う.(1)変化対応力の学修に対する学修評価シートの試作:メンバーの技能や知識の情報共有(認知,体験,共有),メンバーの行動予測(行動や思考から必要な行動の予測),暗黙の協調(備わるまでの時間経過やタイミング)について検証する.仮定したチーム内心理行動モデルの妥当性を確認,試作する.(2)感動把握手法の導入の効果検証:システムズエンジニアリングのV&V(Verification & Validation)の手法にもとづき検証する.
イノベーション創出×異分野・異文化のためのアセスメントシステムの構築においては,COVID-19により,直接のグローバルPBLが実施できず,遠隔・オンライン,VRによるPBLといった新しい活動形態が急速に出現しており,これでの対面と比較検討を進める.

  • 研究成果

    (20件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 9件)

  • [国際共同研究] KMUTT/スラナリ工科大学(タイ)

    • 国名
      タイ
    • 外国機関名
      KMUTT/スラナリ工科大学
  • [雑誌論文] 感動把握プロセスを導入した感性価値創出のためのエンジニアリングデザイン教育2021

    • 著者名/発表者名
      渡邉大,長谷川浩志
    • 雑誌名

      日本工学教育協会,工学教育

      巻: 69-2 ページ: 56-62

    • DOI

      10.4307/jsee.69.2_56

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Learning Outcomes of Global Project-Based Learning: Insights From Teaching Assistants2020

    • 著者名/発表者名
      KITPO Nuttakarn、KONGWAT Suphanut、HIRABAYASHI Takara、LAWANONT Worawat、HASEGAWA Hiroshi、INOUE Masahiro、KHANTACHAWANA Anak
    • 雑誌名

      Journal of JSEE

      巻: 68 ページ: 5_39~5_44

    • DOI

      10.4307/jsee.68.5_39

    • 査読あり
  • [学会発表] Visualization of PBL discussions toward cyber-physical PBL system2021

    • 著者名/発表者名
      Yuki Igarashi, Kazunori Mano
    • 学会等名
      The 15th SEATUC Symposium
    • 国際学会
  • [学会発表] GLOBAL PROJECT BASED LEARNING IN IOT SYSTEM DEVELOPMENT BASED ON ONLINE PLATFORM2021

    • 著者名/発表者名
      Phongsin Jirapipattanaporn, Worawat Lawanont, Sarunya Kanjanawattana, Chitapong Wechtaisong, Masahiro Inoue
    • 学会等名
      The 15th SEATUC Symposium
    • 国際学会
  • [学会発表] Cyber-Physical PBL System構築に向けたデータベースの検討2021

    • 著者名/発表者名
      五十嵐悠樹, 間野一則
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会 ISSジュニア&学生ポスターセッション
  • [学会発表] スマートフォンのセンサを利用したIoTオンライン教育支援システム2021

    • 著者名/発表者名
      牧田和樹, 井上雅裕, 除村健俊
    • 学会等名
      情報処理学会第83回全国大会
  • [学会発表] オンラインIoTプロトタイプ製作実験における回路画像の共有システム2021

    • 著者名/発表者名
      関口知生, 井上雅裕, 除村健俊
    • 学会等名
      情報処理学会第83回全国大会
  • [学会発表] 発言状況の可視化とリフレクションによるチーム型学習促進システム2021

    • 著者名/発表者名
      松久佳菜, 井上雅裕, 除村健俊
    • 学会等名
      情報処理学会第83回全国大会
  • [学会発表] IoT プロトタイプ開発実習のオンライン化に向けた取り組み2020

    • 著者名/発表者名
      北上 眞二, 長谷川恵大, 小泉 寿男, 井上 雅裕
    • 学会等名
      情報教育シンポジウム論文集
  • [学会発表] Finding Attractive Solutions based on Idea Creation Support System for Cross-cultural Engineering Project2020

    • 著者名/発表者名
      Suphanut Kongwat, Dai Watanabe, Kairi Mochizuki, Ryota Koike, Helena Navas and Hiroshi Hasegawa
    • 学会等名
      2020 JSEE Annual Conference International Session
    • 国際学会
  • [学会発表] Global PBL: Cross-cultural educational project for engineering students2020

    • 著者名/発表者名
      Helena V. G. Navas, Hiroshi Hasegawa, Dai Watanabe, Anak Khantachawana, Anabela C. Alves
    • 学会等名
      International Conference on Active Learning in Engineering Education (PAEE/ALE'2020
    • 国際学会
  • [学会発表] Cross-Innovation Projectによる地域連携プログラムの報告2020

    • 著者名/発表者名
      望月海里, 中島也寸志, 長谷川浩志
    • 学会等名
      日本工学教育協会第68回年次大会・講演会
  • [学会発表] グローバル環境下のインプロビゼーション教育がもたらすチームパフォーマンスへの影響2020

    • 著者名/発表者名
      山下愛, Suphanut Kongwat, Anak Khantachawana, Helena Navas, 長谷川 浩志
    • 学会等名
      日本工学教育協会第68回年次大会・講演会
  • [学会発表] Cross-cultural Engineering Projectにおける地域連携ワークショップの活動報告-変化対応力の獲得を目指したインプロビゼーション教育-2020

    • 著者名/発表者名
      鈴木隆介, 山下愛, 望月海里, Suphanut Kongwat, 長谷川浩志
    • 学会等名
      日本工学教育協会第68回年次大会・講演会
  • [学会発表] Planning and Implementation of Large-Scale Online Project-Based Learning and Flipped Classes2020

    • 著者名/発表者名
      Inoue, Masahiro; Suhara, Yoshito; Ichikawa, Manabu; Chen, Xinkai; Wagatsuma, Takahiro
    • 学会等名
      2020 IEEE International Conference on Teaching, Assessment, and Learning for Engineering (TALE)
    • 国際学会
  • [学会発表] Project Management of Global Project-based Learning Course for Innovation and Sustainable Development2020

    • 著者名/発表者名
      Inoue, Masahiro; Oda, Sayoko; Hasegawa, Hiroshi; Mano, Kazunori; Yamazaki, Atsuko K.; Khantachawana, Anak; Anityasari, Maria
    • 学会等名
      The World Engineering Education Forum and the Global Engineering Deans Council (WEEF/GEDC)
    • 国際学会
  • [学会発表] Engineering Project to Foster Global Competency and Assessment of Learning Outcomes Using the PROG Test2020

    • 著者名/発表者名
      M. Inoue, N. Matsumura, S. Oda, A. Yamazaki, A. Khantachawana
    • 学会等名
      The 48th SEFI Annual Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] IMPROVING THE EFFECTIVENESS OF PROBLEM BASED LEARNING IN INTERNET OF THINGS EDUCATION2020

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Makita, Taketoshi Yokemura, Masahiro Inoue
    • 学会等名
      The 14th SEATUC Symposium
    • 国際学会
  • [学会発表] Global Competencies for Engineering Education: A Comparative Study of Industry and Academic Perspectives2020

    • 著者名/発表者名
      Rawboon, K., Yamazaki, A.K., Oda, S., and Wongsatanawarid A.
    • 学会等名
      the 5th International Conference on Information and Education Innovations
    • 国際学会

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公開日: 2022-12-28  

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