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2010 年度 自己評価報告書

「ものづくり」事例から導入する線形代数の有意味学習の実践的研究

研究課題

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研究課題/領域番号 20500767
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 科学教育
研究機関豊田工業高等専門学校

研究代表者

西澤 一  豊田工業高等専門学校, 電気・電子システム工学科, 教授 (40249800)

研究期間 (年度) 2008 – 2011
キーワードものづくり / 線形代数 / 有意味学習 / 空間図形 / ベクトル方程式
研究概要

本研究では、線形代数、特に空間図形のベクトル方程式の理解度が低迷している原因が、学習内容が現実事象から切り離された抽象的な記号処理に終始していることにあると考えた。このことが、学生に現実感を喪失させ、学習の表面化を助長していることに注目、工学系学生に身近な「ものづくり」の事例を出発点に、学生が現実感を持って学べる学習体系の構築をめざした。具体的には、空間図形のベクトル方程式を題材に、
(1)学生に身近な「ものづくり」の事例から抽出した応用例からの導入し、
(2)実体模型と3次元グラフィックスを用いたモデル化の方法を検討し、
(3)3次元グラフィックスを用いた仮想実験とWebシステムへの実装を行い、
(4)ベクトル表現のしくみ理解に注力した授業を実践、
(5)この教育体系による教育実践の効果を、科目試験成績と手書き答案で分析するだけでなく、授業終了10ヶ月後に行われる全国高専学習到達度試験(到達度試験)でも測定して、効果を検証、表面学習に流れやすい線形代数における有意味学習のモデルを構築することを目指した。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2011 2010 2009 2008 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (5件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Virtual Game for Deepening Students' Conceptual Understanding of 3D Vector Operations2011

    • 著者名/発表者名
      Nishizawa, H., Yamada, Y., Yoshioka, T.
    • 雑誌名

      Proc.International Conference Virtual and Augmented Reality in Education

      ページ: 30-34

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A System of Helping Concept-Building in 3D Linear Algebra by Connecting Graphics, Symbolic, and Verbal Representations2010

    • 著者名/発表者名
      Nishizawa, H., Zgraggen, B., Yoshioka, T.
    • 雑誌名

      Proc.The Electronic J. of Mathematics and Technology 4-2

      ページ: 175-183

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Proposal to Teach 3D Vector Operations in a Role-Playing Game2008

    • 著者名/発表者名
      Nishizawa, H., Yoshioka, T.
    • 雑誌名

      Proc.13th Asian Technology Conference in Mathematics

      ページ: 364-369

    • 査読あり
  • [学会発表] The Tournament : Virtual Game Using 3D Vectors2011

    • 著者名/発表者名
      Yamada, Y.
    • 学会等名
      International Conference "Virtual and Augmented Reality in Education"
    • 発表場所
      Vidzeme University of Applied Sciences, Latvia.
    • 年月日
      2011-03-18
  • [学会発表] MATHEMATICA module Showing Dynamic Link of 3D Graphic Objects and Vector Equations2010

    • 著者名/発表者名
      Nishizawa, H.
    • 学会等名
      15th Asian Technology Conference in Mathematics
    • 発表場所
      University of Malaya, Malaysia.
    • 年月日
      2010-12-19
  • [学会発表] Cabri 3D Module to Visualize the Construction of 3D Vector Equation2009

    • 著者名/発表者名
      Asano, T.
    • 学会等名
      14th Asian Technology Conference in Mathematics
    • 発表場所
      Beijin Normal University, China.
    • 年月日
      2009-12-19
  • [学会発表] Software Module Showing Dynamic Link of 3D Graphic Objects and Vector Equations2009

    • 著者名/発表者名
      Kishi, N.
    • 学会等名
      14th Asian Technology Conference in Mathematics
    • 発表場所
      Beijin Normal University, China.
    • 年月日
      2009-12-19
  • [学会発表] Constructing a Game for Introducing 3D Vector Operations2009

    • 著者名/発表者名
      Yamada, Y.
    • 学会等名
      14th Asian Technology Conference in Mathematics
    • 発表場所
      Beijin Normal University, China.
    • 年月日
      2009-12-19
  • [備考] 線形代数学習システム「ぷにぷにベクトル」

    • URL

      http://orchard.ee.toyota-ct.ac.jp

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公開日: 2012-02-13   更新日: 2016-04-21  

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