2022 年度研究成果報告書

実際の実験器具を用いたAR型化学学習支援システムの開発

研究課題

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研究課題/領域番号	20K03070
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
審査区分	小区分09070:教育工学関連
研究機関	広島市立大学
研究代表者	岡本勝広島市立大学, 情報科学研究科, 講師 (30453210)
研究期間 (年度)	2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード	教育工学 / バーチャルリアリティ / 拡張現実感 / 化学学習 / 体験学習
研究成果の概要	本研究では、実際の実験器具を用いた仮想化学学習支援システムの開発を行った。手の動作を赤外線カメラを用いて自動認識し、その結果を用いて仮想空間内の実験器具を操作し実験を行っていけるインタフェースを実装した。一方で手の認識できる空間内にすべての実験器具をそろえることが困難なことから、実空間で実験を行う際に必要な試薬などの選択機能を仮想的に実現した。さらにこれらのインタフェースを用いたイオン化傾向実験を通じた体験学習支援システムの実装やヘッドマウントディスプレイの導入および、仮想的にマクロ視点とミクロ視点を活用することで実験観察を進められる機能の実相を行い、被験者実験を通じた評価実験を行った。
自由記述の分野	教育工学
研究成果の学術的意義や社会的意義	コロナ過およびそれ以降における学習の形態として、個人単体で行える環境の必要性が学習の一形態として考えられる。そのため、本研究の成果のひとつである仮想空間で実際の実験器具を操作しながら仮想的に試薬を用いた実験を行える環境は、自宅でも指導要領に定められた実験を通じた学習を行える点に意義があると考えられる。また、本研究での検証実験を通じて、実験を伴う学習において正確な知識獲得が行えない原因として、複雑な実験を行う際に実験反応の変化に気づけない状況が頻繁に発生することが確認できており、この点は気づき学習の可能性につながることも期待できる。