| 研究課題/領域番号 |
22K02823
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| 研究機関 | 都城工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
友安 一夫 都城工業高等専門学校, 一般科目理科, 教授 (10332107)
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| 研究分担者 |
赤池 祐次 呉工業高等専門学校, 自然科学系分野, 教授 (70311074)
新井 達也 筑波技術大学, 障害者高等教育研究支援センター, 教授 (70331303)
上原 成功 香川高等専門学校, 一般教育科(詫間キャンパス), 教授 (80321496)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2027-03-31
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| キーワード | データ駆動型教育 / ディープ・アクティブラーニング / アダプティブ・ラーニング / 高専数学 / 工学系数学 / デジタルコンテンツ / CBT / 自動採点システム |
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| 研究実績の概要 |
本研究では，データ駆動型教育により，アクティブラーニングをディープ・アクティブラーニング に深化させ，学習者に適した内容や方法で学習を促すアダプティブ・ラーニングにも配慮した「個別最適化され創造性を育む学び」を汎用的に実践できるデータ駆動型の授業設計の開発を目指している．
本年度は，データ駆動型の授業設計の開発を目指し，本校4年次の微分方程式の科目においてラプラス変換の授業内容を授業設計のためのモデル授業として取り組んだ．この授業では逆ラプラス変換を計算する際の部分分数分解の便法であるヘビサイド法の教授がある意味一つの山場である．このヘビサイド法の学生への落とし込みの有効性を検証するため，平成29～30年度と令和5年度の試験結果や授業評価アンケートのデータの比較をした．また，ここでの検証結果に関しては，2024 年度数学教育学会春季年会において「ヘビサイドの目隠し法の有効性と指導上の一考察」というタイトルで口頭発表した．ここで検証した結果，ヘビサイド法による部分分数分解では理解が深いパターンとそうでないパターンの二極化が判明した一方，ラプラス変換およびヘビサイド法の有効性を示唆するデータも得ることができた．
さらに，令和5年度は微分方程式の授業においてラプラス変換とその応用に関する自由記述式のアンケートも実施し，テキストマイニングの汎用ソフトであるKH coder で分析すると「覚える」というキーワードが浮かび上がった．部分分数分解するための便法としてヘビサイド法を紹介しているが，KH coder による分析の結果，暗記の側面が強調されている示唆が得られ，来年度以降の課題を把握することができた．
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| 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
本研究では，「個別最適化され創造性を育む学び」を汎用的に実践できるデータ駆動型の授業設計の開発を目指しているのであるが，その解析手法の選定に想像以上に時間を要してしまった．ただ，この点に関しては KH coder によるテキストマイニングの有効性を示唆する結果が得られたため，今後は分析データの蓄積を進めていく計画である．
また，本年度より図書館長を所属機関で拝命したため，関連する各種委員会の対応，加えて本校 60 周年史編纂委員会の委員長も拝命し，多忙を極めた．このため，十分な研究時間を確保することもできなかった．
さらに，研究分担者等と共に高専数学教育における数理論理教育に関するデータ駆動型の授業設計の開発も目指しているのであるが，こちらも進展が得られていない．その理由の一つとしてはアンケート利用の倫理審査が難航しており，場合によっては研究計画を見直す必要も出てきている．これらの要因から本研究の進捗は当初の予定と比べて遅れてしまった．
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| 今後の研究の推進方策 |
本年度の研究では，テキストマイニングのための汎用ソフトである KH coder の有効性を示唆する結果が得られている．これにより，今年度以降，KH coder での分析方法をブラッシュアップさせ，データ駆動型の授業設計の雛型を提示したいと考えている．
一方，上記の研究と並行して研究分担者等と共に数理論理教育に関するデータ駆動型の授業設計の雛型作成を目指し共同研究を進めていたが，進捗は思わしくない．しかし，今年度も共同研究を継続することで本研究を推進する方策である．
さらに，高専数学教育に携わる数学教員5名前後の有志により，月1回の輪番で自身の教育実践を紹介し，情報交換する研究グループ「高専数学授業研究」において昨年度に引き続き継続的に活動している．この研究グループでは数学教育に関する教育実践の紹介や情報交換を行い，研究の方向性を多角的に検証する場として活用している．2023年度の実績としては，第24回「高専数学授業研究」の談話会において，「データ駆動系の授業を目指して」のタイトルでの報告，第31回談話会では，「KH-Coder によるデータ駆動系の授業を目指して」のタイトルで報告し，意見交換及び情報収集を行った．ここでの活動が本研究を推進するうえで非常に参考となっているため，今年度以降も研究グループ「高専数学授業研究」において継続的に活動し，本研究をブラッシュアップする場として活用し，研究の推進を図りたい．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
本年度より所属機関で図書館長を拝命したため，図書館長に関連した各種委員会の対応，加えて本校 60 周年史編纂委員会の委員長も拝命し，多忙を極めた．このため，研究時間の確保はもとより，研究環境の整備もままならない状況で次年度使用額が生じてしまった．
今年度は，KH coder によるテキストマイニングによる分析を深め，データ駆動型の授業設計の雛型提示に向けて研究を推進する計画である．このため，KH coder のソフトや関連アプリ・周辺機器を購入・整備することで予算の執行を計画している．さらに，研究成果発表に関しては，日本教育工学会の年末に開催される研究会か2025年春季全国大会（第46回）でテキストマイニングによるデータ駆動型の授業設計の一般論について発表を検討している．また，2024年度数学教育学会秋季例会や日本数学教育学会の第57回秋期研究大会においてもテキストマイニングによるデータ駆動型の数学教育に特化した授業設計について発表を検討している．以上の研究計画により次年度使用が生じた研究費は計画的に執行できる予定である．
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