Implementation and evaluation of mathematics and scientific teaching material using mobile virtual reality

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K02870
• Research Institution: Tokai University
• Principal Investigator: 大西 建輔 東海大学, 理学部, 准教授 (00303024)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 北林 照幸 東海大学, 理学部, 教授 (40408000)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: ヴァーチャル・リアリティ / スマートフォン / 教育 / 数学 / 理科

Outline of Annual Research Achievements

本年度は, (1)2変数関数描画ヴァーチャル・リアリティアプリ VVRPlot for smartphone に対する評価実験をおこなった. また, (2)博物館などの展示品の３Dモデルを実物大でみることのできる拡張現実(AR)アプリと(3)幼児向け交通ルール学習ARアプリを作成した.
(1)は, ２０２０年に開発をおこなったアプリである. このアプリは, 微積分を学んでいる学生が数式を音声で入力し, その数式で表される曲面を見ることで, 曲面を直感的に理解するためのアプリである. このアプリを微積分を学んでいる大学１年生, ２年生に使用してもらい, 使用感や理解度などの評価実験をおこなった. この評価をもとに, 論文を作成中である.
(2)は, スミソニアン博物館が公開している３Dモデルを, ARとして, スマートフォン上に表示するアプリである. このアプリの特徴は, ３Dを実物大で表示できることである. そのために予め大きさのわかっている物体を認識させ, 対比により３Dモデルの大きさを決定する. まだ, 本アプリは開発中であり, 公開, 評価実験はおこなえていない.
(3) 幼児が自身で交通ルールを学ぶためのARアプリである. このアプリの特徴は, 平らな面を検出し, ARで交通ルールを学べる状態を表示することである. 幼児とその保護者に対し, アンケートを実施し, どの程度交通ルールを理解できたの評価実験をおこなった. その結果, 保護者からみると交通ルールを理解できるようなった幼児が多かった. 今後, 論文としてまとめていく予定である.

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

本年度は, まずVVRPlotの評価実験をおこない, 論文を執筆する予定であった. しかし, ２０２１年の春学期が遠隔講義となり, 大学での評価実験をおこなうことができなかった. ２０２１年の秋学期に一部対面となったため, 大学生を対象に評価実験をおこなうことができた. 今後, 本評価を元に, 論文を執筆予定である.
また, 他のアプリでも評価実験を計画している. その後, 論文を執筆する予定である.

Strategy for Future Research Activity

今後の研究計画としては, 次のことを行う予定である. (1) VVRPlotに関する論文を執筆し, 発表をおこなう. (2) ３Dデータを実物大で表示するアプリの開発を進め, 評価実験をおこない, 論文を執筆する. (3) 幼児向け交通安全アプリの評価実験をおこない, 論文を執筆する.
(1)は, 昨年収集したデータを元に, ２０２２年に開催される国際会議に向けた論文を執筆中である. (2) は, まだアプリが完成していない. そのため, 学生と共にアプリを作成し, その後, 評価実験をおこなう.
(3)は, アプリは完成している. 今後, 追加の評価実験をおこない, 論文を執筆する予定である.

Causes of Carryover

2021年度に評価実験をおこない, 論文を執筆予定であったが, 春学期の殆どの講義が遠隔となり, 評価実験をおこなえなかった. そのため, 論文執筆が遅れ, ２０２１年中に論文投稿ができなかったため.