思考過程の可視化による物理の多様表現の困難と克服－CBTでの新たな表現を踏まえて

学生が物理概念を理解する上での動画分析やシミュレーションの有効性、物理学の多様表現による理解の困難に関する調査は引き続き行ったが、視線追尾装置を用いて思考を可視化する調査には至らなかった。その理由としては、被験者が問題解法の際に単にモニターを見るだけでなく、書き込んだり操作できるような状況で調査を行うことを計画していたが、現在の実験装置では被験者の姿勢が悪い場合に視線のデータが取れないという技術的な問題が発生しており、すぐに改善できなかった。そこで、今年は被験者がモニターを見るだけの実験方法に変更し、文章構成の違いや図があることによる科学概念理解の有効性について検討を行うことにした。文章構成については、先行研究において反駁文で提示された群は、通常の文章で提示された群よりも読む時間が短く、事前事後調査においても概念理解に有効であることが明らかとなっている。この研究について、先行研究とは調査方法を変え、文章全体がコンピュータの画面に提示される状況にして、被験者がどのように文章を読んでいるのかを視線追尾装置を用いた研究を行った。被験者数は約20名である。群による違いよりも個人差の方が大きい状況ではあるが、読む時間や概念理解の有効性についてはおおむね先行研究と似た傾向がみられた。視線追尾装置を用いた研究を行ったことにより、反駁文で提示された群は通常文が与えられた群と比較して、反駁文を含む段落を読む速さが早いことが明らかとなった。これは、文章の要点が明示されているからだと考えられる。一方で、文章を読みなおしたり、内容理解のために図をどの程度参照するのか、いつ図を参照するのかについては、明確な結論を得ることができなかった。

学生が物理概念を理解する上での動画分析やシミュレーションの有効性、物理学の多様表現による理解の困難に関する調査は引き続き行ったが、視線追尾装置を用いて思考を可視化する調査には至らなかった。その理由としては、被験者が問題解法の際に単にモニターを見るだけでなく、書き込んだり操作できるような状況で調査を行うことを計画していたが、現在の実験装置では被験者の姿勢が悪い場合に視線のデータが取れないという技術的な問題が発生しており、すぐに改善できなかった。そこで、今年は被験者がモニターを見るだけの実験方法に変更し、文章構成の違いや図があることによる科学概念理解の有効性について検討を行うことにした。文章構成については、先行研究において反駁文で提示された群は、通常の文章で提示された群よりも読む時間が短く、事前事後調査においても概念理解に有効であることが明らかとなっている。この研究について、先行研究とは調査方法を変え、文章全体がコンピュータの画面に提示される状況にして、被験者がどのように文章を読んでいるのかを視線追尾装置を用いた研究を行った。被験者数は約20名である。群による違いよりも個人差の方が大きい状況ではあるが、読む時間や概念理解の有効性についてはおおむね先行研究と似た傾向がみられた。視線追尾装置を用いた研究を行ったことにより、反駁文で提示された群は通常文が与えられた群と比較して、反駁文を含む段落を読む速さが早いことが明らかとなった。これは、文章の要点が明示されているからだと考えられる。一方で、文章を読みなおしたり、内容理解のために図をどの程度参照するのか、いつ図を参照するのかについては、明確な結論を得ることができなかった。