数理ソフトウェアを活用した中等教育教材集の開発とその配布基盤の研究

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本研究の令和4年度の計画は，(1)数理ソフトウェアを用いた，中学，高校（高代接続を含む）向け数学のデジタル教材の開発，および，(2)その配布基盤の開発である。(1)として，数式処理システムMathematicaおよび動的幾何学ソフトGeoGebraを用いて，中学，高校，高大接続に関わる数学の教材集の作成を進めた。教材作成の対象とした分野は，平面図形，関数のグラフ，座標空間，整数，確率，統計である。特に図形問題に関する教材では，作図手順を示すことで手続き的理解も促す教材開発を進めている。既存の教科書に比べて高い学習効果が得られると期待している。また，整数，確率，統計分野では，手計算で処理しきれない規模の計算をコンピュータに行わせ，その結果を観察することで，説得力のある教材の開発を進めている。特に確率統計は，学習する概念自体にあいまいさが包含されるが，教科書を読むだけではあいまいさの程度がわかりにくい。学生だけでなく業務として統計を利用する者も，雑に扱ったり，逆に，過剰に厳しい条件が課されていると勘違いした処理を行っている事例も多く見受けられる。本研究で開発する教材はそれを是正する効果があると期待される。(2)デジタル教材の配布については，その方法等，試行錯誤を進めている段階である。主な動的幾何学ソフトはHTML埋め込みが可能なため，WebClass や Moolde といった e-learning システムの授業コースの中で作成した教材を利用できる。データサイエンス分野で利用の進む Jupyter Notebook への埋め込みも可能で，各種方法について検討している。なお本研究の一部について，研究代表者の勤務校の高大接続に関するフォーラムにおいて高校，大学教員に報告する機会を得ている。