Developing interactive screen experiments to assess proficiency in physics labs

开发交互式屏幕实验来评估物理实验室的熟练程度

• 批准号: 22K18576
• 负责人: 安田 淳一郎
• 金额: $ 4.08万
• 依托单位: Yamagata University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-06-30 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K18576/
• 关键词: 物理教育研究; 科学教育; 教育評価; 学習評価

大学の物理教育において，個々人の学習成果の可視化が求められている。しかし，実験科目はグループワークを行う場合が多く，学習者の活動を個別に評価することが難しい。そこで本研究では，学習者がデジタル画像実験を操作したログに基づき，思考力を自動的に採点するシステムを開発する。具体的な教材としては，デジタル画像実験（IBE）に着目する。IBEとは，実験器具・結果の静止画をプログラミングで統合したデジタル教材である。IBEはベルリン工科大のKirstein氏によって開発され，各国で展開されているが，国内での開発・実践事例はほとんどない。本研究の進め方は以下の通りである。(1) IBEで測定可能な思考力を同定する。(2) 同定した思考力の測定を目的として，IBE，設問群，およびログ解析に基づく自動採点システムを開発する。(3) 試行調査を実施し，ログ解析・採点システムの妥当性を検証する。当該年度において，文献調査に基づき，教養教育における物理学実験で習得が期待される思考力，およびその中でIBEによって測定可能な思考力を同定した。特に，レポートやテストで測定することが困難であり，IBEでの測定に適した思考力を特定した。文献調査では，「AAPT Recommendations for the Undergraduate Physics Laboratory Curriculum」に記載された「Learning outcome recommendations for the undergraduate laboratory curriculum」を参考にし，申請者らの物理学実験を担当した経験をもとに検討を進めた。

Physics education in universities, individual learning results visualization and seek to improve the quality of education. There are many different ways to evaluate the activities of learners. In this study, learners were able to operate on the basis of their ability to think automatically. Specific teaching materials and illustrations (IBE) IBE is a tool that produces static images. IBE has developed in Kirstein's engineering department, and developed in various countries. This study is based on the following aspects. (1)IBE measures the ability to think in the same way. (2)For the purpose of determining the power of the system, the IBE, the query group, and the base analysis are automatically generated. (3)The pilot survey was conducted to verify the appropriateness of the analysis and sampling procedures. In the middle of the year, the literature survey was conducted, and the physical education system was acquired to expect the same thinking power, and the IBE was determined to determine the same thinking power. In particular, it is difficult to determine whether or not to The literature survey records that "AAPT Recommendations for the Undergraduate Physics Laboratory Curriculum" refers to "Learning outcome recommendations for the undergraduate laboratory curriculum", and the applicant's physics management is responsible for the investigation.