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

通过思维过程可视化克服表达不同物理的困难——基于CBT的新表达

基本信息

批准号：
21K02890
负责人：
興治文子
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Tokyo University of Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

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。

我们继续研究视频分析和模拟在学生对物理概念的理解中的有效性，以及由于物理学的各种表示而引起的理解困难，但是我们没有进行调查，该调查使用目光跟踪设备来形象化思想。这样做的原因是，受试者计划在解决问题时不能简单地看监视器的情况下进行调查，还可以编写和操作数据，但是当前的实验设备已经造成了技术问题，因为该受试者的姿势不足以捕获目光的数据，这无法立即得到改进。因此，今年我们决定更改实验方法，其中受试者只是查看监视器，并考虑由于句子结构的差异和图表的存在而理解科学概念的有效性。关于句子结构，已经揭示了以前研究中反驳句子中提出的群体的阅读时间少于常规句子中呈现的群体，并且即使在前post审查中也有效理解。这项研究是使用凝视跟踪器进行的，以从先前的研究中更改研究方法，在该研究中，整个文本都在计算机屏幕上呈现，以及如何使用凝视跟踪设备研究文本的受试者。受试者的数量约为20。尽管个体差异大于群体差异，但阅读时间和概念理解的有效性通常与以前的研究相似。使用目光跟踪设备的研究表明，在反驳句子中提出的群体读取的速度比给定句子的小组快。这被认为是因为明确说明了文本的要点。另一方面，我们无法明确地结论一下我们应该参考的图表来重新阅读文本，了解内容以及何时参考图表。