自然科学系の実験実習はどこまでデジタルコンテンツ化できるのか、そのノウハウの探求

探索自然科学实验训练能在多大程度上转化为数字内容的诀窍

基本信息

批准号：
22H01052
负责人：
松本顕
金额：
$ 11.07万
依托单位：
Juntendo University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究の目的は次世代型３D-CG教材の作成/利用ノウハウを体系化することである。このために、学習する要素やデジタル化の難易度が異なると予想される「顕微鏡観察」「カエルの解剖」「化学の定性分析」の３つの実習内容を選定した。これらのデジタル化過程で、実習を構成する個々の学習要素のデジタル化の適・不適を分類し、対面実習で重点教育すべきものを選別して、デジタル教材の作成/利用ノウハウの体系化を行うことをめざす。また、ゲーム性の組み込みが、取り組み意欲や学習効率に与える影響も調査することとした。本年度は以下の３つの理由から「顕微鏡観察」コンテンツの作成に注力した。まず、本研究の実施以前から「顕微鏡観察」の３D-CGプロトタイプアプリの作成に着手しており、初年度の着手として取り組み易かったことが挙げられる。２つめの理由は、顕微鏡操作はメカニカルな機器操作が主体で、他の２つの実習内容と比較すると、インタラクティブな3D-CGの作成が容易と予測されたことである。3つ目として、操作の正確性や迅速性、標本同定などが、比較的ゲーミフィケーションに向くことがあった。まずはプロトタイプコンテンツの完成をめざし、ついで、学生被験者を募って試用アンケートに基づく改良を行った。学生被験者は8名で、視覚的なリアルさを求める意見と、コントローラーによる操作性の向上を求める意見が多かった。特に前者においては、顕微鏡だけではなく、背景（実習室や実験机）のリアルさを求める意見も多く、強い没入感が学習効果を高める可能性が示唆された。これは当初予想していなかった結果であった。アンケート結果を反映しつつ段階的に3種類のコンテンツを作成し、ゲーム要素を組み込んだ新規コンテンツの作成にも着手した。これとは別に残る２つの実習についても、コンテンツシナリオの作成、および、一部の機器や実験対象のCG化に着手した。

这项研究的目的是使专业知识用于创建和使用下一代3D-CG教材。为此，我们选择了三个实用的培训内容：“微观观察”，“青蛙解剖”和“化学定性分析”，预计将在要学习的要素和数字化的难度上有所不同。在这些数字化过程中，我们旨在将构成实际培训的个别学习要素的数字化的适用性和不足进行分类，选择需要专注于面对面培训的培训的培训，并系统化创建和使用数字教材的知识。他们还决定研究将游戏玩法纳入动力和学习效率的影响。今年，由于以下三个原因，我们专注于创建“显微镜观察”内容：首先，即使在实施这项研究之前，我们也开始创建一个用于“显微镜观察”的3D-CG原型应用程序，并且很容易开始作为我们的第一年工作。第二个原因是显微镜操作主要是机械仪器操作，并且与其他两个实用培训内容相比，可以预测，交互式3D-CG的创建将更容易。第三，准确性，操作的速度和样本识别通常相对适合游戏化。首先，我们旨在完成原型内容，然后根据试验调查招募学生对象进行改进。有八个学生学科，许多人希望使用控制器改善视觉现实主义和提高可操作性。特别是在前者中，许多人不仅要求显微镜，而且还要求背景的现实主义（实用的教室和实验桌），这表明强烈的沉浸感可以增加学习效果。这是一个意外的结果。我们在阶段创建了三种类型的内容，反映了调查结果，并开始创建结合游戏元素的新内容。除此之外，我们还开始创建内容方案并将CGS转换为某些设备和实验主题。