Development of assessment in mathematics and science for using advanced digital technology: Toward the cultivation of scientific thinking

使用先进数字技术的数学和科学评估的发展：致力于科学思维的培养

• 批准号: 21K18136
• 负责人: 安野 史子
• 金额: $ 16.06万
• 依托单位: National Institute for Educational Policy Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-07-09 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K18136/
• 关键词: デジタル問題; 理数; 科学的思考力

本研究の目的は，理数系の学力評価において，科学的思考力に重点を置き，これまでにない発想で，デジタル3D，オブジェクトVR，バーチャル実験装置等，高度デジタル技術を用いたデジタルコンテンツを具備する評価問題を開発し，科学的思考力を中心に，それによって測ることができる能力が何であるかを明らかにすることである。具体的には，動的幾何オブジェクト，シミュレーションツール，バーチャル実験装置といったデジタルコンテンツを開発し，それを含む評価問題を試作する。そして，それを用いて，試験の実施，結果の評価といった一連作業を繰り返し，実証的考察的に，高度デジタル技術を用いた評価問題開発のガイドラインを策定するとともに，科学的思考力を中心に，どのような能力が測れるかを明らかにすることである。研究代表者，研究分担者，研究協力者で研究委員会を組織し，海外の関連研究者からも，研究計画・方法に対する助言を得たりしながら，研究プロジェクト方式で研究を推進している。昨年度に引き続き，本年度も，評価開発班(数学・物理・化学)が，平成30年3月告示の高等学校学習指導要領の数学及び理科の内容を視野に入れて，デジタルコンテンツを具備する評価問題の開発及び改修を行った。特に，これまで作成してきた学校現場では，安全性の問題等で実施できないあるいは実施しにくい実験動画を作成した。また，欧州で開発されている動的幾何アプリについては，開発者とH5P化や操作ログの保持機能などについての議論を行った。バーチャル実験装置，シミュレーション教材については，バーチャルやフェイクの許容範囲や教育的有効性についての検討をを行った。さらに，解答入力，特に，手書きによる書き込みや手書き数式・記号認識入力についてのGUIの検討も併せて行っているが，本年度は，化学式の認識についての実装に向けた作業も行ってきた。

本研究的目的是在评估科学和数学学术能力时强调科学思维能力，并基于前所未有的理念，利用数字3D、物体VR和虚拟实验设备等先进数字技术开发数字内容。目标是制定评估问题，帮助学生了解他们正在使用的技能，并阐明可以使用这些问题衡量的能力，重点是科学思维能力。具体来说，我们将开发动态几何对象、仿真工具和虚拟实验设备等数字内容，并创建包含这些内容的原型评估问题。利用这一点，我们重复了进行测试和评估结果等一系列任务，并基于实证考虑，制定了使用先进数字技术开发评估问题的指南，目的是明确可以衡量哪些能力。我们成立了由首席研究员、共同研究员和研究合作者组成的研究委员会，以研究项目的形式推进研究，同时听取海外相关研究人员对研究计划和方法的建议。继去年之后，今年评估开发小组（数学、物理、化学）将参考2018年3月公布的高中课程指南中的数学和科学内容，开发数字内容的评估问题。修改的。特别是，我们制作了实验视频，由于安全问题，这些视频很难或不可能在学校环境中实施。此外，针对欧洲正在开发的动态几何应用，我们与开发者就H5P转换和操作日志保留功能进行了讨论。在虚拟实验设备和模拟教材方面，我们考察了虚拟、虚假材料的允许范围及其教育效果。此外，我们也在考虑一个用于输入答案的GUI，特别是手写输入和手写数学公式/符号识别输入，今年我们也一直致力于实现化学式的识别。

项目成果

オンラインLMSのための手書き入力CBTの設計と実装

在线学习管理系统手写输入CBT的设计与实现

• 发表时间: 2022
• 作者: Masayuki Honda;Hung Tuan Nguyen;Cuong Tuan Nguyen;Cong Kha Nguyen;Ryosuke Odate;Takashi Kanemaru and Masaki Nakagawa;矢嶋遼，安野史子，中川正樹，清水郁子
• 通讯作者: 矢嶋遼，安野史子，中川正樹，清水郁子