機械学習による教職志望学生の理科実験安全意識の追跡に関する研究

利用机器学习追踪立志成为教师的学生科学实验安全意识的研究

基本信息

批准号：
22K02913
负责人：
串田一雅
金额：
$ 2万
依托单位：
Osaka Kyoiku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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

酸・塩基の中和実験（高校化学基礎）において実験開始から後片付けまでの間の生徒の挙動や実験室内の様子を撮影・編集した動画を用意した。この動画には、安全確保の観点から危険な兆候であると研究代表者らが判断した個所に、実験時の危険な行為や兆候を問う設問が挿入されている。これを本研究ではＩＣＴ教材と呼ぶ。こうして作成したＩＣＴ教材を、授業「学校安全」において受講者に視聴させ、動画中の上記の設問に回答させた。このＩＣＴ教材の視聴時間および回答時間は、合計で１５分程度である。また、これらの設問に対する回答は、コンピューターを利用した教育・学習活動支援システムであるMoodleのフィードバック機能を利用し集計される。その後、集計データに対してルーブリック評価を加え、各回答者の得点を算出するとともに、統計処理を行った。なお、このルーブリック得点は、回答者が、どの程度、研究代表者らの実験安全上の経験知を追体験できたかを表す指標となる。さらに、上記の授業において、理科実験安全に関するコンセプトマップを作成させた。なお、受講者は、授業の前後でそれぞれ一枚ずつコンセプトマップを作成する。コンセプトマップの作成により、実験安全に関する考え方を視覚化することができると考えている。上記のルーブリック評価における得点と受講者の属性との関連、およびルーブリック評価における得点とコンセプトマップとの関連を、2022年度日本教育大学協会研究集会において発表した。また、これに関する発表報告が、日本教育大学協会研究年報（41巻159-162ページ、2023年）に掲載されている。

我们准备了一段拍摄和编辑的视频，记录了学生的行为和实验室内部从实验开始到酸碱中和实验（高中化学基础）的清理。在这段视频中，在主要研究人员从确保安全的角度判断为危险迹象的地方，插入了询问实验过程中危险行为或迹象的问题。在本研究中，我们将其称为ICT教材。这样制作的ICT教材供学员在“学校安全”课上观看，并要求学员回答视频中的上述问题。本ICT教材的总观看时间和响应时间约为15分钟。此外，对这些问题的回答将使用基于计算机的教育和学习活动支持系统 Moodle 的反馈功能进行汇总。此后，将评估表添加到汇总数据中，计算每个受访者的分数，并进行统计处理。请注意，该评分标准是受访者能够在多大程度上重温主要研究者的实验安全知识的指标。此外，在上节课中，我们让学生制作了有关科学实验安全的概念图。每个学生将在课前和课后创建一张概念图。我们相信，通过创建概念图，我们可以形象化实验安全的概念。上述评分标准的分数与学生属性的关系，以及评分标准的分数与概念图的关系，已在2022年日本教育大学协会研究会议上提出。此外，有关该主题的演示报告已发表在日本教育大学协会年度报告（第41卷，第159-162页，2023年）中。