シミュレーションとその支援ソフトウェアによる歯車の学習指導システムの開発

概要

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工業高等学校の歯車設計において歯数や伝達比,中心距離等の基礎計算,複数の歯車の組み合わせなどに関する学習を行った。その学習指導の効果の向上を目的として,シミュレーションによる学習を支援するための歯車設計支援ソフトウェア(以後,支援ソフトと言う)を作成した。そして,シミュレータと作成した支援ソフトを併用した学習指導システムを開発した。本研究では,歯車設計を学習済みの3年生を対象として,支援ソフトによる学習効果を検証した。検証では,従来の学習シートを用いた統制群と,学習シートとシミュレータを用いた実験群1,支援ソフトとシミュレータを用いた実験群2の3群を設定し,実験授業を行った。その結果,認知面では,支援ソフトとシミュレータを用いた実験群2が,基礎的な歯車設計,応用的な歯車設計についての正答率が最も高くなることがわかった。さらに,学習段階の低い学習者への学習効果が顕著であることが分かった。情意面でも,「自分で設計した歯車を動かしてみたい」や「操作を交えた学習の方が分かりやすい」など,良好な回答を得た。
宇都宮大学の論文
2004-04-01