2025年度卒業研究要旨リンク集

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「大学基礎数学のための三次元グラフ作成ツールの開発」

　数学教育にICT を用いることは文部科学省も推奨しており、特に関数グラフを活用することは、抽象的な高次関数や空間図形の理解促進に繋がる。しかし、既存の関数グラフ作成ツールは、数式入力に手間がかかるという課題がある。福井研究室では、数式入力の手間を軽減するUI を導入し、二次元グラフ作成ツールに活用している。本研究では、このツールの特長を継承した三次元グラフ作成ツールを試作し、福井教授が担当する「情報基礎数学」の単元「空間ベクトル」「２変数関数の幾何学と勾配ベクトル」において使用した。学生にアンケート調査を行った結果、開発したツールは数学の理解促進にあ
る程度の効果がある一方、二次元版と比較した際の情報量の増加、仕様変更によるバグの発生、操作説明の不足などの問題点が明らかになった。今後の課題として、チュートリアルやヘルプメニューの拡充をし、システムの安定性向上のための改善を行いたい。

 

「音声認識による数式入力UIの認識精度の改善」

　ICT を活用した数学教育では、数式入力操作の煩雑さが課題となっている。これらの課題を解決するため、2012 年より福井教授のもとで数式入力支援システム「MathTOUCH」の開発が進められてきた。さらに、2019年ごろから音声による数式入力の研究が進められ、中学数学から高校数学I・A レベルの一部までの基本的な数式を対象とした音声数式入力が可能となった。しかし、十分な認識精度の検証が行われておらず、数学教育の現場で実用的に活用するためには、さらに高レベルの数式にも対応可能な拡充が必要である。本研究では、認識精度向上のため変換辞書の拡充、漢数字変換アルゴリズムなどの対応を行った。14人の被験者による評価テストの結果、平均認識率67.1%となり、被験者ごとの認識率も最高で83.3%、最低で56.7%と音声による数式入力システムの有効性が示された。

 

「小学生のためのプログラミング教育の現状」

　本研究では、2020年度から必修化された小学校におけるプログラミング教育について、その実態を明らかにすることを目的とした。文部科学省や各自治体が公表する1,061件の事例を対象に、デジタル機器使用の有無や学習ツールの種類、操作の対象といった観点から独自の集計と分析を行った。調査の結果、全体の約9割でデジタル機器が活用されており、中でも画面上のアイコンやブロックを動かすビジュアル言語が8割を超えて普及している実態が判明した。学年別では高学年になるほど実施数が増加し、教科別では算数や理科、総合的な学習の時間での活用が中心である。一方、国語や音楽など多様な教科へも広がっていることが確認された。分析を通じて、現場では学習ツールの準備のしやすさや児童の理解の容易さが重視されいる実態が明らかになった。