ARを利用したコンピュータサイエンスアンプラグド教具の提案
日付:2024-11-24
名前:土田 和人
学生番号:HT12A053
指導教員:兼宗 進
年度:2014
所属:総合情報学部 メディアコンピュータシステム学科
本研究では,AR技術を用いてコンピュータサイエンスアンプラグドという情報科学の基礎を学ぶための教育手法の
一つに用いる教具を開発した.
~研究内容 †
AR技術を用いた情報学習教具の開発
CSアンプラグド
情報科学の基礎を学ぶための教育手法の1つ
カードなどの教具を用いた体験的な活動
CSアンプラグドで用いる教具に課題が存在
課題の改善や利便性を図った教具の開発
~整列アルゴリズム学習法 †
天秤:コンピュータは同時に2つのデータしか大小比較できない
おもり:コンピュータ内部で行われているデータの動き（データはおもりの重さ）
~天秤とおもり教具の課題 †
- 手にとったおもりの重さで順番の予測がつく
-重さに差をつけないようにすれば解決？
- おもりの重さの順番が毎回同じ
-毎回おもりの中身を入れ替えれば解決？
- 天秤が十分な精度を持たない
-精度の良い天秤に変えれば解決？
- 教具の準備や保管に手間がかかる
-準備や保管が安易なものにすれば解決？
~デジタル天秤の提案 †
AR技術を用いた方法を提案する
- おもり教具の重さを統一
- 毎回おもりの重さを変更
- どんな比較でも十分な精度を持つ天秤の作成
- 準備や保管を安易に
~ARマーカー †
- 天秤,おもり
- 1枚1枚重さが変わらない
- 天秤マーカーの両隣におもりマーカーの置き場を作成
- 一目で操作がわかりやすく
~全体図 †
~仮想天秤 †
- OpenGLの立体描画メソッドで仮想天秤を作成
- 両隣に置いたおもりマーカーに設定された数値情報を元に比較
- 天秤中央上に比較回数を表示
~コンピュータを用いた利便化 †
- 正誤判定マーカーの隣におもりマーカーを並べると割り当てた数値情報を表示
-一目で詳しく答え合わせ
- 学習毎に割り当てる数値情報をランダムに
~使用する技術 †
- Java言語
- OpenGL
- JavaMediaFramework?(JMF)
- NyARToolKit? for Java
ARToolKit?を元に作成されたARアプリケーション向けのJava言語用クラスライブラリ
~デジタル天秤の評価実験 †
- 情報科学を学んでいる大学3年の男性10名
- 本物の天秤とデジタル天秤を用意した
- 本物の天秤とデジタル天秤を交互に1回ずつ使ってもらった
- 「選択ソート」で並び替えるよう依頼した
~デジタル天秤の実験結果 †
本物の天秤
- 両手でおもりを操作していた
- 途中で判断に時間が掛かっていた
デジタル天秤
- 片手でおもりを操作していた
- 判断に時間は掛からなかった
一回の比較に要した時間は10名分の平均で本物の天秤は5.2秒、デジタル天秤は7.9秒であった.
片手でおもりを操作しているのが課題となる
~まとめ †
- ARを用いて課題を解決した教具を開発
-デジタル天秤
- 評価実験を行った
-課題は片手でおもりを操作してしまうこと
今後
- デジタル天秤の課題を改善
- AR技術を他の学習に応用
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