Transcript VRMLコンテンツ及びドーム型スクリーンを用いた地理教育支援教材

3Dコンテンツを用いた地理教育の
ためのWBT教材開発
土田 賢省（東洋大学）
塩野 康徳（東洋大学）
上津原 恵（東洋大学）
夜久 竹夫（日本大学）
2009年6月27日日本情報科教育学会 第2回全国大会（九州工業大学）
1
本研究の位置づけ
プログラム学習の原理と特徴をもったコー
スウェアによる教育


地理教育にコンピュータを活用し，教科「情報」
の観点から，情報の利活用の効果を実感させ
て，利活用の動機付け，技能を向上させる．
効果的な教材の作成．
2
発表内容
1．はじめに
2．WBT教材の概要
3．WBT教材の拡充
4．まとめ
3
1．はじめに
4
1.1 背景(1/2)
教科「情報」ではコンピュータの利用に関
する事項が多数取り扱われている．


目的に応じたコンピュータや情報通信ネット
ワークの活用が必要であることを理解させ，そ
の考え方や方法を習得させる
他の科目においても既存の教科書教材のみ
ではなく，それに加えた補助教材ソフトを使用
し学習効果を促進させる
5
1.1 背景(2/2)
地理教育の目的
『日本や世界の地域の諸事象を位置や空間
的な広がりとの関わりで捉え，それを地域
の規模に応じて環境条件や人間の営みな
どと関連付けて考察し，地域的特色を捉え
るための視点や方法を身に付けさせる』
(中学校学習指導要領より，1998年)
6
1.2 動機(1/2)
他の科目での情報(ICT)を活用において、準備（コン
ピュータやソフトウェア環境）、教材開発（コンテンツ作り）
は教員が主体で、生徒では出来上がったものを使うのみ
他科目でのＩＣＴ活用に生徒も準備（計画、設計、開発）の
段階から参画して、「情報」の実習、プロジェクトとして協
働作業を経験すれば、「情報」、当該科目の双方に教育
的効果が見込まれる
わざわざ外に情報活用の題材を探さなくても、生徒の最
も身近（生徒が真のユーザである）ものとして、他科目で
のＩＣＴ利用がある（例えば、「地理」へのＣＧ応用）
7
1.2 動機(2/2)
学習者が能動的に地図や統計情報などを
利用し，体験的に地域の情報を理解する
経験が必要
既存の教材では体験的学習が不十分
既存の教材
8
1.3 研究の目的
教科「情報」の観点から、情報の利活用の効
果を実感させ、利活用の動機付け、技能を向
上させる

他の科目に関連した補助教材で，コンピュータに
よる３次元CGを対話的に操作することを通じて、こ
のような観点からも効果が期待できるようなシステ
ムの実現を目指した。
体験的な地理学習を補助する効果的な教材
の作成
*Akagi, G., Koichi, A., Miyadera, Y., Shimizu, M., Tsuchida, K., Yaku, T. and Yasui,
M., 2007, in IFIP International Federation for Information Processing, Volume 230,
Knowledge Management for Educational Innovation, eds. Tatnall, A., Okamoto,
9
T., Visscher, A., (Boston: Springer), pp. 83-88, 2007(2006).
2．WBT教材の概要
10
2.1 WBT教材の特徴
(1) 全てのコンテンツがWebで公開可能
HTML, Javascript, VRMLで記述
(2) 1つのコンテンツに対し，多角的な視点からの
理解が可能
学習者が教材の３DCGを動かしたり，視点を移動
することが可能
(3)学習過程を作成者側で完全に指定するのでは
なく, 学習者が能動的に教材を利用できる
コンテンツに対する操作に自由度を持たせている
11
2.2 WBT教材のコンテンツ(1/5)
コンテンツ構成
地理用語集・地学用語集
３D伊能図
コンテンツ
HTML
VRML
その他画像
ファイル
地理・地学用語集
192
122
25
3D伊能図
24
39
26
コンテンツごとのファイル数一覧
12
2.2 WBT教材のコンテンツ(2/5)
(1) 地理・地学用語集
用語とその説明
地形の特徴を表す用語には，例となる3D地
形図を表示
地形が形成される構造，太陽系の構造などを
説明する3Dコンテンツ
利用者が用語と説明のみを読むのではなく，
3Dオブジェクトを操作することで双方向的な
学習が可能
13
2.2 WBT教材のコンテンツ(3/5)
(1) 地理・地学用語集 (続き)
Webブラウザ上で表示される地理教育支援教材
14
2.2 WBT教材のコンテンツ(4/5)
(1) 地理・地学用語集 (続き)
Webブラウザ上で表示される地理教育支援教材
15
2.2 WBT教材のコンテンツ(5/5)
(2) ３D伊能図
伊能図のGIF画像を貼った3D地形図
利用者が能動的に伊能図の世界を体験する
富士山を多方面から眺めた景色
伊能中図 （富士山）
３Ｄ伊能図 （富士山）
16
3．WBT教材の拡充
17
3.1 地理問題集
学習効率を上げるため，３D地形図を活か
した地理問題集を開発
18
3.2 問題の構成
基本問題
用語確認問題
地形図確認問題
応用問題
等高線から３D地形図を読み解く
３D地形図から等高線を読み解く
19
3.3 試作したWBT教材のコンテンツ(1/7)
基本問題
用語確認問題例
20
3.3 試作したWBT教材のコンテンツ(2/7)
基本問題
誤解の表示例
21
3.3 試作したWBT教材のコンテンツ(3/7)
基本問題
リアス式海岸についての解説ページ
22
3.3 試作したWBT教材のコンテンツ(4/7)
基本問題
地形図確認問題例
23
3.3 試作したWBT教材のコンテンツ(5/7)
応用問題
等高線から3D地形図を読み解く問題
24
3.3 試作したWBT教材のコンテンツ(6/7)
応用問題
3D地形図から等高線を読み解く問題
25
3.3 試作したWBT教材のコンテンツ(7/7)
応用問題
地形図と等高線の対応
26
3.4 コースウェアの流れ
問題
解答
正解
解説を見る
判定
Yes
誤解
解説
No
次の問題へ
問題集のフローチャート
*F.Terada, M.Matsuyama, T.Syakushi, K.Sukoh, and T.Yamamoto, ENGLISH
EDUCATION USING MULTIMEDIA CAI SYSTEM---USE OF THE SYSTEM IN 27
MEETING THE NEEDS OF ENGLISH LANGUAGE EDUCATION, pp319－324, 1986
4．まとめ
28
4 まとめ(1/2)
地理・地学学習を効果的に進めるための
WBT教材を作成した
本システムでは、ユーザが教材コンテンツ
の3Dオブジェクトを動かしたり、視点を容
易に変更できる

教科「情報」の情報の利活用における教育的
効果につながる
29
4 まとめ(2/2)
今後の課題



コンテンツの拡張・システムの改善
学習者がより能動的に利用できる教材
地理以外の科目への応用
30
ご清聴ありがとうございました
31
6.1 まとめ(2/2)
(4) 社会科の教諭による評価
→対話的な学習が体験できる可能性がある
との評価を得た
2005年11月5日 情報処理教育研究
集会 （九州大学）
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6.2 今後の課題
(1) コンテンツの拡張・システムの改善
(2) 未実装のプログラムの完成
(3) GIS（地理情報システム）を利用したコン
テンツの開発
(4) 「ユーザが作る」コンテンツの開発
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集会 （九州大学）
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デモをご覧ください
2005年11月5日 情報処理教育研究
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2.1 WBT教材の特徴（1/2）
すべてのコンテンツはHTML，Javascript，
VRMLで書かれているため，教材はWeb上
での公開が可能である(図1参照)．
学習者が教材の3DCGを動かしたり，視点
を移動することができるため一つのコンテ
ンツに対し，多角的な視点からの理解がで
き
学習過程を作成者側で完全に指定するの
ではなく，学習者が能動的に教材を利用す
ることのできる自由度をコンテンツに持た
35
せている．
3.2 試作したWBT教材の特徴(1/2)
(1) 全てのコンテンツがWebで公開可能
HTML, Javascript, VRMLで記述
(2) 1つのコンテンツに対し，多角的な視点か
らの理解が可能
学習者が教材の３DCGを動かしたり，
視点を移動することが可能
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集会 （九州大学）
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3.2 試作したWBT教材の特徴(2/2)
(3) 学習者が能動的に教材を利用することが
できる
コンテンツに対する操作に自由度を持
たせている
(4) ３DCGコンテンツの効果を増幅
CyberDomeの利用
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1.4 研究の目的
(1) 地理・地学学習を効果的に進めるための
WBT (Web Based Training)教材の開発
(2) ３D地形図をはじめとする３Dコンテンツの作
成
(3) ドーム型スクリーンを用いた教材の効果的
な利用
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4．評価
高校の社会科の教諭による試行評価結果
(1) 写真では分かりにくい「本当の地形」を表示するこ
とが期待できる (総評)
(2) 地域の時系列変化のコンテンツとして「農村の市
街化」などが考えられる (提言)
(3) 自習用の教材として活用する方向が良い (提言)
(4) 地形の測量の可能性 (質問・提言)
(5) 地下の様子の表示可能性 (質問・提言)
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5．未実装のプログラム
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5．未実装のプログラム
地域学習への応用
学習者入力型のプログラム
３D地形図の時系列表示
一つの地域の時間変化を複数の３D地形図を
用いて表現
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6．まとめと今後の課題
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6.1 まとめ(1/2)
(1) 地理・地学学習を効果的に進めるための
WBT教材を作成した
(2) ３Dコンテンツを作成した
HTML：259ファイル，VRML：202ファイル
(3) ドーム型スクリーンを用いた教材の効果
的な利用を一部コンテンツで実現した
(内部評価)
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6.1 まとめ(2/2)
(4) 社会科の教諭による評価
→対話的な学習が体験できる可能性がある
との評価を得た
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6.2 今後の課題
(1) コンテンツの拡張・システムの改善
(2) 未実装のプログラムの完成
(3) GIS（地理情報システム）を利用したコン
テンツの開発
(4) 「ユーザが作る」コンテンツの開発
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2．準備
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2.1 3D地形図(1/2)
(1) 数値地図
国土地理院発行 CD-ROM
数値地図50m/250mメッシュ（標高），
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2.1 3D地形図(2/2)
(2) VRMLへの変換
数値地図からVRMLデータに変換し(変換
プログラムは2004年に完成)，地形図を
3D表示
地形図(VRML)を汎用ブラウザで３D表示
地形図の３D表示例
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2005年11月5日 情報処理教育研究
集会 （九州大学）
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２.1 WBT教材のコンテンツ（1/2）
コンテンツ構成
地理用語集・地学用語集
３D伊能図
歴史と３D地形図
３D商店街
管理画面・その他
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2.1 WBT教材のコンテンツ（2/2）
HTML
VRML
その他画像
ファイル
地理・地学用語集
192
122
25
3D伊能図
24
39
26
歴史と３D地形図
8
40
3
３D商店街
7
1
0
管理画面・その他
28
0
24
合計
259
202
78
コンテンツごとのファイル数一覧 （2005.10.31)
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VRML
VRML (Virtual Reality Modeling Language)
WWW上で物体の三次元表現をするためのオブ
ジェクト指向言語．構成要素をあらわすノードと
その性質を表すフィールドの組で構成される
視点の移動、オブジェクトの移動，アニメーション
の表示等がWebブラウザ上でできる
ＣＧに関する高度な知識や高価なソフトが不要
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CyberDome
CyberDome Viewer Pro (松下電工) に
より３台のパソコンを連動させ，ドームス
クリーンに表示
ARS形式 (松下電工独自方式)を採用
VRML97ファイルからARS形式へ変換す
るコンバータを使用
3D Studio MAX プラグインによりARS形
式への変換
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GIS
GIS （Geographical Information System ）
デジタル化した地図データと，統計データや位置
に関連したデータとを統合的に扱う情報システム
地図データと他のデータを相互的に関連付けた
データベースと，それらの情報の検索や解析・表
示などを扱うソフトウェアから構成
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WBT
WBT （Web Based Training）
インターネットやWWWの技術を利用して教育を
行う
学習者は時間や場所を選ばずに，自分のペース
に合わせて学習を進める事ができる
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WBTとe-Learningとの違い
e-Learning：ソフト専用の特殊なプロトコル
を使って通信教育→汎用性がない
WBT：Webブラウザやインターネット上の
情報やシステムを利用する→汎用性があ
る
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数値地図1kmメッシュ
1kmメッシュ(標高) ：中心点の標高値
1kmメッシュ(平均標高) ：中心点周囲の16点
の標高値の平均値
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Browse
Material
Student
Internet
3D Database
Browse
Student
Input
Browse
Browse
Student
Student
Area Study
Local Area
3Dデータベースを用いた地域学習教材
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