MathWorks アクティブラーニング環境のご紹介 MathWorks Japan テクニカルマーケティングアカデミックテクニカルエバンジェリスト沖田芳雄 2016 The MathWorks, Inc. 1
MathWorks の教育への取り組み 教育支援専門チームによる対応 授業利用課題解決のお手伝い 教材 カリキュラム情報のご提供 学生競技会参加者へのライセンス提供 IEEE 等各種学会のスポンサー活動 MOOC 受講生に対する利用環境提供 3
大学教育改革の Challenge 教育内容 方法の改善 能動的学修 ( アクティブ ラーニング ) の推進 教員の一方向的な講義形式の教育とは異なり 学修者の能動的な学修への参加を取り入れた教授 学習法 文部科学省 :2013( 平成 25) 年度の大学教育の改革状況 効果的にカリキュラムに組み込む検討を行っている大学 62% オンライン教育 反転授業 発見学修 問題解決学修 体験学修 Project Based Learning 4
アクティブラーニング導入における課題 オンライン教材の作成配信環境の構築 維持学生のモチベーションアップ 事前学習 能動的学修 積極的な参加を促す仕組み ( 学生がその場で考える ) 理解度をリアルタイムで把握理解度に応じたフィードバック 学修成果の可視化 学修状況のデータに基づく把握 教材へのフィードバッククオーター制導入による成果フィードバックサイクルの短縮 5
アクティブラーニングを支援する学習環境の提供 反転授業でのMOOC 活用事例オンライン教材の作成 Coursera MOOC 事例 ( 移動ロボット制御 ) 配信環境の構築 維持ジョージア工科大学 Coursera ( 機械学習 Magnus ) Egerstedt 教授学生のモチベーションアップスタンフォード大学 Andrew 能動的事前学習 Ng 準教授シミュレータを活用した制御実習学修 YouTube MOOC アルゴリズムの基礎を受講生 channel 4 万人 (5 千人修了 11 週間で学ぶ ) 技術 Webinar MOOC 受講生 10 万人以上 MOOC キャンパスからサポート 30 名の学生が参加 理論をオンライン教材 MATLABの特徴を生かした課題出題 ( ビデオ 課題 ) で事前学習 教室ではロボットを使った制御実習 理論をオンライン教材 ( ビデオ 課題学修成果の ) で学習 満足度評価 8 プログラム全課題 4.9/5 MATLABが必須可視化 講義で学んだ部分のみコードを書き提出 文字認識実現 積極的な参加を促す仕組み ( 学生がその場で考える ) 理解度をリアルタイムで把握理解度に応じたフィードバック 学修状況のデータに基づく把握 教材へのフィードバッククオーター制導入による成果フィードバックサイクルの短縮 7
アクティブラーニングを支援する学習環境の提供 オンライン教材の作成配信環境の構築 維持学生のモチベーションアップ YouTube channel 技術 Webinar MOOC サポート 事前学習 能動的学修 積極的な参加を促す仕組み PBLをサポートするハードウエア連携機能の提供 ( 学生がその場で考える ) 理解度をリアルタイムで把握 MATLAB 演習課題理解度に応じたフィードバックの自動採点システム Cody Coursework 学修成果の可視化 学修状況のデータに基づく把握 教材へのフィードバック MATLAB 演習課題の自動採点システムクオーター制導入による成果フィードバックサイクルの短縮 Cody Coursework 8
PBL をサポートするハードウエア連携機能 Simulink 単体でモデル組み込み実装を実現 アイディアを直ぐに実装 各デバイスに対応した I/O ライブラリ LEGO MINDSTORMS NXT, EV3 Arduino Nano, Uno, Mega 2560 Raspberry Pi 2 Apple ios Android Devices 9
MATLAB 演習課題の自動採点システム Cody Coursework Webページの課題を自動採点 集計 授業に参加する学生に限定した出題 ラインセンス保有の皆様に無償で提供 自動採点結果の一元管理 10
課題の解答方法 解答を記載 何度でも提出可能 提出 自動採点 解答マップの表示 11
解答マップによる傾向の把握 プログラムサイズ 課題提出順番 正解 不正解 最も優れた解 12
演習進捗状況の把握 ( 管理画面 ) ( 正解 1 名 不正解 1 名 未提出 1 名 ) 13
学生のログイン ( 要 MathWorks Account) invitation メールのリンク先 (https://coursework.mathworks.com) からログイン Invitation メール ログイン画面 Invitation Prof. is inviting you to attend MATLAB Course in Cody Coursework To get started: View Invitation Please do not forward or share this link. Course Access You need a MathWorks Account to access this course. If you don't have an account yet, Cody Coursework will help you create one. Solving problems in Cody Coursework is a fun way to practice your MATLAB skills and get quick feedback on your code. To learn more, visit the walkthrough. 14
反転学習における活用例 Web セミナー :Journey to a Flipped Computation Course Using MATLAB Introduction to Engineering Computing ( 工学部 1 年生 ) College of Engineering, Boston University Dr. Stormy Attaway 課題 : 反転学習によるアクティブラーニングの実現 対応 : 講義 / 演習 / 講義 / 演習 / ディスカッションから 事前学習 / 学修 / 演習 / 事前学習 / 学修 / 演習 / ディスカッションへ 部分実施 少人数 (23 名 ) 実施 230 名実施まで段階的に実現 事前学習 学修成果の 可視化 能動的 事前学習 : 教科書 事前講義ビデオ 確認テスト (edge.edx) クラス学修 : 白板に課題解答 問題作成発表 結果 Before After 演習 : クラス学修の直後にMATLAB 課題を解き GPA 3.27 3.64 文書にまとめる Cody Coursework edge.edx 上の組み込み MATLAB 機能で解答提出 学修 クラス学修 : グループ課題解決作業 落第人数 5 1 満足度評価 (10 点満点 ) 9.36 9.52 15
東京理科大学における活用例 MATLAB EXPO 2015 教育カンファレンス より 情報処理演習 3( 経営工学の学部 2 年生 ) 東京理科大学工学部経営工学科助教 ( 授業実施時 ) 佐藤寛之先生 課題 : 授業中の学生のモチベーションアップ 多人数の解答をリアルタイムで自動採点 対応 : Cody Coursework を授業直後の演習時間に利用 オンラインで解答をモニタすることで 共通の間違いを見付け その場でフィードバック 結果 : 学生が積極的に課題に取り組むきっかけに ( ゲームクリアのような達成感を味わえる ) 事前学習 学修成果の 可視化 課題チェックの自動化により 教員側の負担の軽減自主的に繰返して課題に挑戦 能動的 学修 16
東京工業大学における活用例 事前学習 能動的 学修 学修成果の 可視化 17
Cody Coursework 作成のワークフロー 18
コースの構造と作成の流れ 講義に対応する Course Course 中に作成されるいくつかの課題 (Assignment) 各課題の中に作成される問題 (Problems) コース作成 コース詳細設定 課題作成問題作成学生招待集計 新規作成 コピー 解答テンプレート作成 規範解答作成 採点テスト作成 問題の発行 19
Cody Coursework 作成デモ 20
Simulink モデルの自動採点 (Cody で試行中 ) http://jp.mathworks.com/matlabcentral/cody/?sort=&term=group%3a%22modeling+% 26+Simulation+Challenge%22 21
是非お試しください 保守有効なライセンスをお持ちの教員の方はすぐにご利用いただけます 既存コースのご利用に関しては 事前にご連絡ください Cody Coursework の教員向け情報ページ http://jp.mathworks.com/academia/cody-coursework/ 22
Accelerating the pace of engineering and science 23