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Mathematical Modeling: Problem Solving

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Investigating the Impact of the AI-Supported 5E (AI-s5E) Instructional Model on Spatial Ability.

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AI搭載VRによる数学的モデリング能力の向上

Nejla Gürefe1, Hava Öksüz2, Gülfem Sarpkaya Aktaş2

  • 1Faculty of Education, Mersin University, Mersin, Türkiye.

PloS one
|December 23, 2025
PubMed
まとめ
この要約は機械生成です。

人工知能支援型仮想現実（AI-pVR）は、生徒の数学的モデリングスキルを大幅に向上させました。このアプローチは、問題の理解、数式化、解釈を改善し、実世界の問題解決能力を高めました。

キーワード:
人工知能仮想現実数学的モデリング教育工学問題解決能力

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科学分野:

  • 数学教育
  • 教育工学
  • 人工知能

背景:

  • 生徒の問題解決能力の向上は、数学教育における主要な目標です。
  • 問題解決は、日常生活に不可欠な数学的モデリング能力に関連しています。

研究 の 目的:

  • 生徒の数学的モデリング能力に対するAI支援型VRインストラクションモデルの影響を調査すること。
  • 問題解決思考を含む、モデリング能力のさまざまな構成要素に対するAI-pVRの効果を評価すること。

主な方法:

  • 30人の6年生を対象とした準実験的混合デザイン研究。
  • 実験群はAI-pVRアプリケーションを使用し、対照群は従来の指導を受けました。
  • 量的データは独立サンプルt検定とANCOVAを使用して分析され、質的データは観察と意見フォームから収集されました。

主要な成果:

  • AI-pVR介入は、数学的モデリング能力全体に有意な大きな影響を示しました（η² = 0.37）。
  • 問題の単純化、数式化、解釈などの下位次元も、有意な大きな影響を示しました。
  • 生徒は、実世界の問題の分析から結果の検証まで、モデリングプロセスをよりよく理解していると報告しました。

結論:

  • AI-pVRインストラクションアプローチは、生徒の数学的モデリング能力とその下位次元を有意に向上させました。
  • 数学の授業やカリキュラムプログラムにAIアプリケーションを統合することが推奨されます。
  • AI-pVRは、教育現場におけるさまざまな生徒の能力を向上させる可能性を示しています。