[論文レビュー] Introduction to computer animation and its possible educational applications

Sajid Musa, Rushan Ziatdinov+1 more|arXiv (Cornell University)|Dec 6, 2013

Visual and Cognitive Learning ProcessesPsychology参考文献 60被引用数 16

ひとこと要約

本論文は、コンピュータアニメーションを動的教育的ツールとして紹介し、その歴史、根幹的原則、学習環境における応用をレビューする。動的現象の理解を高めるためのアニメーションを含むマルチメディアの有効性を評価し、研究結果が混合していることを認めつつも、コンピュータ支援教育および指導設計におけるその潜在的可能性を提唱する。

ABSTRACT

Animation, which is basically a form of pictorial presentation, has become the most prominent feature of technology-based learning environments. It refers to simulated motion pictures showing movement of drawn objects. Recently, educational computer animation has turned out to be one of the most elegant tools for presenting multimedia materials for learners, and its significance in helping to understand and remember information has greatly increased since the advent of powerful graphics-oriented computers. In this book chapter we introduce and discuss the history of computer animation, its well-known fundamental principles and some educational applications. It is however still debatable if truly educational computer animations help in learning, as the research on whether animation aids learners' understanding of dynamic phenomena has come up with positive, negative and neutral results. We have tried to provide as much detailed information on computer animation as we could, and we hope that this book chapter will be useful for students who study computer science, computer-assisted education or some other courses connected with contemporary education, as well as researchers who conduct their research in the field of computer animation.

研究の動機と目的

• コンピュータ科学および教育分野の学生および研究者に対するコンピュータアニメーションの基礎的概要を提供すること。
• コンピュータアニメーションの歴史的発展および基本的原則を検討すること。
• マルチメディアベースの学習および指導設計におけるコンピュータアニメーションの可能性を調査すること。
• 動的現象の学習効果にアニメーションが寄与するかどうかを分析する既存の研究を分析すること。
• 教育的文脈においてアニメーションを効果的に活用するため、教育者および研究者を支援すること。

提案手法

• 初期の機械的技法から現代のグラフィックス指向システムに至るまでのコンピュータアニメーションの進化を調査すること。
• タイミング、スケジューリング、スケールとストレッチ、フォローアラウンドなどのコアなアニメーション原則を概説すること。
• 科学、技術、数学教育における教育的アニメーションの事例研究および実例を提示すること。
• アニメーションの学習への影響を検証する実証的研究をレビューし、肯定的、否定的、中立的結果を含むメタアナリシスを検討すること。
• マルチメディア学習環境におけるアニメーションの有効性に影響を与える技術的および認知的要因を分析すること。
• 2D、3D、インタラクティブアニメーションを含む、教育的文脈および学習者ニーズに基づいたアニメーションの種別化を行うこと。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 コンピュータアニメーションは歴史的にどのように進化してきたのか。その基盤的原則は何か。
• RQ2 コンピュータアニメーションは、動的で複雑な現象の理解を学習者にどの程度高めるのか。
• RQ3 マルチメディア学習環境において、効果的な教育的アニメーションを設計するにあたり、どのような主な考慮事項が必要か。
• RQ4 なぜ、幅広く使用されているにもかかわらず、一部の研究ではアニメーションが学習に悪影響を及ける、あるいは中立的であると報告されているのか。
• RQ5 教育者および指導設計者は、教育的文脈において記憶力および理解力を向上させるために、どのようにアニメーションを最適化できるか。

主な発見

• コンピュータアニメーションは、運動をシミュレートし、動的プロセスを可視化できる能力のため、テクノロジーを活用した学習の中心的要素となっている。
• 教育的アニメーションが学習効果を向上させるかどうかは、まだ議論の余地がある。研究では肯定的、否定的、中立的結果が得られている。
• 適切に設計されたアニメーションは、認知負荷の原則に整合している場合、複雑で動的な情報の理解および記憶の向上に顕著な効果を示すことがある。
• 不適切に設計されたアニメーションは学習者を混乱させたり、コアな内容から注意力を逸らしたりするおそれがあり、理解力の低下を招くことがある。
• コンピュータ支援教育におけるアニメーションの統合は、的確な指導的設計が伴えば、強力なツールとしてますます重視されている。
• 本論文は、アニメーションが有望なメディアであるものの、その成功は学習目標との整合性と慎重な実装にかかっていると結論づける。