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Estimation of "learning stumbling" by integrating physiological data and learning log

Research Project

Project/Area Number 19K14319
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 09070:Educational technology-related
Research InstitutionFukuoka Institute of Technology (2020-2022)
Kyushu University (2019)

Principal Investigator

Tamura Kaori  福岡工業大学, 情報工学部, 准教授 (00762535)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2019: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Keywords視線計測 / 注意 / 学習 / 教育工学 / 視線 / 授業動画 / 可視化 / 遠隔授業 / 認知 / 語彙 / 読解力 / 脳波 / e-Learning / 複数感覚 / 学習の難しさ / 理解 / 認知負荷 / マルチモーダル / 学習支援
Outline of Research at the Start

効果的な学びの支援には、学習者の「学びのつまずき」を教育者が把握する必要がある。「学びのつまずき」に共通する感覚や応答をとらえる ことができれば、学習者支援に応用が可能である。
本研究は学習時の「つまずき」における一般的要因の確定と、神経学的機序の解明により、学習者が難しさを覚えるときのバイオマーカーを同定する。同定したマーカーを活用し、神経生理学的理解に基づいた学習支援手法の開発を目指す。

Outline of Final Research Achievements

The research using KAKENHI aimed to investigate the relationship between the learning performance of a video lecture and physiological data during class attendance. In this research, eye-tracking measurement was introduced as physiological data.
In eye gaze data during the video lecture, the students who got low scores in the post-video lecture gazed at the figures and pictures in the video lecture shorter than those who got higher scores. Thus, learning performance related to how long students gazed at figures and pictures. Then, the students were split based on the vocabulary test scores of the lecture language, Japanese. Again, the low-vocabulary group gazed at the figures shorter than the high-vocabulary group. These results will be helpful in modifying course design based on physiological evidence.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

一つ目の成果は、新規知識の獲得効率と母語の語彙力・文法力との関連性について示したことである。この成果はアダプティブラーニングを効果的に活用する場面等で貢献するものである。
二つ目の成果として、オンデマンド授業中の動画を見る視線動態が授業視聴後の成績と関連性があることを視線計測により示したことがある。特に成績によって図表の見方に違いがあることが明らかとなった。この成果は動画教材などをデザインする上での効果的な図表の使用方法提案につながる。さらには図表理解における教育の重要性を示唆しており、遠隔・対面に関わらず様々なコースデザイン改善に寄与するものである。

Report

(5 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2023 2021 2020 2019

All Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results)

  • [Presentation] 語彙力や視線動向がオンデマンド授業理解度に与える影響の検討2023

    • Author(s)
      堀江 馨太, 立川 大暉, 田村 かおり
    • Organizer
      情報処理学会第 85 回全国大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Quantitative analysis of color-odor association using Bayesian estimation2021

    • Author(s)
      Kaori Tamura, Tsuyoshi Okamoto
    • Organizer
      Neuroscience 2021
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Pilot study of the relationship between vocabulary ability and learning performance for unfamiliar knowledge in online video classes2021

    • Author(s)
      Kaori Tamura
    • Organizer
      Cognition and Exploratory Learning in Digital Age (CELDA 2021)
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ベイズ推定を用いたにおい物質印象評価の定量解析手法2020

    • Author(s)
      田村かおり, 岡本剛
    • Organizer
      第16回日本感性工学会春季大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] Pilot study to estimate “difficult” area in e-learning material by physiological measurements2019

    • Author(s)
      Tamura K,Okamoto T,Oi M,Shimada A,Hatano K,Yamada M,Lu M,Konomi S
    • Organizer
      Learning@Scale, 2019
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Integrated System of e-Learning Environment and Measurements of Physiological Responses for Monitoring Learners’ Mental States During Learning2019

    • Author(s)
      Kaori Tamura, Min Lu, Shin’ichi Konomi
    • Organizer
      International Conference on Education and Service Sciences (ICESS 2019)
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 学習中の生理応答同時計測による「学びのつまずき」推定システム開発2019

    • Author(s)
      田村かおり 岡本剛 大井京 島田敬士 畑埜晃平 山田政寛 陸忞 木實 新一
    • Organizer
      マルチメディア・分散・協調とモバイル DICOMO2019
    • Related Report
      2019 Research-status Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2024-01-30  

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