Development of a function to adaptively provide a series of tasks for progressive knowledge acquisition in virtual experimental environments

• Project/Area Number: 20500804
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Educational technology
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: HORIGUCHI Tomoya Kobe University, 大学院・海事科学研究科, 教授 (00294257)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): HIRASHIMA Tsukasa 広島大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10238355)
• Project Period (FY): 2008 – 2010
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2010)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2010: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2009: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2008: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
• Keywords: 仮想実験環境 / マイクロワールド / 適応的系列化 / オーサリング / Compositional Modeling / Intelligent Tutoring System

Research Abstract

We have developed a task-generation function in virtual experimental environments which enable learners make scientific experiments on computers. It generates a series of tasks adaptive to each learner's progress. 'Microworld graph (GMW)' is used for organizing tasks with their learning purposes and target models. GMW cooperates with the function which models a learner's understanding to generate appropriate tasks automatically. Preliminary tests validated its usefulness.

Research Products

• [Journal Article] A Technique of Error Awareness for Pencil Drawing (2010)
  • Author(s): 松田憲幸, 平嶋宗, 堀口知也, 瀧寛和
  • Journal Title: Proc. Of ICCE2010
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 力学の情報不備問題を対象とした演習支援システム (2010)
  • Author(s): 中道孝之、平嶋宗
  • Journal Title: 教育システム情報学会誌 Vol.27、No.2 Pages: 3-11
  • NAID: 130007420655
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 問題解決プロセスを利用した選択問題の誤選択肢および解説の自動生成 (2010)
  • Author(s): 舟生日出男、穐山雅史、平嶋宗
  • Journal Title: 電子情報通信学会誌D Vol.93-D、No.3 Pages: 292-302
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] An Interactive Learning Environment for Problem-Changing Exercise, Proc. (2010)
  • Author(s): Hirashima T., Yamamoto, S., Waki H.
  • Journal Title: of ITS2010 Pages: 343-345
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] An Interactive Environment for Learning by Problem-Changing, Proc. (2010)
  • Author(s): Yamamoto, S., Waki H., Hirashima T.
  • Journal Title: of ICCE2010 Pages: 1-8
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 初等力学を対象とした問題変更演習支援システムの設計・開発 (2009)
  • Author(s): 脇浩美、浦智幸、堀口知也、平嶋宗
  • Journal Title: 教育システム情報学会誌 Vol.26、No.4 Pages: 329-338
  • NAID: 130007618984
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 幾何証明課題の解決過程における推論の誤りのインタラクティブな可視化 (2009)
  • Author(s): 舟生日出男、亀田卓司、平嶋宗
  • Journal Title: 日本教育工学会論文誌 Vol.32、No.4 Pages: 425433-425433
  • NAID: 110007110414
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Increasingly Problem Simplification as Scaffolding in Exercises, Proc. (2009)
  • Author(s): 平嶋宗
  • Journal Title: of the Workshop on Question Generation Pages: 58-65
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Error-Based Simulation to Promote Awareness of Errors in Elementary Mechanics and Its Evaluation, Proc. (2009)
  • Author(s): Hirashima T., Imai I., Horiguchi T., Toumoto, T.
  • Journal Title: of AIED2009 Pages: 409-416
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Intelligent Authoring of 'Graph of Microworlds' for Adaptive Learning with Microworlds based on Compositional Modeling, Proc. (2009)
  • Author(s): 堀口知也, 平嶋宗
  • Journal Title: of AIED2009 Pages: 207-214
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Intelligent Authoring of 'Graph of Microworlds' for Adaptive Learning with Microworlds, Proc. (2009)
  • Author(s): 堀口知也, 平嶋宗
  • Journal Title: of 22nd International Workshop on Qualitative Reasoning (QR'09) Pages: 49-53
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Problem Generation as Structure Simplification Following Problem-Solving Process, Proc of International Workshop of Modeling, (2009)
  • Author(s): Hirashima T., Ueno, T., Yamamoto, S.
  • Journal Title: Management and Generation of Problems/Questions in Technology-Enhanced Learning Pages: 10-14
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 初等力学を対象とした問題変更演習支援システムの設計・開発 (2009)
  • Author(s): 脇浩美, 浦智幸, 堀口知也, 平嶋宗
  • Journal Title: 教育システム情報学会誌 26 Pages: 329-338
  • NAID: 130007618984
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Error-based Simulationを用いた中学理科の授業実践 ニュートンの第三法則を事例として- (2008)
  • Author(s): 堀口知也、今井功、東本崇仁、平嶋宗
  • Journal Title: 日本教育工学会論文誌 32巻Suppl.号 Pages: 113-116
  • NAID: 110007024005
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Domain-Independent Error-Based Simulation for Error-Awareness and Its Preliminary Evaluation, Proc. (2008)
  • Author(s): 堀口知也, 平嶋宗
  • Journal Title: of PRICAI 2008 (Lecture Notes in Artificial Intelligence Volume 5351 Pages: 951-958
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 数式に基づく状況の設計を通した力学学習の支援システムの設計・開発 (2008)
  • Author(s): 倉山めぐみ、匂坂洋介、東本崇仁、平嶋宗
  • Journal Title: 教育システム情報学会学会誌 Vol.25、No.3 Pages: 282-291
  • NAID: 130007629853
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 中学理科におけるError-based Simulationを用いた授業実践-「ニュートンに挑戦」プロジェクト- (2008)
  • Author(s): 今井功、東本崇仁、堀口知也、平嶋宗
  • Journal Title: 教育システム情報学会誌 Vol.25、No.2 Pages: 194-203
  • NAID: 130007629844
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Intelligent Support for Authoring 'Graph of Microworlds' based on Compositional Modeling Technique, Proc. (2008)
  • Author(s): 堀口知也, 平嶋宗
  • Journal Title: of 23rd International Workshop on Qualitative Reasoning (QR'08) Pages: 49-57
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] シミュレーションに基づく学習環境における漸進的な知識獲得支援のためのマイクロワールドグラフ (2008)
  • Author(s): 東本崇仁、堀口知也、平嶋宗
  • Journal Title: 電子情報通信学会論文誌 J91-D、No.02 Pages: 303-313
  • NAID: 110007385915
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 吉本富士市 (2008)
  • Author(s): 松田憲幸、高木佐恵子、曽我真人、堀口知也、平嶋宗、瀧寛和
  • Journal Title: 鉛筆デッサンが表す写実誤りの三次元モデルによる顕在化、電子情報通信学会論文誌 J91-D、No.02 Pages: 324-332
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 中学理科におけるError-based Simulationを用いた授業実践-「ニュートンに挑戦」プロジェクト- (2008)
  • Author(s): 今井功, 東本崇仁, 堀口知也, 平嶋宗
  • Journal Title: 教育システム情報学会誌 25 Pages: 194-203
  • NAID: 130007629844
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Domain-Independent Error-Based Simulation for Error-Awareness and Its Preliminary Evaluation (2008)
  • Author(s): Horiguchi, T. & Hirashima, T.
  • Journal Title: Lecture Notes in Artificial Intelligence (Proc. of 10^<th> Pacific Rim Int. Conf. on Artificial Intelligence) 5351 Pages: 951-958
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Error-based Simulationを用いた中学理科の授業実践-ニュートンの第三法則を事例として- (2008)
  • Author(s): 堀口知也, 今井功, 東本崇仁, 平嶋宗
  • Journal Title: 日本教育工学会論文誌 32, Suppl. Pages: 113-116
  • NAID: 110007024005
  • Peer Reviewed
• [Presentation] コンセプトマップへのフィードバックを目的とする誤りの可視化 (2010)
  • Author(s): 東本崇仁, 今井功, 堀口知也, 平嶋宗
  • Organizer: 人工知能学会先進的学習科学と工学研究会(ALST-59)
  • Place of Presentation: 早稲田大学(東京都)
  • Year and Date: 2010-07-30
• [Presentation] Error-based Simulationのモデリング学習環境への展開へ向けて (2010)
  • Author(s): 堀口知也, 平嶋宗
  • Organizer: 人工知能学会先進的学習科学と工学研究会(ALST-59)
  • Place of Presentation: 早稲田大学(東京都)
  • Year and Date: 2010-07-30
• [Presentation] Error-based Simulationのモデリング学習環境への展開へ向けて (2010)
  • Author(s): 堀口知也、平嶋宗
  • Organizer: 人工知能学会先進的学習科学と工学研究会(ALST-59)
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] モデリング学習環境におけるフィードバック設計の枠組み (2010)
  • Author(s): 堀口知也、平嶋宗
  • Organizer: 人工知能学会全国大会(第24回)
  • Place of Presentation: 長崎
• [Presentation] A Technique of Error Awareness for Pencil Drawing (2010)
  • Author(s): Matsuda, N., Hirashima, T., Horiguchi, T., Taki, H.
  • Organizer: 18^<th> International Conference on Computers in Education
  • Place of Presentation: Putrajaya, Malaysia
• [Presentation] 運動状況を対象としたError-based Simulationと中学理科における授業実践 (2010)
  • Author(s): 今井功, 平嶋宗, 堀口知也, 東本崇仁
  • Organizer: 日本科学教育学会第34回年会
  • Place of Presentation: 広島大学(広島県)
• [Presentation] Error-based Simulationの静止状況から運動状況への拡張及び授業実践 (2010)
  • Author(s): 東本崇仁, 今井功, 堀口知也, 平嶋宗
  • Organizer: 教育システム情報学会第35回全国大会
  • Place of Presentation: 北海道大学(北海道)
• [Presentation] モデリング学習環境におけるフィードバック設計の枠組み (2010)
  • Author(s): 堀口知也, 平嶋宗
  • Organizer: 人工知能学会全国大会(第24回)
  • Place of Presentation: 長崎ブリックホール(長崎県)
• [Presentation] Error-Based Simulation to Promote Awareness of Errors in Elementary Mechanics and Its Evaluation (2009)
  • Author(s): Hirashima, T., Imai, I., Horiguchi, T., Toumoto, T.
  • Organizer: 14th International Conference on Artificial Intelligence in Education
  • Place of Presentation: Brighton, UK
  • Year and Date: 2009-07-09
• [Presentation] Intelligent Authoring of 'Graph of Microworlds' for Adaptive Learning with Microworlds based on Compositional Modeling (2009)
  • Author(s): Horiguchi, T., Hirashima, T.
  • Organizer: 14th International Conference on Artificial Intelligence in Education
  • Place of Presentation: Brighton, UK
  • Year and Date: 2009-07-08
• [Presentation] Intelligent Authoring of 'Graph of Microworlds' for Adaptive Learning with Microworlds (2009)
  • Author(s): Horiguchi, T., Hirashima, T.
  • Organizer: 23nd Int. Workshop on Qualitative Reasoning
  • Place of Presentation: Ljubljana, Slovenia
  • Year and Date: 2009-06-22
• [Presentation] マイクロワールドグラフを用いた派生問題の対話的自動生成システム (2009)
  • Author(s): 上野拓也、堀口知也、平嶋宗
  • Organizer: 人工知能学会全国大会(第23回)
  • Place of Presentation: 香川
• [Presentation] 現象のモデル化プロセスに基づく物理問題の特徴付けとその支援手法 (2009)
  • Author(s): 堀口知也、平嶋宗
  • Organizer: 人工知能学会全国大会(第23回)
  • Place of Presentation: 香川
• [Presentation] Intelligent Support for Authoring 'Graph of Microworlds' based on Compositional Modeling Technique (2008)
  • Author(s): Horiguchi, T. & Hirashima, T.
  • Organizer: 22^<nd> Int. Workshop on Qualitative Reasoning
  • Place of Presentation: Boulder, CO, USA
  • Year and Date: 2008-06-25
• [Presentation] 問題ベースの作問学習支援システムとその利用実験 (2008)
  • Author(s): 脇浩美、浦智之、平嶋宗、堀口知也
  • Organizer: 教育システム情報学会第33回全国大会
  • Place of Presentation: 熊本
• [Presentation] 問題ベースの作問学習支援システムの設計開発 (2008)
  • Author(s): 浦智幸、脇浩美、堀口知也、平嶋宗
  • Organizer: 人工知能学会先進的学習科学と工学研究会(ALST-52)
  • Place of Presentation: 広島
• [Presentation] 合成モデリング技法を用いたマイクロワールドグラフの記述支援 (2008)
  • Author(s): 堀口知也、平嶋宗
  • Organizer: 人工知能学会先進的学習科学と工学研究会(ALST-52)
  • Place of Presentation: 広島