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Development of Portfolio System to Support Distance Active Learning by using Artificial Intelligence

Research Project

Project/Area Number 20K12090
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 62030:Learning support system-related
Research InstitutionTokyo City University

Principal Investigator

Takahashi Hirotaka  東京都市大学, その他部局等, 教授 (40419693)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 八代 一浩  山梨県立大学, 国際政策学部, 教授 (30312177)
水落 芳明  上越教育大学, 大学院学校教育研究科, 副学長 (40510053)
大前 佑斗  日本大学, 生産工学部, 講師 (00781874)
大島 崇行  上越教育大学, 大学院学校教育研究科, 教授 (60824224)
榊原 範久  上越教育大学, 大学院学校教育研究科, 准教授 (50824231)
柿本 陽平  日本大学, 生産工学部, 助手 (90899494)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywordsポートフォリオ / CSCLシステム / アクティブラーニング / 人工知能・機械学習 / 遠隔授業 / CSCLシステ ム
Outline of Research at the Start

学習者が主体的な学びを行うアクティブラーニング(AL)が注目されている.ALでは,学習者が主体的に活動を行うため,その状況を教師が把握することが困難である.とりわけ遠隔教育でALを実施する際には, 遠隔の児童の様子の把握は極めて困難である.本研究では,今までに開発した過去の学習記録を相互閲覧できるワーキング・ポートフォリオシステムの機能拡張をし,学習者が相互閲覧する状況を定量化・可視化する.さらに,定量化されたデータを人工知能で解析し,授業時間内におけるそれぞれの学習者の目標達成度を予測する.この2つの情報を遠隔授業を実施している教師にリアルタイムで提供し教師を支援するシステムを開発する.

Outline of Final Research Achievements

As a remote active learning (remote AL) support system, we focused on working portfolios and developed a system that quantifies the state of mutual browsing on a working portfolio, extracts and analyzes the information using artificial intelligence (AI), and feeds back the visualized information to the teacher. We have also developed a remote AL system supported by AI. We also performed the development of AI-supported remote AL model contents, and modeling of classroom space design and the roles of each teacher. Although there were some difficulties in conducting evaluation experiments from the viewpoint of the spread of the coronavirus, a new project are launched and it has been agreed that our research will continue based on the results and knowledge of this research.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

アクティブラーニング(AL)では,教師が学習者の様子を常に観察しながら,状況に応じて判断をして,授業を進めていく必要がある.しかし,遠隔ALを実施する際に,どのような情報が教師に有用なのかについては未だ解明されていない.本研究成果により,その解明に向け道がひらけてきた.さらに,実際に進行している授業を定量化し,その情報をAIが解析しリアルタイムに教師を支援することが現実的になってきた.また,授業を定量化できると教師育成の分野では,データに基づいて教育方法について議論することができる.定量化したデータを蓄積することで,教育ビッグデータとして授業分析等の分野でも活用の可能性がある.

Report

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

    (22 results)

All 2023 2022 2021 2020 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 4 results) Presentation (13 results) Book (2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Intelligent Edutab Box: Supporting Real-Time Face-to-Face Collaborative Learning2021

    • Author(s)
      Y. Omae, K. Mizukoshi, T. Furuya, T. Oshima, N. Sakakibara, Y. Mizuochi , K. Yatsushiro, M. Matsushita, H. Takahashi
    • Journal Title

      Journal of Advanced Computational Intelligence and Intelligent Informatics

      Volume: 25 Issue: 2 Pages: 258-269

    • DOI

      10.20965/jaciii.2021.p0258

    • NAID

      130008000976

    • ISSN
      1343-0130, 1883-8014
    • Year and Date
      2021-03-20
    • Related Report
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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] How Teachers Can Use Analysis by AI: A Case Study of Active Learning Using intelligent edutab2021

    • Author(s)
      大島 崇行、古屋 達朗、大前 佑斗、榊原 範久、水越 一貴、髙橋 弘毅、水落 芳明、八代 一浩
    • Journal Title

      Journal of Science Education in Japan

      Volume: 45 Issue: 2 Pages: 171-183

    • DOI

      10.14935/jssej.45.171

    • NAID

      130008065629

    • ISSN
      0386-4553, 2188-5338
    • Related Report
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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A System to Analyze and Support Learners’ Spontaneous Interactions2021

    • Author(s)
      Masaya Matsushita, Yuto Omae, Tatsuro Furuya, Kazuhiro Yatsushiro, Kazutaka Mizukoshi, Takayuki Oshima, Norihisa Sakakibara, Yoshiaki Mizuochi, Hirotaka Takahashi
    • Journal Title

      ICIC Express Letters, Part B: Applications

      Volume: 12 Issue: 06 Pages: 549

    • DOI

      10.24507/icicelb.12.06.549

    • NAID

      40022610838

    • ISSN
      2185-2766
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    • Author(s)
      大前 佑斗、古屋 達朗、水越 一貴、大島 崇行、榊原 範久、水落 芳明、八代 一浩、高橋 弘毅
    • Journal Title

      電子情報通信学会論文誌D 情報・システム

      Volume: J103-D Issue: 12 Pages: 906-918

    • DOI

      10.14923/transinfj.2020JDP7012

    • ISSN
      1880-4535, 1881-0225
    • Year and Date
      2020-12-01
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  • [Journal Article] 初等教育機関における人工知能の教育実践とキャリア形成・動機付け・ルーブリックの関連分析2020

    • Author(s)
      大前 佑斗、古屋 達朗、松下 将也、水越 一貴、八代 一浩、高橋 弘毅
    • Journal Title

      日本教育工学会論文誌

      Volume: 44 Pages: 213-223

    • NAID

      130007926377

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      Hirotaka Takahashi
    • Journal Title

      Impact

      Volume: 2020 Issue: 8 Pages: 40-42

    • DOI

      10.21820/23987073.2020.8.40

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  • [Book] データサイエンスリテラシー2022

    • Author(s)
      髙橋弘毅、市坪 誠、河合孝純、山口敦子
    • Total Pages
      240
    • Publisher
      実教出版
    • ISBN
      9784407352573
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    • Author(s)
      水落芳明、 齋藤博(編)
    • Total Pages
      176
    • Publisher
      学事出版
    • ISBN
      9784761926403
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  • [Remarks] education tablet

    • URL

      https://edutab.jp

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Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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