HyFlex型授業における学習者の脚部動作の計測に基づく学習状況推定手法の開発
| Project/Area Number |
21K18496
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 9:Education and related fields
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| Research Institution | The University of Electro-Communications |
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Principal Investigator |
江木 啓訓 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (30422504)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
尾澤 重知 早稲田大学, 人間科学学術院, 教授 (50386661)
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| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
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| Keywords | 教育学習支援システム / 脚部動作計測 / HyFlex型授業 / 学習者センシング / 疲労 / マルチモーダルラーニングアナリティクス / 脚部動作 / 学習支援システム / 可視化 / 教育工学 |
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| Outline of Research at the Start |
学習者の脚部動作を計測するデバイスを作製し，HyFlex型授業において集約したデータから学習状況を推定する手法の開発と実践を行う．ポストコロナ社会に向けて，教員は対面授業とオンライン授業を学生が自由に選択できるHyFlex型授業が実践されているが，大規模なHyFlex型授業においてそれぞれの学習者を同時に観察して状況を把握することは困難である．そこで，焦電センサを用いて脚部の動作を計測するデバイスを作製する．非装着かつ映像の取得なしに内面的な状況の推定が可能であり，教室環境と自宅環境に統合的に対応する．実際のHyFlex型授業において学習者全体の状況を可視化し，計測精度および有用性を評価する．
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，学習者の脚部動作を計測するデバイスを作製し，HyFlex型授業において集約したデータから学習状況を推定する手法の開発と実践を行う．これにより，学習者の内容理解や興味・関心，疲労といった内面的な状況を明らかにし，状況に応じた学習支援を実現することを目的とする．作製した焦電センサを用いて脚部の動作を計測するデバイスは，非装着かつ映像の取得なしに内面的な状況の推定が可能であり，教室環境と自宅環境に統合的に対応できることが特長である．実際のHyFlex型授業において学習者全体の状況を可視化し，計測精度および有用性の評価に取り組む．
これまでに開発を進めてきた脚部の動作を計測するデバイスについて，同時に複数の学習者の状態を推定するために追加して作製した．前年に引き続いて教室の複数の座席にデバイスを設置し，プログラミング授業において脚部の動作を計測した．併せて，その際の学習活動の内容と切り替わりの記録と，内面的な状態に関する主観評価アンケートをそれぞれ収集し，脚部の動作との関係性について分析を行った．その結果，講義と実習のような異なる複数の特性を持つ活動で構成されている授業においては，活動の切り替わりが推定できる可能性が明らかになった．その一方で，学習者ごとの個人差が大きいため，性格特性などの調査結果をふまえることの必要性が明らかになった．
その他に，推定した学習状況を教育補助者の机間指導において活用する方法の検討，学習者の性格特性の影響について調査する方法の検討をそれぞれ実施した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
研究代表者が統括する授業において，脚部動作デバイスを用いて教室環境と自宅環境の学習者からのデータを収集して統合することを計画していた．しかしながら，COVID-19感染拡大の沈静化に伴う所属機関の方針により，対面授業とオンライン授業を自由に選択させるHyFlex型の実施が困難になった．このため，対面授業での計測と，動画教材の視聴によるオンデマンド学習活動の計測をそれぞれ実施して，複数の環境での分析を継続している．また，半導体不足および国際情勢の不安定化によりワンボードコンピュータおよび焦電センサが継続的に供給されておらず，脚部動作デバイスの追加作成に時間を要した．
これらの理由から，一定のデータを継続して取得しており，研究の基礎的な部分への支障はないが，申請当初に想定したHyFlex型授業において学習者全体の状況を可視化する部分の実現には課題がある状況である．
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| Strategy for Future Research Activity |
HyFlex型授業におけるデータの収集に関しては，研究分担者の担当する授業での実践，および対面授業とオンデマンド授業それぞれの結果を統合するなどの方策を検討する．また，被験者の参加による模擬授業を実施する実験的環境における状況の可視化を検討する．半導体不足および国際情勢の不安定化によるデバイスの開発については，現有の機器を活用した実験を継続しつつ，可能な範囲で規模を拡大して実施できるよう準備する．
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Report
(2 results)
Research Products
(19 results)
