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
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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, 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 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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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．開発したデバイスは焦電センサを用いて脚部の動作を計測するため，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る．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んでいる．
これまでに，脚部の動作を計測するデバイスを教室の複数の座席に設置して，同時に学習者の状態の推定を行ってきた．また，学習者ごとの個人差が大きいことと，学習者の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．このため，学習者の個人差を明らかにするために，パーソナリティテストを実施した上でタスクに取り組む実験を実施した．60名の大学生・大学院生を対象として，内面的な状態に関する主観評価アンケートの結果を同時に収集し，脚部の動作との関係性について分析を行った．
この結果について，タスクに取り組む前半と後半の脚部動作量を比較したところ，多くの学生が後半に増加していること，前半と後半の脚部動作に強い相関がある(r = 0.89)ことが明らかになった．学習序盤の疲労していない状態の脚部動作を測定することで，学習後半の疲労状態の脚部動作を予め推定できることが示唆された．
その他に，脚部動作計測に基づく学習支援手法の検討と，安静休息と軽度運動による休息が脚部動作計測に及ぼす影響の違い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
これまでに，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，脚部動作デバイスを必要な量作成することに時間を要した．また，研究代表者が統括する授業は，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型による実施が困難になった．このため，研究分担者の授業での実施のために調整を要した．
これまでに一定のデータを継続して取得しており，研究の根幹的な部分への支障はないが，HyFlex型授業において学習者全体の状況を可視化した結果の分析と考察，および学会発表の時期を繰り下げる必要が生じた．
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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の体制を整えている．残りの期間において，学習者全体の状況を可視化した結果の分析と考察，および国内外での学会発表を進める．
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Report
(3 results)
Research Products
(28 results)
