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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

Research Project

Project/Area Number 21K18496
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 9:Education and related fields
Research InstitutionThe University of Electro-Communications

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)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 尾澤 重知  早稲田大学, 人間科学学術院, 教授 (50386661)
Project Period (FY) 2021-07-09 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
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)
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
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.

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.

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.

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.

Report

(3 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (28 results)

All 2024 2023 2022 2021 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 3 results) Presentation (23 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Development and Practice of a System to Visualize Learning Support Status of Teaching Assistant2022

    • Author(s)
      今村 瑠一郎、照井 佑季、上野 真、江木 啓訓
    • Journal Title

      Japan Journal of Educational Technology

      Volume: 46 Issue: 1 Pages: 203-215

    • DOI

      10.15077/jjet.45077

    • ISSN
      1349-8290, 2189-6453
    • Year and Date
      2022-02-20
    • Related Report
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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] プログラミング演習における学習支援方略に基づくTA支援システムの開発と実践2022

    • Author(s)
      江木啓訓,横山裕紀,今村瑠一郎
    • Journal Title

      情報処理学会論文誌 教育とコンピュータ(TCE)

      Volume: 8(2) Pages: 1-11

    • Related Report
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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A Fundamental Study Based on Seating Location in Computer Laboratories for Individual Support of Students2021

    • Author(s)
      照井 佑季、山田 政寛、合田 美子、江木 啓訓
    • Journal Title

      Japan Journal of Educational Technology

      Volume: 45 Issue: Suppl. Pages: 185-188

    • DOI

      10.15077/jjet.S45084

    • NAID

      130008151187

    • ISSN
      1349-8290, 2189-6453
    • Year and Date
      2021-12-20
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Development and Practice of a TA Action Recording System for Programming Exercises2021

    • Author(s)
      江木 啓訓、横山 裕紀、今村 瑠一郎、則常 一輝
    • Journal Title

      Japan Journal of Educational Technology

      Volume: 45 Issue: 1 Pages: 135-145

    • DOI

      10.15077/jjet.44142

    • NAID

      130008054080

    • ISSN
      1349-8290, 2189-6453
    • Year and Date
      2021-06-10
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  • [Presentation] 学習者の疲労推定に向けた脚部動作の推移の分析2024

    • Author(s)
      濱田龍哉, 小平将希, 上田達也, 江木啓訓
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      日本教育工学会2024年春季全国大会講演論文集
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    • Author(s)
      濱田龍哉, 上田達也, 小平将希, 江木啓訓
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      APSCE the 31st International Conference on Computers in Education (ICCE2023)
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      上田達也, 濱田龍哉, 江木啓訓
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      日本教育工学会2023年秋季全国大会講演論文集
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      濱田龍哉, 小平将希, 江木啓訓
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      日本教育工学会2023年秋季全国大会講演論文集
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      小平将希, 濱田龍哉, 江木啓訓
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      日本教育工学会2023年秋季全国大会講演論文集
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    • Author(s)
      上田達也, 濱田龍哉, 江木啓訓
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      マルチメディア、分散、協調とモバイル(DICOMO2023)シンポジウム論文集
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  • [Presentation] 積極的休息を用いたe-Learning学習支援手法の提案2023

    • Author(s)
      小平将希, 濱田龍哉, 江木啓訓
    • Organizer
      マルチメディア、分散、協調とモバイル(DICOMO2023)シンポジウム論文集
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      2023 Research-status Report
  • [Presentation] プロジェクト型学習のグループ活動におけるTAの支援活動2023

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      正司豪,野崎幹人,尾澤重知
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      日本教育工学会2023年春季全国大会
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  • [Presentation] Addressing promotion system based on student data to supportesk-to-Desk Instruction by Teaching Assistants2023

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      Shin Ueno, Takahiro Yoshino and Hironori Egi
    • Organizer
      the 13th International Conference on Learning Analytics and Knowledge (LAK23)
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      2022 Research-status Report
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    • Author(s)
      上野真,吉野貴浩,江木啓訓
    • Organizer
      インタラクション2023
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    • Author(s)
      鍋谷航平, 舟橋涼, 江木啓訓
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  • [Presentation] 議論における発話の均等化を促す議論支援エージェントシステム2023

    • Author(s)
      居原田梨佐, 西村龍之介, 菅本祐也, 石井裕, 望月俊男, 江木啓訓
    • Organizer
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  • [Presentation] Estimating Activity Conditions of Students in Class by Measuring Leg Movement2022

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      Tatsuya Hamada, Yuuki Terui and Hironori Egi
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      APSCE the 30th International Conference on Computers in Education (ICCE2022)
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      APSCE the 30th International Conference on Computers in Education (ICCE2022)
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      鍋谷航平,舟橋涼,江木啓訓
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      日本教育工学会2022年秋季全国大会
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      上野真,吉野貴浩,江木啓訓
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      日本教育工学会2022年秋季全国大会
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  • [Presentation] 授業における学生の脚部動作計測に基づいた活動状況の推定2022

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      Minori Makino, Go Shoji and Shigeto Ozawa
    • Organizer
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  • [Presentation] タスクおよび個人の特性が脚部動作量に及ぼす影響の分析2022

    • Author(s)
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      濱田龍哉,照井佑季,江木啓訓
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    • Organizer
      情報処理学会第115回グループウェアとネットワークサービス研究会
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  • [Remarks] 電気通信大学江木研究室

    • URL

      https://egi.inf.uec.ac.jp/

    • Related Report
      2023 Research-status Report 2022 Research-status Report 2021 Research-status Report

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Published: 2021-07-13   Modified: 2024-12-25  

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