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文系学生のためのAIプログラミング教育の最適化とオンライン教育システムの構築

Research Project

Project/Area Number 22K02811
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 09070:Educational technology-related
Research InstitutionYokohama College of Commerce

Principal Investigator

浮田 善文  横浜商科大学, 商学部, 教授 (70308203)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 斉藤 友彦  湘南工科大学, 情報学部, 教授 (50464798)
松嶋 敏泰  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (30219430)
Project Period (FY) 2022-04-01 – 2026-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2024: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Keywords科目間類似度 / シラバス情報 / 科目関連グラフ / 文系学生 / AI教育 / AIプログラミング / プログラミング教育 / オンライン教育
Outline of Research at the Start

本研究では,文系学生のための一人一人に応じたAI教育のカリキュラム最適化と,多人数での学習を効率よく実施できるオンライン教育システムの構築を行う.このためにまず,文系学生のデータ分析に関する当初の知識レベル及び,データ処理のレベルを把握する.次に,AI教育の内容を細分化し,要素ごとに多段階のレベルを設ける.さらに,各学生に対し,それまでの学習履歴をもとに,次に学習する最適なレベルの要素を割り振るアルゴリズムを導出する.最後に,オンライン教育システムをコンピュータに実装し,性能評価を行い,その特性を明らかにする.

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は,文系学生のための一人一人に応じたAI教育のカリキュラム最適化と,多人数での学習を効率よく実施できるオンライン教育システムの構築を行うことである.令和5年度は,カリキュラム最適化に必要な情報を収集するために,研究代表者が所属している文系大学で開講している全科目と,高等学校での科目(情報,数学)の全単元について,内容の関連の調査を行い,以下の研究成果を得た.
1. 公開されているシラバス情報を用いることで,大学科目と高校科目における単元間の類似度が容易に得られることを示した.また,この類似度を用いることにより,科目名だけでは気づきにくいものの類似度が高い科目を見つけられることが分かった.
2. 選択した科目に対し,関連の強い大学科目および高校科目単元を視覚的に把握するための科目関連グラフを提案した.また,科目関連グラフは,大学で開講している全ての科目間のつながりを把握することが可能であるため,これまで知られていなかった異分野間の繋がりなどについても知ることができることを示した.
3. 科目と単元間の類似度と,科目関連グラフを用いることで,授業担当者が少ない作業負担で,関連が強い大学科目および高校科目単元を把握可能であることを示した.さらに,関連の強い単元の情報を利用した,学生の授業理解度向上への取組についても考察を行った.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

令和5年度は,研究実績の概要で述べた通り,カリキュラム最適化に必要となる,大学科目と高校科目における単元間の類似度が容易に得られることを示した.また,関連の強い科目および単元を視覚的に把握するための科目関連グラフを提案することができた.これらの類似度と科目関連グラフは,今後のAI教育のカリキュラム最適化に利用可能である.ただし,令和5年度に予定していた,AI教育の内容の細分化についてはまだ作業が一部残っているため,今後も引き続き作業を進める.

Strategy for Future Research Activity

今後は,これまでに得られた研究成果を利用することで,各学生に対し,当初のレベル及び,それまでの学習履歴をもとに,次に学習する最適なレベルの要素を割り振るアルゴリズムを完成させる.そして,このアルゴリズムを,多人数での学習を効率よく実施できるオンライン教育システムとしてコンピュータに実装する準備を進める.

Report

(2 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (19 results)

All 2024 2023 2022

All Presentation (19 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Presentation] 深層学習に基づくオンライン授業における疲労検出システム2024

    • Author(s)
      劉昊, 齋藤友彦
    • Organizer
      情報処理学会第86回全国大会講演論文集
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] CUI操作によるVRプラットフォーム~視線情報を用いた移動コマンドの提案~2024

    • Author(s)
      岡松哲汰, 齋藤友彦
    • Organizer
      情報処理学会第86回全国大会講演論文集
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] A New Framework for Multilevel Analysis Aiming at Optimal Prediction Based on Bayesian Decision2024

    • Author(s)
      K. Horinouchi and T. Matsushima
    • Organizer
      Bayes on the Beach 2024
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 高校科目における単元と大学科目の類似度を用いた授業理解度向上に関する一考察2023

    • Author(s)
      浮田善文, 齋藤友彦, 松嶋敏泰
    • Organizer
      第22回情報科学技術フォーラム(FIT2023)
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Hyperparameter Learning of Bayesian Context Tree Models2023

    • Author(s)
      Y. Nakahara, S. Saito, K. Shimada and T. Matsushima
    • Organizer
      2023 IEEE International Symposium on Information Theory (ISIT)
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Private Coded Computationにおける計算時間削減のための新手法に関する一考察2023

    • Author(s)
      三木淳司, 高申喆, 風間皐希, 松嶋敏泰
    • Organizer
      電子情報通信学会情報理論研究会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] サーバグループからの応答消失耐性を有するPrivate Coded Computation 方式の一考察2023

    • Author(s)
      森下雄介, 三木淳司, 風間皐希, 松嶋敏泰
    • Organizer
      電子情報通信学会情報理論研究会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 秘密分散法を用いたPrivate Information RetrievalとRobust性への拡張2023

    • Author(s)
      三木淳司, 松嶋敏泰
    • Organizer
      第46回情報理論とその応用シンポジウム
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] スパース性を仮定した下でのベイズ決定理論に基づく最適予測を目的としたマルチレベル分析の新たな枠組み2023

    • Author(s)
      堀之内康平, 松嶋敏泰
    • Organizer
      第46回情報理論とその応用シンポジウム
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 雑音項の分散が周辺画素に依存する平面的自己回帰モデルとそのベイズ符号2023

    • Author(s)
      中原悠太, 松嶋敏泰
    • Organizer
      第46回情報理論とその応用シンポジウム
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] シラバス情報による科目間類似度を用いた授業理解度向上に関する一考察2023

    • Author(s)
      浮田善文, 齋藤友彦, 松嶋敏泰
    • Organizer
      情報処理学会第85回全国大会講演論文集
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] VR試着システム2023

    • Author(s)
      広部倖大, 齋藤友彦
    • Organizer
      情報処理学会第85回全国大会講演論文集
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] CUI操作によるVRプラットフォームの研究2023

    • Author(s)
      長谷川優, 齋藤友彦
    • Organizer
      情報処理学会第85回全国大会講演論文集
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 車載動画からの位置推定システム2023

    • Author(s)
      松原一樹, 齋藤友彦
    • Organizer
      情報処理学会第85回全国大会講演論文集
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] マルチレベルデータにおける線形回帰多段モデルを用いたベイズ決定理論による最適予測とその近似法2023

    • Author(s)
      堀之内康平, 島田航志, 松嶋敏泰
    • Organizer
      電子情報通信学会情報理論研究会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 区間ごとに回帰係数の異なる回帰モデルにおけるベイズ決定理論による効率的最適アルゴリズムの研究2022

    • Author(s)
      行谷昇, 島田航志, 松嶋敏泰
    • Organizer
      電子情報通信学会情報理論研究会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] マルチレベルデータに対する線形回帰多段係数モデルとベイズ決定理論による最適予測に関する研究2022

    • Author(s)
      堀之内康平, 一條尚希, 石渡泰祐, 松嶋敏泰
    • Organizer
      電子情報通信学会情報理論研究会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 決定木モデル上のベイズ近似最適予測のためのメタツリー集合並列構成アルゴリズムに関する研究2022

    • Author(s)
      田島慶斗, 一條尚希, 島田航志, 松嶋敏泰
    • Organizer
      電子情報通信学会情報理論研究会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 決定木モデルを仮定した分類におけるメタツリー集合のブースティング的構成によるベイズ近似最適アルゴリズムの研究2022

    • Author(s)
      馬庭良太, 一條尚希, 島田航志, 松嶋敏泰
    • Organizer
      電子情報通信学会情報理論研究会
    • Related Report
      2022 Research-status Report

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Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

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