高等学校化学を対象とするITS/Microworld統合型知的教育システムの構築

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15020230
• Research Institution: Shizuoka University
• Principal Investigator: 伊東 幸宏 静岡大学, 情報学部, 教授 (20193526)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小西 達祐 静岡大学, 情報学部, 助教授 (30234800)
• Keywords: 知的教育システム / IRS / Microworld統合型システム / 教材知識ベース / 振り返り学習支援 / 問題解決エンジン / 高校化学 / 理数科系教育支援

Research Abstract

1.現実的カリキュラムの一定期間以上に適用可能な教材知織ベースの開発
H14年度の研究に引き続いて、高校化学の1学期間以上に相当するカリキュラムに対応可能な規模の教材知識ベースの構築を進めた。有機化学を除く化学IBの全学習項目を対象に高校化学教科書並びに2冊の問題集を調査し、教科書のセクションごとに解説・実験・演習問題をピックアップした。さらに我々のシステムで効果的な学習支援を行えるような実験・演習問題を新たに作成し、追加した。
抽出した演習問題を詳細に検討した結果、問題解決エンジンに、改良を加える必要があることが分かった。また現行システムはLispを用いて実装されており、現場での試用にやや難がある。そこでTcl/TK言語を用いて問題解決エンジンの再設計し再実装を行っている。これに伴って、当初の計画のうち、ユーザインタフェースの開発とアニメーション用画像DBの構築を次年度以降に繰り下げることとした。再設計におけるポイントは、問題作成にあたって複数の問題解決エンジンの自由な組み合わせを指定することを可能にする点にある。これによって、教材作成者は多様な問題を比較的自由に作成することが可能となる。
2.振り返り学習支援機能についての検討とモジュールの開発
長期間の学習システムの利用に不可欠であると考えられる振り返り学習への支援機能について検討した。システムが提示した情報へのマーキング、重要事項の個人ノートへの自動取り込み、個人ノートからの記録時の学習環境状況の呼び出しを可能とするプロトタイプシステムを構築した。
3.まとめ
問題解決エンジンの再設計・再実装のため、システムの評価を含め、当初計画していたが実施に至らなかった項目が残ってしまった。しかしながら、再設計により今後の教材DBの拡充やユーザインタフェースの改良も効率よく進められるようになると考えている。

Research Products

• [Publications] S.Yukimoto, K.Hayashi, T.Konishi, Y.Itoh: "The Method to Construct an Intelligent Educational System with the Faculties of Assisting Reflection -for the Domain of High School Chemistry"Proc.of International Conference on Computers in Education (ICCE 2003). 1252-1254 (2003)
• [Publications] 伊東幸宏, 小西達裕: "高等学校化学を題材とする知的教育システムの開発"科学教育学会年会論文集27. 97-100 (2003)
• [Publications] 行本諭, 林勝義, 小西達裕, 伊東幸宏: "学習の振り返りをサポートする支援方法の提案と実装〜高校化学を対象とした知的教育システムを題材として〜"教育システム情報学会第28回全国木会講演論文集. 273-274 (2003)
• [Publications] 行本諭, 小西達裕, 伊東幸宏: "知的教育システムにおける学習振り返りの支援について〜高校化学を題材として〜"情報学ワークショップ2003 (WiNF2003) 論文集. 5-8 (2003)