2016 Fiscal Year Research-status Report
Classroom Response Systemの自律的な授業支援機能の研究
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15K16262
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| Research Institution | Teikyo University |
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Principal Investigator |
水谷 晃三 帝京大学, 理工学部, 講師 (30521421)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 教育工学 / 教育支援システム / Classroom Response Sys. |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究はClassroom Response Systemと呼ばれるシステムについて教育分野での活用に関する研究を行っている．Classroom Response Systemは授業中に教授者と受講者のインタラクションを改善して教育効果を高めるシステムとして知られているが，数多くの実践研究が報告されてその効果が認められているにもかかわらず，現状としてこの類のシステムが一般的に普及しているとは言い難い．その理由の一つとして，本研究課題ではシステムの運用性の問題と自律的な学習支援が実現されていない点に注目している．Classroom Response Systemは受講一人ひとりに端末を持たせ，授業内で全ての受講者と同期を取りながらリアルタイムに使用するシステムである．端末の管理の手間が大きくなりやすく，またシステムの核となるサーバにも負荷がかかりやすい．これらの問題を解決するために報告者は最新のWeb技術を導入した独自のCRS（WebCRS）を開発して研究を行ってきた．平成28年度の研究では，Classroom Response Sysytemにおいて自律的な学習支援を実現するための具体的な方策を検討した．また，そのために必要となる学習者の学習状況の情報収集手段についても再検討を行った．情報収集手段については，WebCRSに機構を実装して動作を確認した．またこの際に，これまで学習状況の情報として注目されていなかった端末の加速度や傾きなどのセンサ情報を収集できる仕組みも実装した．収集された情報を利用した自律的な学習支援機能の実現性を検討するために，機械学習の仕組みによるシミュレーションを行った．収集された学習者の学習状況を利用して効果的な学習支援機能を実現するための方針を決定することができた．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成28年度の研究活動では，Classroom Response Systemにおいて自律的な学習支援機能を実現するための具体的な方策について検討，実装した．自律的な学習支援機能では，Classroom Response System上での受講者の利用状況を学習ログして記録，蓄積し，この情報を用いて学習支援の必要性についてシステムが判断し，必要と思われる時に補助教材を自動的に提示したり，不真面目な学生に対して注意を促したりすることを想定している．報告者が研究している次世代型のClassroom Response SystemであるWebCRSにおいて，学習ログを効率的に記録，蓄積する仕組みを実装した．同時に，近年のスマートデバイスに搭載されている加速度センサやジャイロセンサなどのデータを記録，収集できる仕組みについても実装した．これらにより，自律的な学習支援機能の実現に向けたデータ収集の仕組みが必要十分な形で実現できたと考えられる．
次に，これらのデータをClassroom Response Systemとしての基本機能を損なわない形で実現できるようにするために，Agent Oriented Softwareの概念をシステムに導入することにした．現状のシステム負荷のボトルネックとしてDB負荷の高まりが懸案となっていた．自律的な学習支援機能を実装しようとするとDB負荷はさらに高まる．そこで，Agent Oriented Softwareの概念を取り入れて，システム内でAgentが振舞うことによりDB負荷を低減し，同時に自律的な学習支援機能を提供する方策を検討した．また，Agent Oriented Softwareの概念を取り入れた際に，実際に自律的な学習支援機能を実現できるようになるか否かを事前に検証するため，機械学習を取り入れたシミュレーションを行った．シミュレーションの結果自体は高い精度が得られたとは言えないが，自律的な学習支援機能の実現性を説明するには十分と言えるものであった．
以上の結果から，本研究は順調に進展していると言える．
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| Strategy for Future Research Activity |
平成29年度の研究では，平成28年度に得られた成果を国際会議等にて発表していく計画である．WebCRSへの自律的な学習支援機能の実装についても検討していきたい．しかしながら，WebCRSは既存のClassroom Response Systemの一つの問題点である運用性を解決するためにSaaS型のパブリッククラウドサービスへの対応も意識して開発してきたが，現状のパブリッククラウドサービスにはAgent Oriented Softwareとしての実装を意識してJADEなどのエージェントフレームワークを実装できるようにしたものがない．運用性を維持しながらAgent Oriented Softwareの概念をシステムに効果的に取り入れるための方策が必要であり，今後も検討していく必要がある．また，機械学習を取り入れたシミュレーションについてもH28年度で試行した方法以外にも精度向上につながる可能性がある別の方法をいくつか検討しており，実際に試行して検証していく予定である．
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| Causes of Carryover |
平成28年度は研究システムの構築のためにサーバを購入した．サーバ選定において複数のベンダを検討するとともに，サーバ仕様についてベンダとの精査を繰り返し行った結果，計画していた金額をわずかながらではあるが下回ることができた．また，本研究で使用している別のサーバやPCの老朽化が進んでおり，これらの部品を購入する予定だったが，全ての機材の部品を購入するには予算が不足している．必要箇所から順次対応するように進めており，その結果次年度使用額が生じた．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成29年度は主に学会発表，国際会議での発表を中心とした研究活動を行っていく予定である．また，本研究では平成28年度に購入したものとは別に本研究課題以前に購入した別のサーバやPCを研究に活用している．これらの老朽化が進んでおり，部品交換が必要になっている部材もあり，これらの購入に科研費を使用する計画である．
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Research Products
(4 results)
