2016 Fiscal Year Research-status Report
授業スコアボード―授業解析結果の即時可視化による受講者主体の授業改善
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16K12784
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| Research Institution | University of Yamanashi |
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Principal Investigator |
豊浦 正広 山梨大学, 総合研究部, 准教授 (80550780)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
村上 正行 京都外国語大学, マルチメディア教育研究センター, 教授 (30351258)
茅 暁陽 山梨大学, 総合研究部, 教授 (20283195)
塙 雅典 山梨大学, 総合研究部, 教授 (90273036)
西口 敏司 大阪工業大学, 情報科学部, 准教授 (80362565)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 教育工学 / アクティブラーニング / 教授支援 / 可視化 / 映像解析 / マルチメディア処理 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
我々はこれまでのアクティブラーニング型授業の解析の中から，受講者が主体的に授業改善を目指すこと(受講者主体性)と，解析結果をその場で提示すること(即時性)によって，さらなる授業改善ができる可能性を見出した．本研究課題では，アクティブラーニング型授業を対象として，授業解析結果の即時提示による受講者の主体的な授業改善を促すことを目的とする．本研究課題で提案する授業スコアボードは，映像解析結果を野球場のスコアボードのように即時可視化し，受講者の授業状況理解を可能にする．授業スコアボードの実現と有効性検証に関して，期間中に以下の3つの課題に取り組む．
1. 授業データを即時解析し，提示効果の高い要素を即時提示する
2. 過去の授業や別の授業のデータ解析結果との即時比較を実現し，1.と合わせて提示する
3. 授業データの解析結果の即時提示が受講者に与える効果を検証する
初年度は主に1.および2.についての成果を得た．授業収録映像を解析して可視化することができ，国内研究会および国際会議で発表を行った．収録環境の整備にも努めた．年度の途中に研究代表者が所属大学の大学教育センターにも籍を置くこととなり，授業映像と対応する学生成績や評価アンケート結果などのデータにもアクセスしやすい立場となった．個人情報の取り扱いには十分に注意を払いながら，受講者利益を目指した研究開発を進めたい．次年度以降，3.の課題にも取り組みたい．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
初年度である今年度は，1.授業データを即時解析・即時提示を行うために，機器の選定と実時間運用可能なアルゴリズムの選定・拡張を目指した．これまでにすでに3台のカメラ(1台は俯瞰用魚眼レンズカメラ，天井に設置)の映像と講師マイクおよび環境音マイクの音声，腕時計型センサによる心拍・歩行速度などのデータの同時収録を進めており，一部のデータ取得と解析結果が実現できている．
映像および音声データから授業状況を解析する手法についてまとめ，国内研究会および国際会議で発表を行った．発表時には教育学的観点から見た位置づけについて不十分であることを指摘されることが多く，参加する研究者などと議論を深めることで，研究の位置づけを明らかにし，また，今後の開発方向の指針を得ることができた．
データの解析に当たっては，人間に近い認識を実現できることが多い深層学習を導入して，認識精度の向上を図ることができた．この内容は次年度の国内研究会で発表予定である．
年度の途中に研究代表者が所属大学の大学教育センターにも籍を置くこととなり，授業映像と対応する学生成績や評価アンケート結果などのデータにもアクセスしやすい立場となった．本学個人情報取扱規則に従い，受講者利益を目指した研究開発を進めたい．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後2年に掛けて，以下の2つについて主に研究を進める．
2.過去の授業や別の授業のデータ解析結果との即時比較を実現し，1.と合わせて提示する
現在までに，複数授業の解析結果を一覧するような画像を作成することができている．しかし，その意味の抽出については見る人間にすべて委ねられている．別の講師・別の授業の結果と即時比較できるように，別の授業の評価値・空間分布の推移をデータベース化したい．種々の比較結果提示方法に対する受講者の反応を調査して，最適な提示方法を模索する．
3.授業データの解析結果の即時提示が受講者に与える効果を検証する
授業解析結果の即時提示によって効果があるかどうかは，本研究最大のリサーチクエスチョンである．これについて，実授業または模擬授業に授業スコアボードを導入することによって確かめる．多くの環境で利用可能となるようにノート型端末と演台カメラからでも動作するポータブル授業スコアボードシステムを開発して，大学以外の教育機関での実験実施を目指す．
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| Causes of Carryover |
映像解析のために高性能計算機サーバを手配する予定であったが，授業収録と並行してメタデータを抽出する機構を開発することによって，既存のサーバでも処理可能となり，予定していた新たにサーバは手配しないこととした．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
サーバのために確保していた予算は，当初計画より不足気味であった旅費やデータ整理補助謝金に充てたい．
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