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2019 Fiscal Year Annual Research Report

Renovating Assessment for the Future: Design-Based Implementation Research for a Learning-in-Class Monitoring System Based on the Learning Sciences

Research Project

Project/Area Number 17H06107
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

白水 始  東京大学, 高大接続研究開発センター, 教授 (60333168)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 益川 弘如  聖心女子大学, 文学部, 教授 (50367661)
齊藤 萌木  東京大学, 高大接続研究開発センター, 特任助教 (60584323)
飯窪 真也  東京大学, 高大接続研究開発センター, 特任助教 (40609971)
辻 真吾  東京大学, 先端科学技術研究センター, 特任助教 (80431823)
市川 治  滋賀大学, データサイエンス学部, 教授 (00821612)
北澤 武  東京学芸大学, 教職大学院, 准教授 (80453033)
Project Period (FY) 2017-05-31 – 2022-03-31
Keywords学習評価 / 学習科学 / 協調学習 / 音声認識 / 知識構成型ジグソー法
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、目標創出型の協調学習(対話を通して答えがわかっていない問題の存在やその解決が次の問いを生むことに気づく学び)を基盤に(1)各種評価支援システムの開発、(2)小中高での実践、(3)認知実験による一回性テストの検証、(4)小中高大連携プログラム提案を行って評価観刷新の基盤を形成する。研究は課題に応じた4班と総括班の計5班体制で推進する。
システム開発班では、授業の音声データを収集・自動認識できるセンサー部分と教員がキーワードのカラリングなど多様な視点でデータ分析できるUI部分を備えた授業モニタリングシステム「学瞰(学びの俯瞰)システム」を開発し、15授業991名の児童生徒に活用した。また、2千近くの実践データを教案や教材、実践者の振り返り、ML上の協議内容と紐づける形で集積・可視化する学習履歴評価システム「学譜(学びの譜面)システム」を開発した。
実践班では、教員が児童生徒の認知プロセスを想定し、想定(仮説)を授業での発話に即して検証・精緻化する支援をすべく、「仮説検証型授業研究」を開発し、小中高等学校で年間70例程度計4千名の教員対象に展開した。教員経験年数や専門性に関わらず、想定を作ることで児童生徒の言動をより事実に即した形で観察できることを確認した上で、システム活用が一層の支援となることを見出した。
テスト検証班では、センター試験問題の選択肢を記述に変えて選択肢のままの条件と比較する実験や選択肢型のCBT実験を行い、同じ題材を扱ったテストでも問題内容・設問構成・設問形式の組み合わせ方により、思考過程の引き起こされ方が変わり、学力の発揮され方も変わることを明らかにした。
小中高大連携班では、小中高生が大学の先端知に触れるための一日型のワークショップを計4回行い、目標創出型の学びを喚起し、学瞰システムで評価可能であることを確かめた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

システム開発班により教員の実用できるシステムが開発されたこと、実践班により授業研究支援手法が開発・実践されシステムが試用されたこと、テスト検証班により大学入試センター試験を軸とした認知実験が展開され社会の関心を呼んだことは、十分な成果と認められる。その反面、当初2年間で終わらせる予定だったシステム完成が3年目にずれ込んだ影響により、システムを利用した長期学習データの取得や小中高大連携企画の実践などに遅れがみられるため、上記評価とした。
現在の社会における評価と教育とは,①テスト得点が学力を表すことが無批判に前提とされ,②その点数向上を目標として③その目標を「一人で達成できる児童生徒」の育成のために指導や支援システムが位置づけられている。これはテストを起点とする後ろ向きな学習のサイクルである。これに対して本研究では,①前向きな学びのビジョンと理論をもとに②その学びが授業で実現できることを示し③その実現度合いの検証と児童生徒の学力の可視化として評価を位置づけることを目指す。そこでは,児童生徒の学びを支える教員や研究者,テスト・システム開発者など各関係者の対話が当然の前提とされ,学習と評価の距離を最大限縮めた実践の蓄積の上で,子どもの中長期的変容を捉えることになる。
この「評価の刷新」の実現のために,上記の成果、すなわち、テスト検証班の点数が何を表しているのかの研究、前向きな学びの授業における実現を捉えるシステム開発とその実践への活用は一定の貢献を果たした。残るはそうした授業において学んだ児童生徒の成長の解明とそれを捉える小中高大連携企画の実現である。

Strategy for Future Research Activity

本年度は社会的に評価の刷新が起きる機序を見定め,研究目的を実現する。ただし、COVID-19感染症による大幅な実践の制限が考えられるため、従来の5班体制を「実践班・システム開発班」「テスト検証班・小中高大連携班」に再編し,成果を総括班で統合する形で研究を効率的に推進する。
実践班は(1)「学瞰システムを活用した仮説検証型授業研究」という評価実践を繰り返すことで教員集団の学習評価能力が向上するかの検証,(2)中長期スパンでの児童生徒の変容を評価するための教員支援方略の開発を行う。そのために協力者の自治体下の小中高等学校において,同一クラスの児童生徒の対話記録を学期に数度取得し,一授業単位の評価実践を継続的に実施すると共に,1年を通じて得た学習データを数年分と比較するなどのワークショップ型評価会を実施する。また令和元年度末から開始した卒業生への追跡調査の項目を転用して,自分たちの対話データを見直させるセルフリフレクションインタビューも行う。一部をオンラインで行う計画を立てる。システム開発班は,学瞰システムにVAD機能を付与し認識精度を向上させ、複数授業のデータを管理しやすい形で蓄積する機能,発話中の疑問を特定し疑問符を自動付与する機能を追加することで,一授業を超えた変容を捉えやすくする。学譜システムには教材を学習指導要領と結びつける「単元マップ」を追加し,学瞰システムと連動させることで,教材のねらいと児童生徒の学びの対比や学習過程の追跡を可能にする。
テスト検証実験に用いた国語問題を改変した小中高大連携班のジグソー授業では従来なかった良質かつ多様な思考過程が発揮された。この実践データを実験データと比較検証し,テストをジグソー授業へ,逆にジグソー授業をテストへと改変する作業を行い,その実践に実践班で対象とした児童生徒を参加させることで相関関係を調べる。

Remarks

・読売新聞2019/11/08掲載「議論の活発さAIで把握」教育ルネサンス
・読売新聞2019/12/07掲載「文学 理解力を育む」国語力が危ない

  • Research Products

    (34 results)

All 2020 2019 Other

All Journal Article (9 results) (of which Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 6 results) Presentation (15 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 6 results) Book (7 results) Remarks (2 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] 多肢選択式と記述式の設問形式の違いによる解決プロセスの差異―大学入試センター試験の国語既出問題を用いた協調問題解決実験―2020

    • Author(s)
      益川弘如・白水 始
    • Journal Title

      大学入試研究ジャーナル

      Volume: 30 Pages: 44-51

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] CBTによる多肢選択式問題の解決プロセスの解明―大学入試センター試験問題の国語既出問題を活用して―2020

    • Author(s)
      北澤 武・白水 始
    • Journal Title

      大学入試研究ジャーナル

      Volume: No.30 Pages: 52-58

    • DOI

      -

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 協調学習の授業づくり支援のための「学譜システム」開発2019

    • Author(s)
      白水 始・伴 峰生・辻 真吾・飯窪真也・齊藤萌木
    • Journal Title

      情報処理学会論文誌

      Volume: 60(5) Pages: 1201-1211

    • DOI

      -

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 東京大学入学試験の国語記述式問題が引き出す思考過程―思考発話法を用いた大学入試センター試験の国語多肢選択式問題との比較実験―2019

    • Author(s)
      益川弘如・白水 始
    • Journal Title

      大学入試研究ジャーナル

      Volume: No.29 Pages: 162-168

    • DOI

      -

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 思考発話法を用いた穴埋め式問題の解決プロセスの解明―大学入試センター試験問題の数学既出問題を活用して―2019

    • Author(s)
      河崎美保・白水 始・益川弘如
    • Journal Title

      日本テスト学会誌

      Volume: 15(1) Pages: 149-167

    • DOI

      -

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] ことばを学ぶということ―学習科学の立場から―(第29回第二言語習得研究会(全国大会)シンポジウム報告 「学習科学:学びのデザイン」)2019

    • Author(s)
      白水 始
    • Journal Title

      第二言語としての日本語の習得研究

      Volume: 22 Pages: 118-124

    • DOI

      -

  • [Journal Article] AIとBig DataにおけるDrug Discovery(創薬)への可能性2019

    • Author(s)
      長谷武志・谷内江綾子・辻 真吾
    • Journal Title

      ICUとCCU

      Volume: 43(4) Pages: 191-198

    • DOI

      -

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 読解問題におけるCBTを活用した思考過程の解析2019

    • Author(s)
      北澤 武
    • Journal Title

      教育テスト研究センター年報

      Volume: 4 Pages: 79

    • DOI

      -

    • Open Access
  • [Journal Article] Liver Resection Versus Embolization for Recurrent Hepatocellular Carcinoma.2019

    • Author(s)
      Midorikawa, Y., Takayama, T., Moriguchi, M., Yagi, R., Yamagishi, S., Nakayama, H., Aramaki, O., Yamazaki, S., Tsuji, S., Higaki, T.
    • Journal Title

      World J Surg

      Volume: 2020 Jan;44(1) Pages: 232-240

    • DOI

      10.1007/s00268-019-05225-2.

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 思考力評価のための作問に向けて2020

    • Author(s)
      白水 始
    • Organizer
      大学入試センター2019年度第3回調査室研究会
    • Invited
  • [Presentation] パネル・ディスカッション 「教室に高度情報技術をもちこむ前に~協調学習の原理と高度情報技術の効果」2020

    • Author(s)
      Roschelle, J.・齊藤萌木・白水 始
    • Organizer
      国立教育政策研究所「教育革新」プロジェクト フェイズ1 シンポジウム~高度情報技術を活用した全ての子供の学びの質の向上に向けて~
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 学習科学から探るCBTの可能性2020

    • Author(s)
      益川弘如・白水 始
    • Organizer
      CBTの活用に関する有識者会議(第7回)
    • Invited
  • [Presentation] パネル・ディスカッション 「ガイドライン策定に向けて」2020

    • Author(s)
      田村恭久・益川弘如・神野元基・Ross, K.・白水 始
    • Organizer
      国立教育政策研究所「教育革新」プロジェクト フェイズ1 シンポジウム~高度情報技術を活用した全ての子供の学びの質の向上に向けて~
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 学生1人ひとりの成長を促す学習理論~中京大学での取り組みを踏まえて~2019

    • Author(s)
      白水 始
    • Organizer
      大正大学 第5回高大接続システム改革フォーラム
    • Invited
  • [Presentation] PANEL: The Road to an AI-Powered Education through Innovative Policies.2019

    • Author(s)
      Shirouzu H.
    • Organizer
      Education Policy Summit Asia 2019
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 大学入試改革を踏まえた主体的・対話的で深い学びを実現する授業と評価のすがた2019

    • Author(s)
      益川弘如
    • Organizer
      全国私学教育研究集会
  • [Presentation] Dialogue to Text for Assessment of Collaborative Learning2019

    • Author(s)
      Shirouzu, H., Nakayama, T., Saito, M., Iikubo, S. & Nagano, T.
    • Organizer
      the annual meeting of the American Educational Research Association
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Exploration of Scaffolding in Teachers’ Dialogue Analysis2019

    • Author(s)
      Saito, M., Iikubo, S., & Shirouzu, H.
    • Organizer
      13th International Conference on Computer Supported Collaborative Learning (CSCL) 2019
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 授業グループワークの音声認識精度改善のためのマルチチャネルVAD2019

    • Author(s)
      中野魁人・中山隆弘・白水 始・市川 治
    • Organizer
      情報処理学会 全国大会
  • [Presentation] 多肢選択式問題と記述式問題の解決プロセスの比較―大学入試センター試験問題の国語既出問題を活用した協調問題解決実験―2019

    • Author(s)
      益川弘如・白水 始
    • Organizer
      令和元年度 全国大学入学者選抜研究連絡協議会大会(第14回) 研究発表予稿集??
  • [Presentation] CBTを用いた多肢選択式問題の解決プロセスの解明―大学入試センター試験問題の国語既出問題を活用して―2019

    • Author(s)
      北澤 武・白水 始
    • Organizer
      令和元年度 全国大学入学者選抜研究連絡協議会大会(第14回)
  • [Presentation] 新しい学びの認知科学としての「実践学」構築に向けて2019

    • Author(s)
      白水 始
    • Organizer
      日本認知科学会第36回大会
  • [Presentation] 本当に協調的なインタラクションは学びを支援するのか?2019

    • Author(s)
      林 勇吾・山本博樹・藤本 学・白水 始・深谷達史・市川伸一
    • Organizer
      日本心理学会第83回大会
  • [Presentation] 『問う力』を育成する実践」を問う2019

    • Author(s)
      白水 始
    • Organizer
      日本教育心理学会第61回総会
  • [Book] 対話力2020

    • Author(s)
      白水 始
    • Total Pages
      296
    • Publisher
      東京:東洋館出版社
    • ISBN
      4491036721
  • [Book] 「第1章 質問研究の意義」,小山義徳・道田泰司編著『「質問」の理論と実践』2020

    • Author(s)
      白水 始・小山義徳
    • Total Pages
      (印刷中)
    • Publisher
      東京:ひつじ書房
    • ISBN
      -
  • [Book] 「第6章 学習で生まれる問い、学習を進める問い―協調問題解決をとおした問いの創発―」,小山義徳・道田泰司編著『「質問」の理論と実践』2020

    • Author(s)
      齊藤萌木
    • Total Pages
      (印刷中)
    • Publisher
      東京:ひつじ書房
    • ISBN
      -
  • [Book] 自治体との連携による協調学習の授業づくりプロジェクト(令和元年度報告書)協調が生む学びの多様性第10集-新しい10年に向けて-2020

    • Author(s)
      東京大学CoREFユニット
    • Total Pages
      268
    • Publisher
      東京:東京大学CoREF
    • ISBN
      -
  • [Book] 知識構成型ジグソー法による国語授業2019

    • Author(s)
      飯窪真也・齊藤萌木・白水 始
    • Total Pages
      168
    • Publisher
      東京:明治図書
    • ISBN
      4182730259
  • [Book] 「デザイン研究による学校の持続的な改善-子どもたちの学習過程の発話データや学習成果の記録を活用して」,秋田喜代美,藤江康彦(編著)『これからの質的研究法~15の事例にみる学校教育実践研究』2019

    • Author(s)
      益川弘如
    • Total Pages
      294
    • Publisher
      東京:東京図書
    • ISBN
      4489023073
  • [Book] 「Pythonで学ぶアルゴリズムとデータ構造 (データサイエンス入門シリーズ)」2019

    • Author(s)
      辻 真吾・下平英寿(編)
    • Total Pages
      327
    • Publisher
      東京:講談社
    • ISBN
      -
  • [Remarks] ・東京大学CoREF

    • URL

      https://coref.u-tokyo.ac.jp

  • [Remarks] ・How AI is helping to transform education in Japan

    • URL

      https://www.ibm.com/blogs/client-voices/how-ai-is-helping-transform-education-in-japan/

  • [Patent(Industrial Property Rights)] マルチチャンネル発話区間推定装置2020

    • Inventor(s)
      市川 治
    • Industrial Property Rights Holder
      市川 治
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2020-004771

URL: 

Published: 2021-01-27  

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