2019 Fiscal Year Research-status Report
Development the system for comprehension degree measurement and learning support using student's self review
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17K00502
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| Research Institution | Kyushu Institute of Information Sciences |
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Principal Investigator |
大浦 洋子 九州情報大学, 経営情報学部, 教授 (70122695)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
南 俊朗 九州情報大学, 経営情報学部, 名誉教授 (80315150)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 理解度測定 / 学習振り返りコメント / テキスト分析 / 理解度指標 / 特徴語 / Jaccard係数 / 前提確率 / 学習支援システム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
大学教育における「学生の質の向上」は重要なテーマの一つであり，学習理解度と質の向上は関連性が深い．これまでに代表者らは，学習内容の記述文章いわゆる学習の振り返りコメントをテキスト解析することで抽出されたキーワードをコレスポンデンス分析にてグループ化し，それらが最終成績と深い関連性があることを示した．
本研究の目的は，期末試験などの最終段階で学生の理解度を測定するのではなく，学期中にリアルタイムで学生の理解度を分析し，学習の進捗状況を早期に把握することである．講義ごとに実施する理解度に関する記述文章を利用してテキスト解析を行い，教員が設定した学習レベルとの整合性を測り，学習者の理解度測定ができる指標を導入することである．毎回の授業ごとに課せられた学習振り返りコメントを用いて，テキスト解析を行った．
テキスト解析で得られる特徴語をJaccard係数で表し，クラス全体の特徴語とグループ毎の特徴語を測定することで，学習能力や学習態度の違いを明らかにした．最終成績順と教室の着席位置で5組にグループ化したが，それぞれのグループには似たような傾向があり，最終成績と着席位置には関連性あることが分かった．多くの学生は，学習に対する十分な能力を持合せているが、学習に対する熱意や好奇心の差異として表れている．また，両者に共通することは，成績中位のグループは講義の範囲内で解答しがちであるが，成績上位のグループこれまでに得た知識を使い範囲外の発想をしながら期待されている以上の解答をすることが分かった．どのグループにも文章の多寡は存在したが，不合格になったグループは提出が疎らであったり，提出しても極端に少ない文章量であった．
この様に，文章の質や量は選択式では得られない学生の能力を測定できることが分かった．
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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
1年目には，講義の初期から学期末までの学習過程における理解度測定の予備分析を行い，講義期間中における学生の座席位置と最終成績には統計的な有意性が認められた．
2年目には，理解度測定に有効な指標を得るために，最終成績の上位から5つのグループに分け，各グループの特徴語を表すJaccard係数Jと，全体の特徴語を表す前提確率Aによる類似性のパターンを数値で示した．
3年目には，この指標が表す具体的な傾向について示した．高位レベルの1グループは，下位グループの学生よりも広い視点から学んだことについて報告する傾向があり，質問を客観的捉え当該授業に拘らず，これまでの学習成果と関連付けながら解答する傾向があり，特徴語は幅広く多岐に亘る．中位レベルの2グループは，理解度が高いほど何を求められるかを考え、設問の範囲で解答に気を配る傾向がある．また，下位レベルのグループは，質問された内容にほとんど注意を払わない傾向がある．
また，相関係数によるグループ間の類似性パターンは，中位2グループで高い値を示した．上位グループと下位グループは質問に忠実な解答をしない傾向があるが，語彙力を含めた表現力が大きく異なるので判別は可能である．また，授業データの入力作業の自動化については，3年目にシステムが完成したが，実際の講義における利用については今年度を予定している．
Minami, T., and Ohura, Y. , An Investigation on Relations between Student’s Comprehension Level and Answer Text to Questionnaire, 9th International Conference on Educational and Information Technology, 2020 .
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでにグループ毎の学生の学習理解度をJaccard係数と前提確率によって示すことができた．グループ化の方法として，最終成績順と教室の着席位置などで機械的に振り分けたが，学習は教師からの情報，インターネットなどによる情報，クラスメートからの情報など複合的で多岐にわたる．インターネットの存在は大きいが，数十人規模のクラスにおいては，クラスメートが与える影響も大きく，自然発生的に有機的なグループ化が行われている．
この研究の直近の目標は，個々の学生の理解度を測定することであるが，学生が理解度を深める過程も重要である．近年では，アクティブラーニングが推奨されているが，学習の前後で理解度を測定できれば授業内容や方法の有効性の是非も測定できる．また，クラスの中は小規模な有機的なグループでの交流が大半であることから，個々の学生に対する理解度に何らかの影響があると仮定できる．
K.K.Perkinsらはランダムに割り当てた機械的な座席において，後方と前方の違いは学業成績に影響を与えると結論づけている．しかし，我々のこれまでの研究では後方に着席した学生は中程度の成績を収めていた．これを調べるために，クラス全員に対する2名1組の着席距離を測る座席距離関数と，解答テキストのJaccard距離（＝１－Jaccard係数）を用いて有機的小グループの理解度の測定から始める予定である．
T. Minami, Y. Ohura, An Investigation on Social Relations between University Students from Seat Position Data, Proc. of The 3rd International Conference on Information and Computer Technologies(ICICT2020),2020.
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| Causes of Carryover |
世界的に新型コロナウィルスが蔓延し，世界各国で渡航に関する制限が行われ，研究成果の発表を予定していた２件の国際会議に参加できませんでした．
1件目は，国際会議 ICICA2020（2020年2月26日～28日，豪州，ブリスベン）の開催がコロナウイルスの情勢を考慮して同年6月23日～25日に延期となりました．2件目は，国際会議 ICICT 2020 (2020年3月9日～12日, Silicon Valley,San Jose, アメリカ合衆国) が搭乗予定の航空便がキャンセルとなりアメリカへ入国することが出来ず，国際会議に参加できませんでした．
延期の国際学会については，現在のところ渡航予定ですが状況次第では中止になる可能性もあります．また，渡航不可だった国際学会は，Proceedings には掲載されており，発表扱いとなっています．残額の旅費については，2020年度中に現在の研究成果を発表する予定です．
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Research Products
(3 results)
