2021 Fiscal Year Research-status Report
Learning analytics using LMS and research on process mining to support class practice
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18K11588
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| Research Institution | Aichi University |
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Principal Investigator |
土橋 喜 愛知大学, 現代中国学部, 教授 (00301622)
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2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 学習分析 / 教育データマイニング / 学習管理システム / 時系列クロスセクション分析 / 学習ログ / リアルタイム / 同期率 / Moodle |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2021年度は新型コロナ感染症の影響により入国制限が行われたため、日本に入国できない留学生や、国内で感染した学生のために、教室から遠隔授業を行うことが度々であった。そのため学習管理システムで収集した学習履歴の中に海外からのアクセスや、教室外からのアクセスも混在することになり、実験データを収集している授業も若干の影響を受けた。これらのデータの扱いについては数が多くないため大きな障害にはならないと考える。また教室とオンラインのハイブリッドで授業を行う必要性から、在宅者のパソコン環境に合わせた教材の見直しなどを行ったが、本研究のための実験データの収集は継続して行った。
授業で収集した学習管理システムの学習ログは、時間に数分程度の余裕があるときは、開発中の前処理システムを活用して、教室で授業を行いながらその場で時系列クロスセクションによる分析結果を確認することができる。履修者には最初の授業で学習管理システムが、履修者の教材閲覧や小テスト回答時間などを記録していることを伝えた。
また教材閲覧の同期率をグラフで表示する機能を開発したことにより、履修者が教材閲覧にどの程度集中しているかがおおよそ把握できるようになりつつある。同期率が低いときは授業の進度を遅くし、履修者に教材を開くように指示を出すなどの工夫を行い、教師側で行うべき履修者への対応の改善を試みた。
しかし授業中は時間に余裕がないことも多いため、そのような場合は授業後に分析結果を確認できるようにシステムの改善を継続している。収集した学習ログの分析は定期的に実施しており、改善中の前処理システムとともに、関連する国際学会や国内の研究会で成果を報告し論文にまとめた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
学習ログを分析する前処理プログラムの開発と改善を継続して行っており、当該年度はウエブスククレイピングの技術を取り入れ、学習管理システム（Moodle）の画面を自動的に操作して学習ログをダウンロードする処理の改善を行い、実際に教室で行った授業の中でリアルタイムに学習ログを分析する実験を繰り返した。現在は前処理プログラムの起動からエクセルによる学習ログの分析結果を表示するまで、ワンクリックで完了するようになっており、授業中でも教師に大きな負担をかける必要がなくなりつつあることを確認した。
また処理時間は前年度から若干改善してはいるが、現在でも35秒から40秒程度必要になっており、改善方法を再検討して取り組んでいる。開発中のウェブスクレイピングは、当該年度の段階では筆者が担当する授業のみ対応可能な状態である。そのため多くの教員や筆者以外の授業にも使えるようにするためには、パスワード管理などのセキュリティ対策も必要になっており、継続して対応策の研究を行っている。
当該年度においても学習分析に必要なデータの収集方法や分析方法の調査を行っており、開発中のシステムや使用しているデータ分析の手法に、実用化を目標にした新たな機能の追加ができないか、論文などを参考に調査を行った。また学習管理システムにアップロードした教材の内容や、学生への提示方法も見直しが必要と考え、さらに学習ログを収集できる電子ブックの採用も視野にいれて検討を行った。
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| Strategy for Future Research Activity |
筆者らが行っている学習管理システム（LMS）の活用と学習ログの分析研究は、新型コロナ感染症（COVID-19）の世界的な流行をきっかけに、多くの教育機関で学習管理システムの活用が進んだため、世界中で研究に取り組む研究者が増加し、極めて競争の激しい分野に変貌した。最近ではインターネット上に世界中の最新の研究成果が続々と公開されており、筆者らも研究内容や計画の見直しを行い、研究サイクルを早める工夫が必要になっている。さらに学習分析を業務とする企業も現れており、ログの分析に役立つソフト開発も加速するものと思われる。
筆者らが開発中のシステムにおいては、処理の高速化や見やすい時系列クロスセクションとグラフ表示が今後の課題である。また学習ログの分析によって得られた結果をどのように活用するかがひとつの重要な課題であると考える。そのため教師の授業運営に役立つだけでなく、学習者の学習を促進するために、学習ログの分析結果の学習者への提示方法を研究する必要があると考えている。
さらに教育データ分析や学習分析は多くの分野が関係する学際的な研究分野と考えられており、法的には個人情報保護との関係も深く、これらの分野との関連性も必要に応じて研究を進める。また今後は教材においても電子ブックの利用と普及が進むものと思われ、これらの成果を筆者らの研究へ取り込むことを検討する。そしてより詳細な学習ログの収集と分析が可能な手法を研究し、教師と学習者の双方に役立つ要素技術の開発を継続する計画である。
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| Causes of Carryover |
新型コロナ感染症の国際的な流行により、参加を予定していた国際会議への出張や国内研究会などへの出張の取りやめにより旅費が未使用となったため。また国際会議参加の取りやめによりネイティブチェックの人件費・謝金が未使用になったため。
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Research Products
(2 results)
