2020 Fiscal Year Annual Research Report
Development of a self-study system that can feel the learner's emotion beyond time and space for language learning
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19H01721
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| Research Institution | Shonan Institute of Technology |
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Principal Investigator |
梅澤 克之 湘南工科大学, 工学部, 教授 (20780282)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
平澤 茂一 早稲田大学, 理工学術院, 名誉教授 (30147946)
中澤 真 会津大学短期大学部, 産業情報学科, 教授 (40288014)
中野 美知子 早稲田大学, 教育・総合科学学術院, 名誉教授 (70148229)
小林 学 早稲田大学, データ科学センター, 教授 (80308204)
石井 雄隆 千葉大学, 教育学部, 助教 (90756545)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | eラーニング / 自学自習システム / 言語学習 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，言語学習を統一的な枠組みで捉え相手を感じて助言を行う人工教師を搭載した自学自習システムを開発しその評価を行うことである．「相手を感じる」とは，学習行動の背後にある「学習者の理解度」や「学習者ごとの思考プロセスの差異」「学習時の集中度や退屈度」，学習者毎の「問題解決の困難度」等の学習者の学習状況をシステム側が把握することを指す．学習者の生体情報や学習履歴を取得したうえで，教師によるリアルタイムの対応が不可能な授業時間外でも個々の学生の学習状況に適する学習方法を提示できる自学自習システムを開発し、そのシステムを用いて実証実験および評価を行う．具体的には，(a)人工教師を搭載した自学自習システムの開発，(b)英語およびプログラミング言語を対象とした実証実験による評価，(c)英語とプログラミング言語という相異なる言語の学習履歴の統合的分析，(d)普及に向けての非装着型の計測器での代用可能性の追求、を行う．まず，(a)に関しては，既に開発済みの既存ツール，既存技術を部品として用いて，初年度と本年度において生体情報をリアルタイムで取得するシステムを開発した．また，(i) ケアレスミスを脳波情報と解答時間から判定する方法の提案，(ii) 単語の綴りや文法の誤りを検出する手法の確立，(iii)文法的には正しいが論理的な誤りを含む論理エラーの検出方法の提案，また，(iv) 上記(i)～(iii)について脳波や視線などの生体情報や学習履歴情報を組み合わせて学習に集中できていない状態，学習内容が簡単すぎる状態，学習内容が難しすぎて理解できていない状態，部分的に理解できない箇所がある状態を判別する方法の提案を行った．(b)に関して，英語およびプログラミングに関する部分的な実証実験を行った．(d)に関しては，脳波計に変わる生体情報として心拍計を用いた実験を行い脳波との相関を計測した．
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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
該当年度の交付申請書の研究実施計画に記載のとおり、おおむね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究の推進方針としては，当初の計画通り(a)人工教師を搭載した自学自習システムの開発，(b)英語およびプログラミング言語を対象とした実証実験による評価，(c)英語とプログラミング言語という相異なる言語の学習履歴の統合的分析，(d)普及に向けての非装着型の計測器での代用可能性の追求、を推進する．(a)「人工教師を搭載した自学自習システムの開発」に関しては，脳波という生体情報の一つを収集し，リアルタイムで収集した脳波データをデータベースに保管ずるシステムの開発が完了した．本年度は，当初計画の(b)「英語およびプログラミング言語を対象とした実証実験による評価」に関する更なる実証実験を行うともに，(c)「英語とプログラミング言語という相異なる言語の学習履歴の統合的分析」に関して，データサイエンスの知見を活かして英語の学習過程とプログラミング言語の学習過程の相関を分析し，双方の教育に活用することで相乗効果が見込めるか等の分析を行う．また(d)「普及に向けての非装着型の計測器での代用可能性の追求」に関して2年目までに利用した生体情報機器以外の機器を用いて実験および評価を行う．
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