2020 Fiscal Year Research-status Report
キットビルド方式に基づく論理的思考力育成プログラムの開発
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19K03059
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| Research Institution | Hiroshima City University |
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Principal Investigator |
川本 佳代 広島市立大学, 情報科学研究科, 助教 (10264938)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
内田 智之 広島市立大学, 情報科学研究科, 准教授 (70264934)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 論理的思考力 / キットビルド / 学習支援システム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
論理的思考力は、国際社会・情報化社会で活躍する人が備えておくべき能力の一つであり、さまざまな場でその重要性が強調されている。本研究の目的は、教師が学習者に提供する概念マップの構成要素（キット）を学習者が組み立てる作業（ビルド）として行う方式であるキットビルド方式に基づき、学習者の能力に応じた学習活動とその活動に対する評価の即時フィードバックを効果的に提供することで、系統だてて論理的思考力を高める論理的思考力育成プログラムを提案し、複数の題材を用いた論理的思考力育成システムとして実装し、評価実験により提案プログラムの有用性を示すことである。
キットビルド方式に基づき系統立てて論理的思考力を高められる論理的思考力育成プログラムを提案するため、2年目となる2020年度は、2019年度に引き続き (1) 論理的思考育成を目的とした既存システムについて精査すること、 (2) 学習者の特性・理解度の同定とその獲得手法の開発に取り組み、さらに、(3) 系統的にまとまった論理的思考力育成プログラムの開発に向けた基盤の構築を行なった。具体的には、アルゴリズムを用いたパズルや、数字を並べ替えるソートの問題等を利用したフローチャートの組み立て演習を行い、論理的構成力を中心とした論理的思考力の育成を目指す、キットビルド方式によるフローチャート組み立て課題を導入した論理的思考力育成システムを開発した。さらに、系統的にまとまった論理的思考力育成プログラムを開発する際に得られた知見を、言語聴覚士が行う失語症者のリハビリテーションプラン（難易度やリハビリ効果などが異なる課題を効果的に組み合わせてリハビリテーションプログラム）の作成に応用し、その有効性を確認した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
2年目である2020年度は、昨年度に引き続いて(a)「フローチャートを活用した学習システム」、(b)「平面図形問題を用いた論理的思考力育成支援システム」、(c)「フローチャート組み立て課題を導入した論理的思考力育成システム」および (d)「グラフを用いた問題解決プロセスを導入した論理的思考力育成システム」を改良および機能拡張し、Android端末上のアプリケーションとして同一プラットフォーム上で統一的に扱えるようにした。この開発は研究期間を通して行なっていき、より充実した論理的思考力育成のための支援システムを同一プラットフォーム上で開発する必要がある。各学習者の理解度や 特性に応じた適切な問題レベル、解答時に使う選択肢の数や種類、ヒントの数や出し方を決めるための指標についてさらに検討を加える土台を作ることができたが、新型コロナの影響により、各システムを実際に使用した評価実験を十分に行うことができなかった。今後、コロナの影響が小さくなり、評価実験等を行えるようになったら、開発したシステムのさらなる改良と拡張を加速し、できるだけ早く計画通りの研究進捗状況に持っていきたいと思っている。それまでは論理的読解力・構成力・表現力の向上に関するいろいろな題材を使用した既存の論理的思考力の育成方法についてさらに精査し、これまでに得られた学習者の特性・理解度に関する知見をもとに、機械学習を用いた論理的思考力育成プログラム作成支援システムの基盤を構築していく予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の計画に従い、キットビルド方式に基づき系統立てて論理的思考力を高められる論理的思考力育成プログラムを提案するため、2021年度以降も(1) 学習者の特性・理解度の同定とその獲得手法の開発および(2) 系統的にまとまった論理的思考力育成プログラムの開発についての研究を継続する。さらに、(3) 論理的思考力育成プログラムに基づいたシステムの開発を推進する。研究テーマ(2)は研究テーマ(1)で得られる学習者の特性・理解度から学習者の能力を推定し、複数の題材をどのように組み合わせ、かつ問題レベルや選択肢の数などを設定するとよいかを学習者ごとのプログラムとして提示する方法についてさらに検討を加える必要がある。また、研究テーマ(3)は、Android端末上のアプリケーションとして開発した論理的思考力育成システム(a), (b), (c), (d) (現在までの進捗状況参照))を用いて得られる学習者の情報から学習者の特性や理解度を推定するシステムをクラウドコンピューティング環境下で構築する必要がある。このため、COVID-19(新型コロナウィルス)の影響により購入時期を遅らせていたサーバーを購入し、研究テーマ(3)を推進していく。また、これまでに得られている研究成果は、順次国内会議・国際会議で発表し、雑誌等に投稿していく予定である。
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| Causes of Carryover |
（理由）新型コロナウィルスの世界的蔓延により、国際会議・国内会議がオンライン上での実施となったため、予定していた国内会議・国際会議参加のための旅費がほとんど執行できなかった。
(使用計画) 新型コロナウィルスの影響が収まったら順次国際会議や国内会議が開催されるようになると思われるため、2020年度までで得られている研究成果及び今後得られる研究成果を順次国際会議・国内会議等で発表するための旅費と参加費、雑誌等への投稿費に充当する予定である。また、計画に従いシステム構築のためのコンピュータ（サーバーを含む）や評価実験のためのタブレット購入に充当していく予定である。
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Research Products
(2 results)
