2021 Fiscal Year Research-status Report
Creation of an Adaptive Learning Environment based on Biological Information Analysis when Learning with Comic Books
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19K21763
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
白井 詩沙香 大阪大学, サイバーメディアセンター, 講師 (30757430)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
ORLOSKY JASON 大阪大学, サイバーメディアセンター, 招へい准教授 (10815111)
長瀧 寛之 大阪電気通信大学, メディアコミュニケーションセンター, 特任准教授 (20351877)
武村 紀子 大阪大学, データビリティフロンティア機構, 准教授 (60733110)
上田 真由美 流通科学大学, 経済学部, 教授 (30402407)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2023-03-31
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| Keywords | 漫画 / ラーニングアナリティクス / 視線解析 / 学習支援システム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，マンガ教材による学習時の生体情報から学習者の理解度を推定し，学習者一人一人に適した学びを提供することを目的に，マンガ教材読書時の主観的難易度推定モデルとその推定結果に基づき学習支援を行う個別適応型学習システムの構築と評価を行う。本研究の目的を達成するために，2021年度は主に以下の2点に取り組んだ。
(1) 主観的難易度推定モデルの構築
2020年度に構築した主観的難易度推定モデルの精度向上のために，アイトラッキング機能を搭載したHMDであるVIVE pro eyeを用いて追加のデータ収集実験を行った。さらに，マンガ教材読書時の学習行動を表現するための特徴量として，2020年度までに検討した「視線停留点と視線の交点の距離」と「視線停留点の滞留情報」の2つの特徴量に加え，新たにマンガ教材読書時の視線の移動に着目した特徴量を検討した。提案特徴量の有効性を検証するために，コマ単位，ページ単位で各特徴量を抽出し，サポートベクターマシンとランダムフォレストによる難易度推定を行った結果，先行研究で提案されてきた特徴量のみを使った場合と比べ，推定精度を改善できることを確認した。
(2) 主観的難易度推定モデルを活用した個別適応型学習システムの検討
構築した主観的難易度推定モデルを活用した個別適応型学習システムの実現に向け，個別適応型学習システムの仕様および評価のための実験デザインについて検討した。また，現在の主観的難易度推定モデルは特徴量の算出に時間がかかり，リアルタイムでの推定に課題があるため，精度を落とさずに推定を行うための実装方法についても検討を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
当初の研究計画では，2020年度中にパソコン上での学習を対象に，視線データに加え，顔表情や心拍等の複数のセンシングデータを用いた主観的難易度推定手法を確立し，2021年度には推定モデルを活用した個別適応型学習システムの構築・評価を行う予定であったが，2020年度以降，新型コロナウイルス感染症の影響によりパソコン上での学習を対象としたデータ収集実験ができずておらず，進捗が遅れている。
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| Strategy for Future Research Activity |
新型コロナウイルス感染症拡大の影響により，当初予定していたパソコン上での学習を対象とした主観的難易度推定モデルおよび個別適応型学習システムの構築が遅れている。2022年度は既にデータの収集および主観的難易度推定モデルの構築が完了しているVR環境でのマンガ教材学習を対象に個別適応型学習システムを構築し，提案システムの有効性を検証する。この他，研究成果報告も行う予定である。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルス感染症の影響により，当初計画で予定していたデータ収集実験およびシステム評価実験が延期となったことにより，次年度使用額が生じた。2022年度は延期していた実験の実施するとともに，研究成果の発表を行い，執行する予定である。
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Research Products
(1 results)
