Identification of logical thinking ability from online handwritten data

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20H04292
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 62020:Web informatics and service informatics-related
• Research Institution: Waseda University
• Principal Investigator: YAMANA HAYATO 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (40230502)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: オンライン手書きデータ / 論理的思考力 / データマイニング / ビッグデータ解析 / 学習データ解析 / 視線情報 / ストローク情報

Outline of Final Research Achievements

This research and development project aimed to clarify the logical thinking ability of learners using mathematical geometry problems as the subject to develop a method for automatically categorizing solution strategies. The ability to think logically is one of the indispensable abilities for the development of science and technology, as well as an important element of social life, and is the foundation for realizing education customized to each individual's abilities. We achieved a 91.7% accuracy ratio for geometry problems with three different solutions by analyzing the strokes the figures in geometry problems and the sentences answered by the learners. This analysis was the first in the world and contributed to the analysis of logical thinking ability.

Free Research Field

ビッグデータ解析

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

日本学術会議及び文部科学省では、教育において論理的思考力を養うことの重要性を説いている。論理的思考力の習得度合いは、これまで、教育現場における教員の経験やよく練られた試験により、学習者の学習過程を通して行われてきた。しかし、教員が24時間365日学習者を評価することはできない。学習者の個々の能力に応じた学習サポートを実現するためには、学習者の能力を瞬時に把握し、学習サポートに結びつけることが重要である。本研究成果は、数学の幾何問題を対象として、学習者の解答戦略を明らかにすることが可能であることを示しており、さらなる基礎・応用研究を通して、個別最適化された学習サポートへと繋がる。