2021 Fiscal Year Research-status Report
学習者モデルに基づくドメイン横断型教授支援システムと授業モデルの構築と検証
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20K03192
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| Research Institution | Kindai University |
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Principal Investigator |
山元 翔 近畿大学, 工学部, 講師 (90735268)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
平嶋 宗 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 教授 (10238355)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 学習支援システム / ラーニングアナリティクス / 学習工学 / ITS |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，申請者らの開発してきた算数文章題の作問学習支援システムを小学校１ー６年生で広く利用可能にするためのモデル構築である．申請者らはこれまでに算数文章題の加減・乗除・四則を対象とした知識構造の組み立て学習支援システム，およびその学習結果のモニタリングシステムを構築している．これらはOpen Learner Model（OLM）を教師向けに利用した例といえるが，実際にこの学習者モデルを教師が利用できる環境は十分には構築できていない．そこで本研究では，(1) 教授者向けの学習者モデル提示インタフェース構築，(2) システムのドメイン間の連携，(3) Instructional Designや指導案に基づく上記システム利用の授業モデル構築とそのためのシステムの支援機能の開発を，それぞれ実践利用を交えながら実施・検証する．令和３年度は，令和２年度に実施した１－６年生までの実践利用の結果を論文化した（出版中）．また，(1)に関連する学習モデルの構築については，この実践利用の結果からいくつか問題点が抽出できたため，新規モデルの構築を進めており，成果報告をしている．(2)については，コロナ禍のオンライン講義ということもあり，生体情報を用いた学習中の行き詰まり支援の可能性を検討しており，国際会議で報告，Best Overall Paper Awardを受賞している．現在は論文化を進めているところである．なお，(3)を達成するための基本的なシステムは構築を終えている．一方で，やはりコロナウイルスの再度の感染拡大により，実践利用は見送られた．このことから，令和４年度はシステムのプロトタイプを構築しつつ，指導案の構築までを目標とする予定である．
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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
コロナウイルスの感染拡大が原因で実践利用が困難であったこと，社会情勢の変化により，オンラインの利用についても検討が必要となったことが原因である．ただし，研究実績において述べた(1)のモデルは洗練されており，これは他の研究の発展にも良い影響を及ぼす．この検討のために利用したデータ取得の実践利用の結果については，論文化している．また，(2)については当初予定していないオンライン利用のフィードバックの洗練であったが，研究目的に沿ったドメインに依存しない機能として，有益なものを構築できた意義は大きい．実際に国際会議で報告し，評価もされている．加えてシステムは従来システムの構築と統合を終えており，いくつか追加実装は必要ではあるが，ほぼほぼ構築できた．あとは課題の実装等，授業利用を考慮した検討が残されている．また，カリキュラム構築については，別途算数教育を専門とする教員の協力を得られることが決まっており，(3)についても今年度実際に作業を進めていく予定である．
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| Strategy for Future Research Activity |
令和４年度は研究成果の報告とシステムの完成を中心に，(1)-(3)の総仕上げを目標として進める予定である．具体的には，現段階で(1)(2)の基本的な機能の統合は終了しているので，(2)に関連するいくつかの機能の拡張と，システムへの課題の実装を完了する予定である．(3)に関しては，(1)(2)の構築と連動して，算数教育を専門とする教員と議論しながら，指導案やカリキュラムの構築をメインに進めていく．コロナウイルスの拡大の状況によっては，現場教員の評価等に切り替えていく予定である．また，昨年度の成果については，継続して論文化を進めていく．
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| Causes of Carryover |
コロナウイルスの感染拡大の影響で、旅費がほぼ必要なかったことや、システム開発の方向性が変化したため、サーバーのレンタル費用が不要であったことが主な要因である。また、論文化についても、予定通り発行されていない。今後はシステムのためのサーバーのレンタルや、論文化を積極的に進め、また、昨年度課題として得られた、ドメイン依存しない生体情報に基づくフィードバックの検討のため、予算を利用する予定である。
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