2016 Fiscal Year Annual Research Report
On constructoin of distributed LMS to realize universal e-Learning environment
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25280124
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
宇佐川 毅 熊本大学, その他の研究科, 教授 (30160229)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中野 裕司 熊本大学, 学内共同利用施設等, 教授 (40198164)
緒方 公一 熊本大学, その他の研究科, 准教授 (10264277)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 学習支援システム / ｅラーニング / 学習コンテンツ同期 / ラーニングアナリティクス / 学習データマイニング / Open Textbook / 開発途上国 / Moodle |
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| Outline of Annual Research Achievements |
学習コンテンツの活用範囲の拡大を目的として、ネットワークを含め制約の強い環境での学習支援システムの開発及びその応用に関する研究を実施した。学習コンテンツ同期については、遠隔システム間の学習コンテンツ同期手法を前年度までに基本的な開発を終えており、この成果を広く応用するため教材の開発支援を進めるとともにeラーニングのアクセスデータ等の活用を推進した。
学習コンテンツの同期に際して、著作権による利用制限に対応する上で、ネットワーク上で全文が公開されている電子教科書Open Textbookの利用は極めて魅力的である。このため、昨年度に引き続き、Open Textbookの利用した学習コンテンツのためのフレームワークを構築した。このフレームワークは、eラーニングシステム上に蓄積される利用情報の基づくラーニングアナリティクスに基づく学習行動分析を想定したもので、国際誌に３編の論文として発表した。また、発展途上国を含め若年層に爆発的に普及しているスマートホンによるeラーニングシステムへのアクセスを想定し、スマートホンの利用実績を含めたｅラーニングの利用可能性について調査分析を行った。さらに、ブレンディッド形式での２年次向け必修科目における出席状況およびeラーニングシステムへのアクセス履歴を分析することで、学生の学習行動パターンの予想、特に履修の途中放棄の可能性の高い学生の検出を試みた。
多様な学習コンテンツ構築のために、アニメーションの利用は避けて通れないが、アニメーション構築には多くの人的・時間的コストが必要となる。このような問題への一つのアプローチとして、既存の３D空間内を移動する対象を自動的追尾し、アニメーションを構築するシステムを提案し、国際誌に２編の論文を発表した。
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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
今年度は次の５つの課題に取り組んだ。（１）前年度までに開発したMoodleのバージョンに依存しない形でコンテンツ同期手法の検証とその展開、（２）Open Textbookを利用した教材におけるラーニングアナリティクスに基づく学習履歴解析システムの開発、（３）モバイル学習環境の構築と途上国における利用可能性の検討、（４）出席情報と学習履歴情報にラーニングアナリティクスを適応することで学生の学習行動の予測、および（５）学習コンテンツへの利用を想定したアニメーション作成に関する支援ツールの開発に取り組んできた。
（１）については、これまでに開発した手法を応用する形で、ネットワーク環境が整備されていない環境下でクリッカーやアンケートを実施するためのクライアントシステムを Rasberry Pi上に構築し、学習者からのアクセス記録等のデータを非同期でマスターシステムにIncrementalに同期させる機能を開発した。（２）についてはOpen Textbookを利用した教材の開発とラーニングアナリティクスに基づく学習履歴解析システムのフレームワークに関して複数の国際誌に発表した。（３）については、ミャンマーにおける２つの工科大学でスマートホンやネットワークの利用状況について調査を行い、eラーニング利用の可能性についてアンケート調査を実施した。さらに、モンゴル国立大学において、基本調査を実施した。（４）については、Moodle上に蓄積された数年分の学習記録に対してデータマイニングを行い、履修の途中放棄の可能性が高い学生群の検出に加え、学習コンテンツ改修のための基礎資料の抽出を開始した。（５）については、アニメーション作成のための対象物を追尾し自動的にカメラアングルを決定するアルゴリズムを開発した。
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| Strategy for Future Research Activity |
基本的には申請時の研究計画に沿った形で研究を展開する。LMS間の学習コンテンツの遠隔同期に加え、ネットワーク環境の整備されていない教育機関におけるブレンディド形式の講義を支援するため、クリッカー・アンケート調査を可搬性のあるクライアントサーバで実装し、非同期で学習履歴・アンケート結果をマスターサーバにIncremental な形で同期する手法を開発する。
また、途上国等を含め多様なネットワーク環境に柔軟に対応できるLMSの機能強化やOpen Textbook等著作権上の制約に配慮した学習コンテンツの開発を行い、その運用を通じて、ラーニングアナリティクスに基づく学習履歴分析や修学状況の推測などについて研究を進める。
次に、途上国でのｅラーニングの普及と教育環境の充実を視野に、携帯端末の普及が急である国・地域や世代に対して、スマートホンの利用を想定したｅラーニングコンテンツの構築と、その効果についてのデータ収集・分析を進める。さらに、教育での利用に際して著作権についての制約条件が少ないOpen Textbookを積極的に利用した学習コンテンツの開発することで、国ごとの著作権に関する法的制限に大きく束縛されない学習コンテンツの開発を進める。さらに、遠隔同期システムを利用して国を超えた学習コンテンツの共有化を試みる。対象としては、これまで開発を進めた南太平洋地区のみならずインドネシア、ミャンマーやモンゴル等での展開を検討する。さらに、開発した学習コンテンツの利用状況を、ラーニングアナリティクスに基づき分析することで、コンテンツの有効性や各教育機関のおかれた環境の違いについても分析を進める。
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| Causes of Carryover |
平成２８年度当初段階では、国際学会における発表を多数計画しており、研究代表者が大学院生を帯同して参加を計画しており、相当額を旅費として支出することを想定していた。また、サーバーの更新も予定していたが、平成２６年度4月の地震により大きく計画の変更をおこなわざるを得なかった。特に、部局長として復旧活動を指揮したため、研究代表者が出張するこることができず大学院生のみの発表となった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
本研究経緯の最終年度として、これまでに実施してきた国際共同研究先の研究者を熊本に招聘し、eラーニングシステムの活用に関する研究成果を総括するともに、今後の連携についても協議するために、ワークショップの開催を計画している。
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Research Products
(17 results)
