教育を支援する知識処理システムに関する総合的研究

1989 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 63302071
• Research Institution: Science University of Tokyo
• Principal Investigator: 伊藤 紘二 東京理科大学, 基礎工学部, 教授 (20013683)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 溝口 理一郎 大阪大学, 産業科学研究所, 助教授 (20116106) ; 安西 祐一郎 慶応大学, 理工学部, 教授 (40051875) ; 岡本 敏雄 東京学芸大学, 教育学部, 助教授 (60125094) ; 渡辺 成良 群馬大学, 工学部, 助教授 (90008532) ; 大槻 説乎 九州工業大学, 情報工学部, 教授 (70037745)
• Keywords: コンピュ-タ利用教育 / 知的CAI / 問題解決支援 / 知識情報処理 / 学習者モデル / 教授方略 / ヒュ-マンインタフェイス / オブジェクト指向

Research Abstract

本年は、4回の研究打ち合せの会合をもった。また、1990年7月に開れる国際会議「教育におけるコンピュ-タ利用の新しい方法」への発表内容に関して、研究組織外の参加者と共に、討議を行った。
この間、先年度から継続した研究の結果、グル-プは、次の様な視点を得、それぞれの視点に立ったプロトタイプの作成を試み、完成度は様々であれ、可能性が確認することができた。
(1)知識の型の体系化:認知型、事象型、拘束型、方略型、に始まる知識の型の階層があり、任意の知識は、何れかの型を用いて記述される。人間を含む自然界のもの、社会や公理系での約束事によるものがある。
(2)問題解決過程のモデル:抽象化/定性化により問題の型を識別、問題の型に応じた解決方略を選択、解決方略が指定する型の知識を部分的マッチングにより検索、知識候補の具体化により適用、その結果発生する副問題の解決へ再帰する。
(3)オブジェクト指向によるシステム構築:上述の型の定義のなかに、その型の取扱い方を支援する手続きを埋め込んだオブジェクトを、互いに呼出し合うことによって、諸分野の問題解決支援システムの核となるソフトウエアを構築できる。
(4)学習者モデルの形成:システムからの最小限の問い合せにより、どの型のどの階層の知識について不足/誤りがあるかを見出すアルゴリズム。
(5)教授戦略:自由な/学習者モデルに基く、正しい/誤った知識の、追加/削除によって生じる問題解決の行き詰まりや矛盾を発見させる。
(6)インタフェイス:視覚的/記号・言語的表現に対して人間が身につけているmetaphoricalな解釈能力を利用して、抽象的な構造の理解/操作の誘導を図る。

Research Products

• [Publications] 伊藤紘二: "テキストベ-スの自由探訪を支援するシステム-手がかり表現作成支援と手がかり表現の利用について-" 情報処理学会「教育におけるコンピュ-タ利用の新しい方法」シンポジウム. 135-144 (1989)
• [Publications] Kohji Itoh: "A Computer-Assisted Knowledge Exploration Enviroment for Learning by Problem Solving" International Conference on Advanced Research on Computers in Education,IFIP & IPSJ.Tokyo. 6 (1990)
• [Publications] Shigeyoshi Watanabe: "A Knowledge-based and Script-based Guidance System" 情報処理学会「教育におけるコンピュ-タ利用の新しい方法」シンポジウム. 161-170 (1990)
• [Publications] Shigeyoshi Watanabe: "Towards a Mixed-Initiative Intelligent Tutoring System:A Knowledge-Based and Script-Based Guidance System and its Evaluation" International Conference on Advanced Reserach on Computers in Education,IFIP & IPSJ.Tokyo. 6 (1990)
• [Publications] 池田満: "学生モデル記述言語SMDLと学生モデルの帰納推論アルゴリズムSMIS" 電子情報通信学会論文誌. J72-D-II NO.1. 112-120 (1989)
• [Publications] Tsukasa Hirashima: "A Cognitive Model for ITS" International Conference on Advanced Research on Computers in Education,IFIP & IPSJ,Tokyo. 6 (1990)
• [Publications] Riichiro Mizoguychi: "A Generic Framework for ITS and its Evaluation" International Conference on Advanced Research on Computers in Education,IFIP & IPSJ,Tokyo. 6 (1990)
• [Publications] 岡本敏雄: "知的CAIにおける幾何の証明計画の認識と学習機能について" 情報処理学会論文誌. Vol.38 NO.8. 1046-1058 (1989)
• [Publications] 松田昇: "知的CAIにおける幾何学図形入力インタフェイスと解法知識ベ-スの自動生成について" 電子情報通信学会論文誌. Vol.J73-D-II NO.1. 88-99 (1990)
• [Publications] Toshio Okamoto: "The Study and Development of an Authoring System Using a Semantic Network" International Conference on Advanced Research on Computers in Education,IFIP & IPSJ,Tokyo. 6 (1990)
• [Publications] Yuichiro Annzai: "Functions of Diagrams for Solving Physics Problems" International Conference on Advanced Research on Computers in Education,IFIP & IPSJ,Tokyo. 6 (1990)
• [Publications] Setsuko OTSUKI: "Leaner Machine Communication in Intelligent Tutoring System" International Symposium On Knowledge Information and Intelligent Communication,Nagoya. 185-192 (1989)
• [Publications] Hiroki Kondo: "ITS:Recognizing the Contxt and Guiding Reduction Processes for Fraction Calculation" International Conference on Advanced Research on Computers in Education,IFIP & IPSJ,Tokyo. 6 (1990)
• [Publications] Eiichi Mori: "Thinking Tools for Improving Student's Reasoning Abilities" International Conference on Advanced Research on Computers in Education,IFIP & IPSJ,Tokyo. 6 (1990)
• [Publications] Tomio Shinagae: "Selection of Topics and Teaching Paradigm in ITS" International Conference on Advanced Research on Computers in Education,IFIP & IPSJ,Tokyo. 6 (1990)
• [Publications] 山本米雄: "知識定着を目的とした開放型CAIモデル化" 電子情報通信学会論文誌. Vol.J72-DII NO.9. 1459-1471 (1989)
• [Publications] Yoneo Yamamoto: "Knowledge Stability in ITS-English Sentence Transformation Rules-" International Conference on Advanced Research on Computers in Education,IFIP & IPSJ,Tokyo. 6 (1990)
• [Publications] Hidenori Kaga: "The Advising System for BASIC Exercise" International Conference on Advanced Research on Computers in Education,IFIP & IPSJ,Tokyo. 6 (1990)