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Theoretical Approach to Learning Dynamics based on Complex Sciences and Computational Social Sciences

Research Project

Project/Area Number 18H01052
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 09070:Educational technology-related
Research InstitutionHiroshima University

Principal Investigator

安武 公一  広島大学, 人間社会科学研究科(社), 准教授 (80263664)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 井上 仁  群馬大学, 数理データ科学教育研究センター, 准教授 (70232551)
中村 泰之  名古屋大学, 情報学研究科, 准教授 (70273208)
多川 孝央  九州大学, 情報基盤研究開発センター, 准教授 (70304764)
山川 修  福井県立大学, 学術教養センター, 教授 (90230325)
隅谷 孝洋  広島大学, 情報メディア教育研究センター, 教授 (90231381)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2022-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥11,310,000 (Direct Cost: ¥8,700,000、Indirect Cost: ¥2,610,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2018: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Keywords学習科学 / 計算社会科学 / ラーニング・アナリティクス / 複雑系 / シミュレーション分析 / 協調学習 / ラーニングアナリティクス / 複雑ネットワーク科学
Outline of Annual Research Achievements

研究初年度での若干の方向性の修正を行なった後2019年度の研究では当初,以下の研究を進める予定であった.1) 2018年度に新しく使用するかどうかの検討対象となったセンサデータ等を実際に使って,学習共同体の実証データの収集を実施する.2) 収集したセンサデータを「集計的」かつ「時系列的」に分析することを試みる.3) Multiplex/Temporal Networksの枠組みを使って理論モデル化の可能性を探る.4) 以上のデータ分析と平行して,時間的に可能であれば2019年度内に学習共同体の学習ダイナミクスを記述する理論モデルの研究に入る.具体的にはMultiplex/Networks上の情報ダイナミクス現象として協調学習をモデル化することを目指す.5) 研究の成果は国内外の研究会,カンファレンスで発表する予定であった.その候補としては,International Conference on Web and Social Media, Learning@ Scale, International Conference on Computational Social Siences, AIED, NetSci, Complex Networksなどを考えていた.
しかしながら,2019年度後半に発生したSARS-Cov-2による世界的なパンデミックにより,研究の進展は大きく阻害され,結果的に2019年度の研究は2020年度へと繰越さなければならない事態となった.本研究において特に痛手となったのは,センサデータを使って協調的学習の実証分析を実行すること,そしてこの実証分析の結果に対応して理論モデルを構築することである.
ただし,2019年度には研究開始当初では開発されていなかった新たなセンサデバイスを使った研究を実施することができた.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

上の「研究実績の概要」でも述べたように,COVID-19の影響により,本来は2019年度に終了させる予定であった研究を2020年度に繰越申請しなければならなくなったこと,当初予定していた国際会議が(特に2019年度後半から2020年度前半にかけて)ことごとく中止となったこと.これが当初の計画に比して本研究が「遅れている」と判断した理由である.研究を繰り越した2020年度でも,残念ながら事態が収束することはなく,満足にいくデータ収集を実施することはできなかった.
しかしながら一方で,当初予定していたセンサデータよりもさらに進歩したデバイスを使用することを検討するだけの時間的余裕が生まれたことは幸いであった(「今後の研究の推進方法」参照).

Strategy for Future Research Activity

COVID-19の影響による2019年度の研究の遅延は2020年度にまでずれ込んでおり当初の計画よりも本研究は大きくプランの変更を余儀なくされている.2019年度の当初研究計画と重複したプランもあるが,以下の研究を2020年度に実施する予定である.
1) (COVID-19の影響が実証データ収集に影響を与えないほど低下するという仮定のもとで)協調的学習活動に関するセンサデータを収集する.2) Machine Learningのアプローチを使って協調的学習の「時系列解析」を試みる.3) 近年急速に発展してきている,複雑ネットワーク上の拡散現象モデルを協調学習現象のモデル化に応用することを試みる.
研究の成果は国内外の研究会,カンファレンスで(開催されるならば)発表する予定である.その候補としてわれわれが考えているのは(with/after COVID-19でも開催されるならば),International Conference on Web and Social Media, Learning@ Scale, International Conference on Computational Social Sciences, AIED, NetSci, Complex Networksなどである.

Report

(2 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report

Research Products

(13 results)

All 2021 2020 2019

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (7 results) (of which Invited: 3 results)

  • [Journal Article] A Smartwatch-Based System for Students Sensor Data Collection: A Trial of Use and Study on Analysis2020

    • Author(s)
      Tagawa, T., Yamakawa,O.
    • Journal Title

      Proceedings of Society for Information Technology & Teacher Education International Conference

      Volume: 2020 Pages: 1036-1040

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  • [Journal Article] A Smart Speaker Application to Assist Japanese Onomatopoeia Learning: A Prototype2019

    • Author(s)
      Takahiro Tagawa, Jin Meng, Hitoshi Inoue
    • Journal Title

      Proceedings of Society for Information Technology & Teacher Education International Conference(SITE)

      Volume: 2019 Pages: 808-811

    • Related Report
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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 対話による知の創造--問いと関係性の変化を導くものとしての対話--2019

    • Author(s)
      山川修
    • Journal Title

      臨床心理学

      Volume: 19 Pages: 570-574

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 反転授業動画のカオアリとカオナシの比較2019

    • Author(s)
      天野 由貴, 隅谷 孝洋, 長登 康, 稲垣 知宏
    • Journal Title

      情報処理学会研究報告

      Volume: 2019 Pages: 29-29

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  • [Journal Article] 学習活動の数理モデル化とそれに基づく修学支援システムでの履歴情報蓄積機能の構築に向けて2019

    • Author(s)
      井上仁, 後藤浩士, 伊達卓二, 隅谷孝洋, 多川孝央, 豊野勇紀
    • Journal Title

      研究報告教育学習支援情報システム

      Volume: 2019-CLE-27-15 Pages: 1-3

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  • [Journal Article] Effects of Interaction and Learning Distance on Cooperation in Evolutionary Games on a Multiplex Network2019

    • Author(s)
      Yasuyuki Nakamura, Koichi Yasutake, Keiya Ando, and Takahiro Tagawa
    • Journal Title

      Proceedings The 7th International Conference on Complex Networks and Their Applications COMPLEX NETWORKS 2018

      Volume: 1

    • DOI

      10.1007/978-3-030-05411-3_63

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] ヴァーチャルな空間でリアルな授業を!---インタラクティブ性を導入したオンライン授業の実践報告---2021

    • Author(s)
      安武公一
    • Organizer
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    • Invited
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    • Author(s)
      安武公一,小山歩優
    • Organizer
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      隅谷孝洋, 近堂徹
    • Organizer
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      山川修
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      隅谷孝洋
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      第15回 大学等におけるオンライン教育とデジタル変革に関するサイバーシンポジウム「教育機関DXシンポ」
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      隅谷孝洋, 長登康, 挽地平
    • Organizer
      情報処理学会情報教育シンポジウム
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      2019 Annual Research Report

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Published: 2018-04-23   Modified: 2021-12-27  

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