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仮想実験環境における定性推論の技法を用いた認知的葛藤の制御

研究課題

研究課題/領域番号 09480066
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 知能情報学
研究機関大阪大学

研究代表者

豊田 順一  大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (00029456)

研究分担者 稲葉 晶子  大阪大学, 産業科学研究所, 助手 (10304049)
松田 憲幸  大阪大学, 産業科学研究所, 助手 (40294128)
柏原 昭博  大阪大学, 産業科学研究所, 講師 (10243263)
堀口 知也  神戸商船大学, 情報システム工学講座, 講師 (00294257)
平嶋 宗  九州工業大学, 情報工学部, 助教授 (10238355)
研究期間 (年度) 1997 – 1999
研究課題ステータス 完了 (1999年度)
配分額 *注記
12,800千円 (直接経費: 12,800千円)
1999年度: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
1998年度: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
1997年度: 7,200千円 (直接経費: 7,200千円)
キーワード知的教育支援システム / 認知的葛藤 / 定性推論 / 内発的動機づけ / 挙動シュミレーション / 誤りの可視化 / メタファ / 挙動シミュレーション / 知的学習支援システム
研究概要

近年,知的教育支援システムの研究において,学習者の能動的な学習を促進するための内発的動機づけの重要性が指摘されている.学習者の予想と異なる現象を提示することによる認知的葛藤の喚起は,このための有効な手段である.本研究の目的は,挙動シュミレーションを用いて認知的葛藤を喚起する手法を確立することである.認知的葛藤を引き起こすための条件の同定,およびそのようなシュミレーションの生成・制御法が求められる.
第1年度は,学習者の誤りを反映した挙動シュミレーションの生成法を提案・実装し,そのようなシュミレーションにおけるおかしな動きが予想と異なるとき,認知的葛藤が生起することを確認した.シュミレータの設計においては,想定する学習者の誤りの種類に妥当な制約を加えることによって,自動化を実現した.
第2年度は,提示された現象が予想と異なると感じられるための条件を同定し,これに基づいてシュミレーションの可視化効果を診断する機能を実現,検証した.定性的要因に注目した診断条件の定式化と,定性推論による自動化が実現されている.取り扱える誤りの範囲を拡大するため,メタファー使用時の効果の検討も併せて行った.
第3年度は,シュミレーション生成時に用いられる表現手法(種々のメタファーなど)が,認知的葛藤の喚起に与える影響を測定し,これを考慮したシュミレーションの制御システムを構築した.可視化効果に関わる諸要因と,その表現手段に関わる諸要因とを分離し,各々がシュミレーションの教育効果を構成するメカニズムを明らかにすることにより(各々,認知実験によって検証された),統合的なシュミレーション環境を実現した.
本研究により,シュミレーションを用いた学習環境の,教育効果を考慮した運用法に関する指針が得られたと考える.研究成果は,別掲の雑誌掲載論文,国際会議発表論文などにより公表されている.

報告書

(4件)
  • 1999 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1998 実績報告書
  • 1997 実績報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (31件)

  • [文献書誌] T. Horiguchi, T. Hirashima, A. Kashihara, and J. Toyoda.: "Error-Visualization by Error-Based Simulation Considering Its Effectiveness-Introducing Two Viewpoints-"Proceedings of the 9th International Conference on Artificial Intelligence in Education. 421-428 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 平嶋 宗: "誤りマイクロワールド"1999年度人工知能学会全国大会論文集. 73-76 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 平嶋 宗: "知識処理に基づいたシュミレーション"教育システム情報学会全国大会講演集. 75-76 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Horiguchi, T. Hirashima, A. Kashihara, and J. Toyoda.: "Error-Visualization by Error-Based Simulation and Its Management"International Journal of Artificial Intelligence in Education. 9・1-2. 17-31 (1998)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Horiguchi, T. Hirashima, A. Kashihara, and J. Toyoda.: "Two Points of View for Managing Error-Based Simulation"Proceedings of the 6th International Conference on Computers in Education(ICCE '98). 600-603 (1998)

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  • [文献書誌] 堀口知也,平嶋宗,柏原昭博,豊田順一: "EBSの誤り可視化効果に関わる諸要因の分析とそれに基づく制御"1998年度人工知能学会全国大会(第12回)論文集. 600-603 (1998)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 堀口知也,平嶋宗,柏原昭博,豊田順一: "可視化効果を考慮したError-Based Simulationの制御手法と実装-2つの視点を中心として-"人工知能学会研究会資料. 7-12 (1998)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 阪田知己,平嶋宗,柏原昭博,豊田順一: "誤り可視化シュミレーションの制御を指向した複数物体についての定性的挙動推定手法"教育システム情報学会研究報告. 35-40 (1998)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Horiguchi, T. Hirashima, A. Kashihara, and J. Toyoda.: "Error-Visualization by Error-Based Simulation and Its Management"Proceedings of the 8th International Conference on Artificial Intelligence in Education (AI-ED '97). 450-457 (1997)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Horiguchi, T. Hirashima, A. Kashihara, and J. Toyoda.: "A Method to Create Congnitive Conflict"Proceedings of World Conference on Educational Multimedia and Hypermedia (ED-MEDIA '97). 485-490 (1997)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 阪田知己,平嶋宗,柏原昭博,豊田順一: "力学系における複数物体の運動に関する定性推論の検討"1997年度人工知能学会全国大会(第11回)論文集. 116-119 (1997)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Horiguchi, T. Hirashima, A. Kashihara, and J. Toyoda: "Error-Visualization by Error-Based Simulation Considering Its Effectiveness-Introducing Two Viewpoints-"Proceedings of the 9th International Conference on Artificial Intelligence in Education. 421-428 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Hirashima: "Microworld for Error-Visualization"Proceedings of the 13th Annual Conference of Japanese Society for Artificial Intelligence. 73-76 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Hirashima: "Intelligent Environment of Simulation Based Learning"Proceedings of the 24th Annual Conference of Japanese Society for Information and Systems in Education. 75-76 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Hirashima, T. Horiguchi, A. Kashihara, and J. Toyoda: "Error-Visualization by Error-Based Simulation and Its Management"International Journal of Artificial Intelligence in Education. Vol. 9, No. 1-2. 17-31 (1998)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Horiguchi, T. Hirashima, A. Kashihara, and J. Toyoda: "Two Points of View for Managing Error-Based Simulation"Proceedings of the 6th International Conference on Computers in Education (ICCE '98). 422-431 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Horiguchi, T. Hirashima, A. Kashihara, and J. Toyoda: "Cognitive Analysis of the Effectiveness of EBS and Its Management"Proceedings of the 12th Annual Conference of Japanese Society for Artificial Intelligence. 600-603 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Horiguchi, T. Hirashima, A. Kashihara, and J. Toyoda: "Management of Error-Based Simulation Considering Its Effectiveness-Introducing Two Points of View-"Proceedings of the 23th Seminar of Special Interest Group on Intelligent Education Systems (SIGIES-9802-2). 7-12 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Sakata, T. Hirashima, A. Kashihara, and J. Toyoda: "Qualitative Spatial Reasoning of Objects' Dynamics for EBS Management"JSiSE Technical Report of Special Interst Group on CAI. 35-40 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Hirashima, T. Horiguchi, A. Kashihara, and J. Toyoda: "Error-Visualization by Error-Based Simulation and Its Management"Proceedings of the 8th International Conference on Artificial Intelligence in Education (AI-ED '97). 450-457 (1997)

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    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Hirashima, T. Horiguchi, A. Kashihara, and J. Toyoda: "A Method to Create Cognitive Conflict"Proceedings of World Conference on Educational Multimedia and Hypermedia (ED-MEDIA '97). 485-490 (1997)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Sakata, T. Hirashima, A. Kashihara, and J. Toyoda: "Toward Qualitative Spatial Reasoning for Dynamics of Objects"Proceedings of the 11th Annual Conference of Japanese Society for Artificial Intelligence. 116-117 (1998)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Horiguchi, T.Hirashima, A.Kashihara, and J.Toyoda: "Error-Visualization by Error-Based Simulation Considering Its Effectiveness -Introducing Two Viewpoints-"Proceedings of the 9th International Conference on Artificial Intelligence in Education. 421-428 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 平嶋宗: "誤りマイクロワールド"1999年度人工知能学会全国大会論文集. 73-76 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 平嶋宗: "知識処理に基づいたシミュレ一ション"教育システム情報学会全国大会講演集. 75-76 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] T.Hirashima,T.Horiguchi,A.Kashihara,and J.Toyoda: "Error-Visualization by Error-Based Simulation and Its management" International Journal of Artificial Intelligence in Education. 9・1-2. 17-31 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] T.Horiguchi,T.Hirashima,A.Kashihara,and J.Toyoda.: "Two Points of View for Managing Error-Based Simulation" Proceedings of International Conference on Computers in Education 98. 422-431 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] T.Horiguchi,T.Hirashima,A.Kashihara,and J.Toyoda: "Error-Visualization by Error-Based Simulation Considering Its Effectiveness -Introducing Two Viewpoints-" Proceedings of 9th World Conference on Aritificial Intelligence in Education. (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 堀口知也, 平嶋宗, 柏原昭博, 豊田順一: "定性推論技法を用いた誤り可視化シミュレーションの制御" 人工知能学会学会誌. 12・2. 285-296 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] T.Hirashima, A.Kashihara, and J.Toyoda: "A Method to Create Cognitive Conflict" Proceedings of Educational Multimedia and Hypermedia 97. 485-490 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] T.Hirashima, T.Horiguchi, A.Kashihara, and J.Toyoda: "Error-Visualization by Error-Based Simulation-and Its management" Proceedings of 8th World Conference on Aritificial Intelligence in Education. 450-457 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書

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公開日: 1997-04-01   更新日: 2016-04-21  

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