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解答過程解析を基盤とした数式処理連動型理数系eラーニングの運用モデルに関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 18H01069
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分09080:科学教育関連
研究機関名古屋大学

研究代表者

中村 泰之  名古屋大学, 情報学研究科, 准教授 (70273208)

研究分担者 宮崎 佳典  静岡大学, 情報学部, 教授 (00308701)
市川 裕子  東京工業高等専門学校, 一般教育科, 教授 (10290719)
吉冨 賢太郎  大阪府立大学, 高等教育推進機構, 准教授 (10305609)
樋口 三郎  龍谷大学, 先端理工学部, 准教授 (70272474)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
15,860千円 (直接経費: 12,200千円、間接経費: 3,660千円)
2021年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2020年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2019年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2018年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
キーワード数学eラーニング / 数式処理 / LMS / 理数系eラーニング / 解答過程解析 / 理数系eラーニング / ラーニング・アナリティクス / 数式自動採点 / 誤答分析 / STACK
研究成果の概要

数式処理と連動し,数式で入力された解答の自動採点を行うeラーニングシステムが国内外で運用されているが,その解答データの分析はあまり進んでいない状況である。本研究では,学習者がどのような誤答を経て正答に到達したのか,またどのような思考過程を経て正答に到達したのかを,解答データを用いて分析を行った。具体的には,理数系eラーニングシステムの一つであるSTACKの解答データに対して,ポテンシャル・レスポンス・ツリー(PRT)と呼ばれる学生の解答解析のメカニズムを利用して,解答の自動分類を行う仕組みを提案した。また,有効グラフを用いた解答過程の可視化手法を提案した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年,とりわけコロナ禍において,遠隔教育,またそれを支えるeラーニングシステムの活用が注目されている。eラーニングのの重要な機能の一つが,学習者の理解度を把握するためのオンラインテストシステムであるが,従来のテスト形式は,正誤選択式,多肢選択肢などが中心であった。ところが,理数系教育においては計算問題などにおいて,解答を数式で入力し,その正誤評価を自動的に数学eラーニングシステムの重要性が認識され,多くの教育機関で利用されている。しかし,解答データは数式で取得されるため,その分析方法の手法は確立されていない。本研究は,理数系eラーニングシステムの解答データの分析手法について提案したものである。

報告書

(4件)
  • 2021 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 7件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Effective Usage of Various Answer Types of Mathematics e-Learning System2019

    • 著者名/発表者名
      Yasuyuki Nakamura, Yuko Ichikawa, Kentaro Yoshitomi, Saburo Higuchi, Yoshinori Miyazaki, Takahiro Nakahara
    • 雑誌名

      Proceedings of 2019 IEEE International Conference on Teaching, Assessment, and Learning for Engineering (TALE)

      巻: 0 ページ: 1113-1117

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] NOTE-SUBMISSION FUNCTION FOR MOODLE QUIZ AND COLLECTING PEN-STROKE DATA2019

    • 著者名/発表者名
      Yasuyuki Nakamura, Takahiro Nakahara
    • 雑誌名

      Proceedings of IADIS International Conference Mobile Learning 2019

      巻: 0 ページ: 163-164

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effective Use of Math E-Learning with Questions Specification2018

    • 著者名/発表者名
      Nakamura Yasuyuki、Yoshitomi Kentaro、Kawazoe Mitsuru、Fukui Tetsuo、Shirai Shizuka、Nakahara Takahiro、Kato Katsuya、Taniguchi Tetsuya
    • 雑誌名

      Distance Learning, E-Learning and Blended Learning in Mathematics Education

      巻: 0 ページ: 133-148

    • DOI

      10.1007/978-3-319-90790-1_8

    • ISBN
      9783319907895, 9783319907901
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 数式自動採点システムの解答データを用いた能力推定法の調査と適用例2021

    • 著者名/発表者名
      伊藤可子、中村泰之
    • 学会等名
      2020年度JSiSE学生研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 数学オンラインテストの誤答傾向分析による評価指標の検討2021

    • 著者名/発表者名
      藤本和伶、中村泰之
    • 学会等名
      2020年度JSiSE学生研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Sharing experiences using STACK connected from Sakai through LTI2020

    • 著者名/発表者名
      Yasuyuki Nakamura, Takahiro Nakahara
    • 学会等名
      E-Assessment in Mathematical Sciences
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The Investigation of the Correlation Between the Improvement of Students' Grades and Their Time Series of Learning Time With Stack2020

    • 著者名/発表者名
      Kenji Fukazawa and Yasuyuki Nakamura
    • 学会等名
      32nd International Conference on Technology in Collegiate Mathematics
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effective Usage of Various Answer Types of Mathematics e-Learning System2019

    • 著者名/発表者名
      Yasuyuki Nakamura, Yuko Ichikawa, Kentaro Yoshitomi, Saburo Higuchi, Yoshinori Miyazaki, Takahiro Nakahara
    • 学会等名
      2019 IEEE International Conference on Teaching, Assessment, and Learning for Engineering
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Note-Submission Function for Moodle Quiz and Collecting Pen-stroke Data2019

    • 著者名/発表者名
      Yasuyuki Nakamura, Takahiro Nakahara
    • 学会等名
      Special Seminar of Mathematical User Interface
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 小テストにおけるノート提出機能と手書きノートのログ取得機能の開発2019

    • 著者名/発表者名
      中村泰之, 中原敬広
    • 学会等名
      日本MoodleMoot 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] An Attempt to Analyze Mathematical Question-solving Processes Using STACK2019

    • 著者名/発表者名
      Yasuyuki Nakamura, Yuko Ichikawa, Yoshinori Miyazaki, Kentaro Yoshitomi, Saburo Higuchi, Takahiro Nakahara
    • 学会等名
      30th International Conference, Society for Information Technology and Teacher Education
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Analyses of pen-based input data as an answer to the question from mathematics e-Learning system STACK2018

    • 著者名/発表者名
      Yasuyuki Nakamura, Takahiro Nakahara, Masataka Kaneko, Setsuo Takato
    • 学会等名
      International Congress on Mathematical Software
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ペン入力解答データ解析のための特徴量に関する検討2018

    • 著者名/発表者名
      中村泰之,中原敬広
    • 学会等名
      PCカンファレンス北海道2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] STACK: an online assessment system for mathematics2018

    • 著者名/発表者名
      Yasuyuki Nakamura, Yuko Ichikawa, Takahiro Nakahara, Yoshinori Miyazaki, Saburo Higuchi, Kentaro Yoshitomi
    • 学会等名
      The 23rd Asian Technology Conference in Mathematics (ATCM 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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