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教室内発話ターンテーキングに着目した授業活性度の可視化

研究課題

研究課題/領域番号 19K02999
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分09070:教育工学関連
研究機関滋賀大学

研究代表者

市川 治  滋賀大学, データサイエンス学系, 教授 (00821612)

研究分担者 伊達 平和  滋賀大学, データサイエンス学系, 准教授 (70772812)
右田 正夫  滋賀大学, 教育学系, 教授 (70335157)
田中 宏子  滋賀大学, 教育学系, 教授 (00324559)
糸乗 前  滋賀大学, 教育学系, 教授 (90324558)
辻 延浩  滋賀大学, 教育学系, 教授 (00378431)
磯西 和夫  滋賀大学, 教育学系, 名誉教授 (50223061)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード授業評価 / 授業活性度 / 音響イベント / 機械学習 / 授業内音声イベント / 深層学習 / ターンテーキング / マイクロフォンアレイ / 多チャンネル音声収録 / 音声イベント / ターンテイク / 音声データ / 可視化
研究開始時の研究の概要

従来、「授業が活性化した状態」を客観的に計測する指標は存在しなかった。それを確立することを目指す。教師と生徒の発話のターンが良好であるか、生徒の発言が特定の生徒に偏っていないか、という情報をマイクロフォンアレイの技術により取得する。さらに、問いかけ発話や誉める言葉の抽出や教室内のざわつきの検知を併用することにより、授業の活性度の指標を道びく。従来研究にしばしば見られるような音声認識への過度の依存は避ける。滋賀大学教育学部附属中学校・小学校の協力を得て、実際の授業音声のデータを取得する。また、参観者や児童・生徒による授業評価、および教師の自己評価を参照データとすることで、指標の精度を評価する。

研究成果の概要

一般に学校の授業の品質の評価は難しい課題である。良い授業とは何かという問いは評価者によって観点が大きく異なり、また評価も主観的であるからである。そこで授業活性度という単純化された指標を導入し、これを機械学習モデルによって客観的に推定することに取り組んだ。この指標は授業の良し悪しを測るものではなく、教師と生徒の発話のターンテーキングが良好であるか、すなわち授業が対話的に行われているかを測るものである。この指標を教室で収録した音声のみによって推定する機械学習モデルを構築した。本手法は授業評価における一つの側面を見るに過ぎないが、対象授業についての客観的な評価を出力できる点がメリットである。

研究成果の学術的意義や社会的意義

教育の現場において、授業評価の方法は大きく2つに分けられる。ひとつは受講生に対してアンケートを行うものであり、もうひとつは他の講師などが授業を参観した上で評価を行うものである。しかし、これらは主観的な評価であり、評価者が変われば変化するという問題があった。
本研究では、授業評価の一部の側面に限定することになってしまうが、評価指標を算出する客観的な条件を定め数値化することが重要であるとの考えに立ち、「授業活性度」という定量的な指標を導入した。これを機械学習モデルによって客観的に算出する仕組みを構築した。

報告書

(6件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (3件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 3件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] コールセンターオペレーターの感情認識におけるマルチモーダル学習と多言語基盤の効果2024

    • 著者名/発表者名
      亀岡 眞毅, 市川 治
    • 雑誌名

      情報処理学会 第86回全国大会 予稿集

      巻: 2 ページ: 413-414

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] 文意系列を考慮したコールセンターオペレータの発話の文意予測2024

    • 著者名/発表者名
      川北 海斗, 今井 貴史, 市川 治
    • 雑誌名

      情報処理学会 第22回情報科学技術フォーラム(FIT) 予稿集

      巻: 2 ページ: 273-276

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] 授業内音声イベント検知モデルと授業活性度推定モデルの統合2023

    • 著者名/発表者名
      高瀬壮彦, 市川治
    • 雑誌名

      日本音響学会秋季研究発表会秋季研究発表会 予稿集

      巻: - ページ: 995-996

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] A Method for Estimating the Grouping of Participants in Classroom Group Work Using Only Audio Information2022

    • 著者名/発表者名
      Osamu Ichikawa, Yuuto Shima, Takahiro Nakayama, Hajime Shirouzu
    • 学会等名
      2022 IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Automatic scoring of short answers using justification cues estimated by BERT2022

    • 著者名/発表者名
      Shunya Takano, Osamu Ichikawa
    • 学会等名
      17th Workshop on Innovative Use of NLP for Building Educational Applications (BEA 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 授業内音声イベント検知による授業活性度の推定2022

    • 著者名/発表者名
      中野 魁人, 高瀬 壮彦, 市川 治
    • 学会等名
      日本音響学会 2022年秋季研究発表会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 教員ピンマイクによる授業内音声イベントの可視化2022

    • 著者名/発表者名
      高瀬 壮彦, 市川 治
    • 学会等名
      日本音響学会 2022年春季研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 対話の構造の可視化のためのBERTを用いた先行発話への接続確率の推定モデル2022

    • 著者名/発表者名
      徳永 一輝, 中山 隆弘, 白水, 始, 市川 治
    • 学会等名
      情報処理学会全国大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 授業グループワークの参加者を音声情報のみを用いて自動グルーピングする方法2021

    • 著者名/発表者名
      島 悠人, 中山 隆弘, 白水 始, 市川 治
    • 学会等名
      日本音響学会秋季研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] BERTによる国語記述式答案の自動採点における採点アノテーションの重要性2021

    • 著者名/発表者名
      高野 峻矢, 市川 治
    • 学会等名
      第20回情報科学技術フォーラム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Multi-Channel VAD for Transcription of Group Discussion2021

    • 著者名/発表者名
      Osamu Ichikawa, Kaito Nakano, Takahiro Nakayama, Hajime Shirouzu
    • 学会等名
      Interspeech 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Gesture-to-talkによるサイネージ端末用の音声区間検出の改善2021

    • 著者名/発表者名
      藤岡和紘, 小松 美幸, 市川 治
    • 学会等名
      情報処理学会 第83回全国大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] グループワーク音声可視化のための疑問符(?マーク)の自動挿入2020

    • 著者名/発表者名
      柿木 博行, 白水 始,中山 隆弘, 市川 治
    • 学会等名
      日本音響学会秋季研究発表会, 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] TSP信号とマルチマイクロフォンによる打音検査診断の精度向上2020

    • 著者名/発表者名
      花房 万由子, 市川 治
    • 学会等名
      日本音響学会秋季研究発表会, 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 音声感情認識の認識精度に対する発話末尾の音響特徴量の影響2020

    • 著者名/発表者名
      高山 和明, 市川 治
    • 学会等名
      日本音響学会秋季研究発表会, 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 分散表現とLSTMを使用した滋賀大学オープンキャンパス来訪者向け質問応答システムの構築2020

    • 著者名/発表者名
      水口 綾乃, 市川 治
    • 学会等名
      情報処理学会 第82回全国大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [産業財産権] 発話者グループ推定装置2021

    • 発明者名
      市川 治
    • 権利者名
      滋賀大学・内田洋行
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2021-132459
    • 出願年月日
      2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [産業財産権] マルチチャンネル発話区間推定装置2020

    • 発明者名
      市川 治
    • 権利者名
      滋賀大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2020-004771
    • 出願年月日
      2020
    • 取得年月日
      2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2025-01-30  

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