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キットビルド方式に基づく論理的思考力育成プログラムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K03059
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
研究機関広島市立大学

研究代表者

川本 佳代  広島市立大学, 情報科学研究科, 助教 (10264938)

研究分担者 内田 智之  広島市立大学, 情報科学研究科, 教授 (70264934)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
キーワード論理的思考力 / キットビルド / 論理的思考力育成プログラム作成支援システム / 学習支援システム / クラウドコンピューティング / 論理的思考力育成 / 学習システム
研究開始時の研究の概要

教師が学習者に提供する概念マップの構成要素(キット)を学習者が組み立てる作業(ビルド)として行う方式であるキットビルド方式に基づき,学習者の能力に即した学習活動とその活動に対する評価の即時フィードバックを効果的に行うことで、論理的思考力を構成する分析力・論理構成力・表現力を系統立てて高める論理的思考力育成プログラムを提案し、複数の題材を用いた論理的思考力育成システムとして実装し,評価実験により提案プログラムの有用性を示す。

研究実績の概要

論理的思考力は、国際社会・情報化社会で活躍する人が備えておくべき能力の一つであり、様々な場でその重要性が強調されている。本研究の目的は、学習者の能力に応じた学習活動とその活動に対する評価の即時フィードバックを効果的に提供することで、系統立てて論理的思考力を高める論理的思考力育成プログラムを提案し、評価実験により提案プログラムの有用性を示すことである。4年目となる2023年度は、これまでに開発した(a)「フローチャート作成課題を用いた学習システム『ろっつ』」、(b)「平面図形問題を用いた論理的思考力育成支援システム」、 (c)「フローチャート組み立て課題を導入した論理的思考力育成システム」、 (d)「グラフを用いた問題解決プロセスを導入した論理的思考力育成システム」、(e)「プログラミング的思考の育成をめざすヒューマノイドロボットを導入した学習システム」、および(f)「数論問題を用いた学習システム」を同一プラットフォーム上で統一的に扱い、学習者の知識・技能に基づき適切な課題を課すための学習プランを自動提案する機能を有する論理的思考力育成プログラム作成支援システムのプロトタイプの構築を進めた。また、プログラミング的思考育成効果を高めるべく(a)~(f)の学習システムのうち(b)の学習システムの難易度設定を改良し、実装しての評価実験を行った。その研究成果を2024年度に発表する予定である。さらに、本研究成果の一部を、失語症者のためのリハビリテーション支援システムへの応用を試みた。その結果を論文発表した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

4: 遅れている

理由

5年目である2023年度は、論理的思考力育成プログラム作成支援システムのプロトタイプの構築に力を注いだが、まだ完成していない。「論理的思考力育成プログラムに基づいたシステムの開発」についても研究を行った。学習者の特性・能力情報から学習者の能力を効果的に推定する方法および適切な問題レベルや選択肢の数などを学習者ごとのプログラムとして提示する方法の開発には、論理的思考力育成プログラム作成支援システムを用いた実験を繰り返す必要がある。2024年度は、早期にシステムを完成させ、研究をまとめたいと考えている。

今後の研究の推進方策

2023年度も 概要で述べた学習システム(a)-(f)を対象とした(1)学習者の 特性・理解度の同定とその獲得手法および(2)系統的にまとまった論理的思考力育成プ
ログラムの改良について継続して取り組む。さらに、(3)論理的思考力育成プログラムに基づいた学習プランを自動提案する機能を有する学習支援システム構築
を継続する。2023年度に繰り越した資金を活用してシステムのプロトタイプ構築を推進する。また、研究成果を順次国内会議・国際会議で発表し、雑誌等に投稿
していく予定である。

報告書

(5件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 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

    (8件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019

すべて 学会発表 (8件)

  • [学会発表] プログラミング的思考の育成を目指すヒューマノイドロボットを用いた学習教材の開発2023

    • 著者名/発表者名
      宮崎海斗, 平原梓, 川本佳代, 内田智之, 池田徹志
    • 学会等名
      2023年度(第74回)電気・情報関連学会 中国支部連合大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] BERTを用いた失語症者リハビリテーション支援システムにおける択一問題の自動生成2023

    • 著者名/発表者名
      櫻井 勇輔、内田 智之、川本 佳代、重田 大門、小崎 和治
    • 学会等名
      2023年度 人工知能学会全国大会 (第37回)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] プログラミング的思考の育成をめざすヒューマノイドロボットを導入した学習システムの構築2022

    • 著者名/発表者名
      日浦美咲, 川本佳代, 内田智之, 岩城敏, 林雄介, 平嶋宗
    • 学会等名
      情報処理学会 火の国情報シンポジウム2022
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] プラン自動提案機能を有したプログラミング的思考育成支援システムの開発2022

    • 著者名/発表者名
      山本拓人, 内田智之, 川本佳代, 鈴木祐介, 宮原哲浩, 林雄介, 平嶋宗
    • 学会等名
      情報処理学会 火の国シンポジウム2022
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 社会復帰を目指す失語症者のためのリハビリテーションプラン自動作成に向けた機械学習モデルの設計2021

    • 著者名/発表者名
      松原 華乃、内田 智之、川本 佳代、小崎 和治、柏田 孝志、杉原 勝宣、宮原 哲浩、鈴木 祐介
    • 学会等名
      火の国シンポジウム2021
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] キットビルド方式によるフローチャート組み立て課題を導入した論理的思考力育成システム2020

    • 著者名/発表者名
      日浦 美咲、川本 佳代、内田 智之、岩城 敏、林 雄介、平嶋 宗
    • 学会等名
      2020年度 人工知能学会全国大会(第34回)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] グラフを用いた問題解決プロセスを導入した論理的思考力育成システム2020

    • 著者名/発表者名
      田中 鈴乃, 内田 智之, 川本 佳代, 宮原 哲浩, 鈴木 祐介
    • 学会等名
      情報処理学会九州支部 火の国情報シンポジウム2020
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 平面図形問題を用いた論理的思考力育成支援システムの開発2019

    • 著者名/発表者名
      川本 佳代, 佐々木 崇大, 内田 智之, 林 雄介, 平嶋 宗
    • 学会等名
      人工知能学会 第86回 先進的学習科学と工学研究会(SIG-ALST)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-12-25  

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