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PBL教育をオンラインで実施するための人工知能を用いた教育システムの研究

研究課題

研究課題/領域番号 19K03094
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
研究機関金沢工業大学

研究代表者

伊藤 隆夫  金沢工業大学, 基礎教育部, 教授 (30720370)

研究分担者 新 聖子  金沢工業大学, 基礎教育部, 准教授 (00367450)
宮崎 慶輔  金沢工業大学, 基礎教育部, 准教授 (30640180)
袖 美樹子  国際高等専門学校, グローバル情報学科, 准教授 (70737022)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021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)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードPBL / オンライン教育 / 人工知能 / チャットボット / 音声認識 / PBL / テキストマイニング / データマイニング
研究開始時の研究の概要

PBL教育のオンライン化を実施する上で課題となる、学生への個別対応と教育成果の高度化を実現するためのシステム要件を整理し、オンラインでのチーム活動ワークプレイスを用意し、データマイニングにより学習状況を把握するための要件をまとめる。それらを活用して、PBLでの演習・チーム活動状況から学生にフィードバックする効果的なオンラインPBL教育システムの構築に向けた研究を行う。

研究成果の概要

PBL教育のオンライン化を実施する上で課題となる、学生への個別対応と教育成果の高度化を実現するためのシステムの構築に向けた研究を実施した。教育内容のノウハウを整理するとともに、ラーニングマネジメントシステム(LMS)を利用してオンラインで人工知能(AI)が学生からの質問に回答するチャットボットシステムの開発を行った。
さらにチーム活動における学生同士の会話をAIにより音声認識・発声者識別するシステムを試行し、現状のAIシステムの問題点を明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

コロナ禍で教室での授業ができなくなるなど、グループ活動を主体とするPBL教育においてもオンラインでの実施への対応が求められている。人工知能を用いたチャットボットや音声認識システムを活用したオンラインでの教育システムの研究・試行により、その有効性と現状システムの限界を明らかにすることができた。
さらに、システム化する上でオンラインでの学生間の相互学習についていけない学生への対応の必要性が浮かび上がった。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (14件) (うち査読あり 13件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 9件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] TRIAL OF AI (ARTIFICIAL INTELLIGENCE) SYSTEM APPLICATION TO THE PBL (PROJECT-BASED LEARNING) EDUCATION IN COVID-192022

    • 著者名/発表者名
      Ito Takao、Tanaka Mikiko、Miyazaki Keisuke、Shin Masako
    • 雑誌名

      INTED2022 Proceedings

      巻: 2022 ページ: 4985-4989

    • DOI

      10.21125/inted.2022.1312

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] PBL教育で学生のミーティング参加姿勢を評価する手法の検討2022

    • 著者名/発表者名
      袖 美樹子, 宮崎 慶輔, 新 聖子, 伊藤 隆夫
    • 雑誌名

      2022年電子情報通信学会総合大会論文誌

      巻: 2022

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] PBL Education Support System to Visualize Students' Attitudes2022

    • 著者名/発表者名
      Mikiko Sode Tanaka, Keisuke Miyazaki, Masako Shin, Takao Ito
    • 雑誌名

      LifeTech 2022

      巻: 2022 ページ: 200-201

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 1E01 PBLチーム活動への議事録の導入とその教育効果2021

    • 著者名/発表者名
      宮崎 慶輔、伊藤 隆夫、袖 美樹子、新 聖子、谷田 育宏、笠森 正人
    • 雑誌名

      工学教育研究講演会講演論文集

      巻: 2021 号: 0 ページ: 94-95

    • DOI

      10.20549/jseeja.2021.0_94

    • NAID

      130008108871

    • ISSN
      2189-8928, 2424-1458
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] THE ONLINE PBL (PROJECT-BASED LEARNING) EDUCATION SYSTEM USING AI (ARTIFICIAL INTELLIGENCE)2021

    • 著者名/発表者名
      Ito Takao、Tanaka Mikiko Sode、Shin Masako、Miyazaki Keisuke
    • 雑誌名

      DS 110: Proceedings of the 23rd International Conference on Engineering and Product Design Education (EPDE 2021)

      巻: 23

    • DOI

      10.35199/epde.2021.19

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] CDIO Operation Education through Regional Collaboration2021

    • 著者名/発表者名
      Tanaka, Mikiko Sode, Ito, Takao
    • 雑誌名

      Proceedings of the SEFI 49th Annual Conference

      巻: 49

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Group activities with AI teacher support in PBL education2021

    • 著者名/発表者名
      Tanaka, Mikiko Sode, Ito, Takao, Shin, Masako, Miyazaki, Keisuke
    • 雑誌名

      Proceedings of the SEFI 49th Annual Conference

      巻: 49

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 地域連携による課外活動で学ぶ力を育む2021

    • 著者名/発表者名
      SODE TANAKA Mikiko、ITO Takao
    • 雑誌名

      工学教育

      巻: 69 号: 2 ページ: 2_126-2_131

    • DOI

      10.4307/jsee.69.2_126

    • NAID

      130008006318

    • ISSN
      1341-2167, 1881-0764
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] STUDY OF THE ONLINE PBL (PROJECT-BASED LEARNING) EDUCATION SYSTEM USING AI (ARTIFICIAL INTELLIGENCE) AFTER THE COVID-12021

    • 著者名/発表者名
      Takao Ito, Mikiko Sode Tanaka, Masako Shin, Keisuke Miyazaki
    • 雑誌名

      INTED2021 Proceedings

      巻: 2021 ページ: 998-1005

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] SMART SHARING: SMART CITY PROJECT ON BICYCLE RENTAL FOR FOREIGN TOURISTS2020

    • 著者名/発表者名
      Ito Takao、Tanaka Mikiko Sode
    • 雑誌名

      Proceedings of 22nd International Conference on Engineering and Product Design Education

      巻: 2020

    • DOI

      10.35199/epde.2020.5

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Research on the online PBL education system using AI2020

    • 著者名/発表者名
      Takao Ito, Masako Shin, Keisuke Miyazaki, Mikiko Sode Tanaka
    • 雑誌名

      8th International Research Symposium on PBL

      巻: 2020 ページ: 13-22

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 2020 IEEE International Conference on Teaching, Assessment, and Learning for Engineering (TALE)2020

    • 著者名/発表者名
      Mikiko Sode Tanaka , Takao Ito
    • 雑誌名

      2020 IEEE International Conference on Teaching, Assessment, and Learning for Engineering (TALE)

      巻: 2020

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] PBLオンライン教育システムの検討2020

    • 著者名/発表者名
      袖 美樹子, 伊藤隆夫
    • 雑誌名

      電子情報通信学会ソサイエティ大会

      巻: 2020

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] EXTRA-CURRICULAR SMART CITY PROJECT: SMART SHARING BICYCLE RENTAL PROJECT USING ICT2020

    • 著者名/発表者名
      T. Ito, M.S. Tanaka
    • 雑誌名

      INTED2020 Proceedings

      巻: 2020 ページ: 7545-7548

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] TRIAL OF AI (ARTIFICIAL INTELLIGENCE) SYSTEM APPLICATION TO THE PBL (PROJECT-BASED LEARNING) EDUCATION IN COVID-192022

    • 著者名/発表者名
      Takao Ito
    • 学会等名
      INTED2022
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] PBL教育で学生のミーティング参加姿勢を評価する手法の検討2022

    • 著者名/発表者名
      袖 美樹子
    • 学会等名
      2022年電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] PBL Education Support System to Visualize Students' Attitudes2022

    • 著者名/発表者名
      Mikiko Sode Tanaka
    • 学会等名
      LifeTech 2022
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] PBLチーム活動への議事録の導入とその教育効果2021

    • 著者名/発表者名
      宮崎 慶輔
    • 学会等名
      工学教育研究講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] THE ONLINE PBL (PROJECT-BASED LEARNING) EDUCATION SYSTEM USING AI (ARTIFICIAL INTELLIGENCE)2021

    • 著者名/発表者名
      Takao Ito
    • 学会等名
      EPDE 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] CDIO Operation Education through Regional Collaboration2021

    • 著者名/発表者名
      Tanaka, Mikiko Sode
    • 学会等名
      SEFI 49th Annual Conference
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Group activities with AI teacher support in PBL education2021

    • 著者名/発表者名
      Tanaka, Mikiko Sode
    • 学会等名
      SEFI 49th Annual Conference
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] STUDY OF THE ONLINE PBL (PROJECT-BASED LEARNING) EDUCATION SYSTEM USING AI (ARTIFICIAL INTELLIGENCE) AFTER THE COVID-12021

    • 著者名/発表者名
      Takao Ito
    • 学会等名
      INTED2021
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] SMART SHARING: SMART CITY PROJECT ON BICYCLE RENTAL FOR FOREIGN TOURISTS2020

    • 著者名/発表者名
      ITO Takao
    • 学会等名
      22nd International Conference on Engineering and Product Design Education
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Extracurricular Activities Through Regional Collaboration That Fosters Learning Ability2020

    • 著者名/発表者名
      Mikiko Sode Tanaka
    • 学会等名
      IEEE TALE2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] PBLオンライン教育システムの検討2020

    • 著者名/発表者名
      袖 美樹子
    • 学会等名
      電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] EXTRA-CURRICULAR SMART CITY PROJECT: SMART SHARING BICYCLE RENTAL PROJECT USING ICT2020

    • 著者名/発表者名
      T. Ito, M.S. Tanaka
    • 学会等名
      14th International Technology, Education and Development Conferenc
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] PBLオンライン教育によるレンタサイクル向けIoT装置の開発2020

    • 著者名/発表者名
      袖美樹子, 伊藤隆夫
    • 学会等名
      2020年 電子情報通信学会 総合大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [図書] INTED2021 Proceedings2021

    • 著者名/発表者名
      IATED Academy
    • 出版者
      IATED Academy
    • ISBN
      9788409276660
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [図書] Educate for the future: PBL, Sustainability and Digitalisation 20202020

    • 著者名/発表者名
      Guerra, Aida; Chen, Juebei; Winther, Maiken; Kolmos, Anette
    • 総ページ数
      612
    • 出版者
      Aalborg University Press
    • ISBN
      9788772103136
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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