• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

受講者の受講状況に基づいたオンライン授業映像の評価・改善に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 19K12261
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62030:学習支援システム関連
研究機関福山大学

研究代表者

尾関 孝史  福山大学, 工学部, 教授 (40299300)

研究分担者 渡邊 栄治  甲南大学, 知能情報学部, 教授 (20220866)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 交付 (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: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
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: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワードオンライン授業 / 授業映像 / 集中度 / 授業の雰囲気 / つまずき点 / 受講状況 / Webカメラ / タブレット / 動作解析 / 映像の巻き戻し / 映像の停止 / 学習支援 / オンライン授業映像 / ラーニングアナリティクス
研究開始時の研究の概要

本研究課題では、受講者の受講状況に基づいたオンライン授業映像の評価・改善システムを提案する。同システムでは、受講者の「授業映像の閲覧状況」、「受講姿勢」、「ノートの筆記状況」をログデータとして扱う。そして、得られた客観的なデータの解析をもとに、受講者のつまずき点を定量的に明らかにし、授業を行った講師に授業映像の評価・改善箇所を提供する。また、同システムを反転学習の準備学習に利用すれば、受講者のつまずき点を講師が事前に知ることができ、対面授業の際にその情報を活用することが可能となる。

研究実績の概要

本研究課題の目的は、「受講者の受講状況に基づいたオンライン授業映像の評価・改善システム」を提案することである。同システムでは、「授業映像の閲覧状況」、「受講姿勢」、「ノートの筆記状況」などの受講状況データを解析して、受講者のつまずき点を定量的に明らかにし、授業映像を作成した講師に授業映像の評価・改善箇所を提供することである。このうち、2021年度の課題は、以下の2つであった。
(1)受講者の集中度の計測(受講者の顔の向き及び筆記状態と受講者の集中度の関係を明らかにすること)
(2)多数の受講者のつまずき点の検出とその視覚化(閲覧状況の推移、受講姿勢の変動、筆記状況の変化から、多数の受講者が戸惑い行動をしている授業映像の箇所を授業内容のつまずき点として検出すること)
これに対して、2021年度は以下の研究成果を得た。
2020年度に開発したノートパソコンにあるWebカメラを利用して、受講者がモニタを注視しているタイミングを自動的に取得するシステムを改良した。また、受講者のノートパソコンとタブレットを利用して、受講者が筆記をしているタイミングを自動的に取得するシステムも改良した。そして、その結果を時系列グラフで教員のノートパソコンにリアルタイムに表示するシステムを開発した。改良したシステムを用いて5,6名の受講者に対して実験を行い、受講状況データの変化をリアルタイムに教員機に表示できることを確認した。次に、受講者の状況を計測するアプリケーションをUSBメモリ内で動作できるようにし、受講者のノートパソコンにアプリケーションをインストールしなくても提案システムが利用できるようにプログラムを改良した。この結果、提案システムを容易に多数の受講者のノートパソコンで利用できるようになった。

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

新型コロナウィルスの影響で、学生の大学への登校が制限され、予定していた多数の学生が参加する検証実験が十分に実施できなかった。そのため、少数の受講者に対して完成したシステムの動作確認を行うことにとどまった。その結果、多数の受講者に対する作成したシステムの有効性の検証には至らなかった。また、多数の受講者のデータが得られなかったため、受講者の顔の向きと集中度の関係を解析することや授業映像のつまずき点の具体的な検出ができなかった。

今後の研究の推進方策

2021年度までに、受講者のモニタの注視状態および筆記状態を計測し、それぞれ2つの状態を計測するシステムを作成し、動作確認を行った。しかし、2021年度も新型コロナウィルスの影響で学生の大学への登校が制限され、多数の学生参加による検証実験ができなかった。そこで、2022年度は、この作成したシステムを利用して、模擬授業映像の受講者のモニタの注視状態や筆記状態などの受講状態の計測実験を実施する。更に、模擬授業映像に関して以下の検証を行う。
(1)3種類の受講者データ(閲覧状況の推移、受講姿勢の変動、筆記状態の変化)から、多数の受講者が戸惑い行動をしている箇所を授業内容のつまずき点として検証する。
(2)受講アンケートによる受講者の主観的な評価と客観的な受講者データから得られたつまずき点を比較することで、提案システムの有効性を検証する。この時、相関係数や主成分分析といった統計的手法やディープラーニングといった人工知能的な手法を利用する。

報告書

(3件)
  • 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

(15件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] 遠隔授業におけるクラスの雰囲気の把握方法2021

    • 著者名/発表者名
      尾関孝史、渡邊栄治
    • 雑誌名

      福山大学工学部紀要

      巻: 44 ページ: 51-54

    • NAID

      120007189922

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 平滑化映像中の学生の顔検出に関して2020

    • 著者名/発表者名
      尾関孝史、渡邊栄治
    • 雑誌名

      福山大学工学部紀要

      巻: 43 ページ: 91-95

    • NAID

      40022217660

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Modeling of Non-verbal Behaviors of Students in Cooperative Learning by Using OpenPose2019

    • 著者名/発表者名
      Eiji Watanabe, Takashi Ozeki and Takeshi Kohama
    • 雑誌名

      Proceedings of 25th International Conference on Collaboration Technologies

      巻: 1 ページ: 191-201

    • DOI

      10.1007/978-3-030-28011-6_13

    • ISBN
      9783030280109, 9783030280116
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] A system to Understand the Class Atmosphere in Distance Learning2021

    • 著者名/発表者名
      Takashi Ozeki, Eiji Watanabe
    • 学会等名
      The 7th IIEEJ International Workshop on Image Electronics and Visual Computing
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ビデオ講義を対象とした学習者のノーティング動作の分析 (第5報)2021

    • 著者名/発表者名
      渡邊 栄治, 尾関 孝史, 小濱 剛
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 遠隔授業における学生たちの筆記状態の可視化2021

    • 著者名/発表者名
      尾関孝史、渡邊栄治
    • 学会等名
      電子情報通信学会2021年総合大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] デジタルコンテンツに対するページ移動履歴の分析2020

    • 著者名/発表者名
      渡邊 栄治, 尾関 孝史, 小濱 剛
    • 学会等名
      人工知能学会先進的学習科学と工学研究会(第90回)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] ビデオ講義を対象とした学習者のノーティング動作の分析 (第4報)2020

    • 著者名/発表者名
      渡邊 栄治, 尾関 孝史, 小濱 剛
    • 学会等名
      映像情報メディア学会技術研究報告
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] プライバシーを考慮した授業中の学生の受講状態の解析2019

    • 著者名/発表者名
      尾関孝史、渡邊栄治
    • 学会等名
      画像電子学会年次大会2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Analysis of the Behavior of Students Considering Privacy2019

    • 著者名/発表者名
      Takashi Ozeki, Eiji Watanabe
    • 学会等名
      The Fourth IIEEJ International Workshop on Image Electronics and Visual Computing
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Modeling the Behaviors of Participants in Meetings for Decision Making Using OpenPose2019

    • 著者名/発表者名
      Eiji Watanabe, Takashi Ozeki and Takeshi Kohama
    • 学会等名
      International Conference on Interactive Collaborative Learning 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ビデオ講義を対象とした学習者のノーティング動作の分析 (第3報)2019

    • 著者名/発表者名
      渡邊 栄治、尾関 孝史、小濱 剛
    • 学会等名
      信学技報ET2019-24
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ビデオ講義を対象とした協同学習における学習者の動作の分析 (第3報)2019

    • 著者名/発表者名
      渡邊 栄治、尾関 孝史、小濱 剛
    • 学会等名
      JSiSE 研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 講義や自習における学習ログの分析2019

    • 著者名/発表者名
      渡邊 栄治、尾関 孝史、小濱 剛
    • 学会等名
      信学技報,LOIS2019-15
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 講義における講師と受講者の相互作用の分析 (第4報)2019

    • 著者名/発表者名
      渡邊 栄治、尾関 孝史、小濱 剛、浜野 裕希、吉田 賢史
    • 学会等名
      信学技報,MSS2019-23
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2022-12-28  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi