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協同学習における主体的な学びの育成のための知的学習支援システムに関する総合的検討

研究課題

研究課題/領域番号 20H04299
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62030:学習支援システム関連
研究機関立命館大学

研究代表者

林 勇吾  立命館大学, 総合心理学部, 教授 (60437085)

研究分担者 森田 純哉  静岡大学, 情報学部, 准教授 (40397443)
大本 義正  静岡大学, 情報学部, 准教授 (90511775)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円)
2022年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2021年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2020年度: 10,010千円 (直接経費: 7,700千円、間接経費: 2,310千円)
キーワード知的学習支援システム / 社会的信号処理 / マルチモーダル分析 / 協調的学習支援 / 認知モデル / ACT-R / 会話エージェント / インタラクション / CSCL / 認知科学 / コンセプトマップ / 協同学習 / 認知モデリング / 生体情報センシング / コミュニケーション / 視線フィードバック / 協同学習/協調学習
研究開始時の研究の概要

認知科学における協同活動の研究では,異なる視点に基づいた論争的なインタラクショ
ンが学習パフォーマンスを促進することが明らかにされている.しかし,初学習者に高度
な議論を主体的に実践させることは困難なタスクであり,第三者による足場かけによる支
援が必要となる.そこで本研究では,学習支援システムにより学習者らの状態を検知し,
効果的な足場かけの支援を提供できる方法を検討する.

研究成果の概要

本研究では学習者が主体的に他者と協調しながら学習を行うための学習支援システムの開発に向けた検討を行った.ここでは,学習支援システムに搭載する認知モデルの構築のために,学習活動の認知科学的分析と計算機上で動作するモデルの開発を中心に行った.具体的には,コンセプトマップを用いた協調的な学習環境において学習者がどのように協調的な学習活動を行うのかをICAP理論に基づいてインタラクションの分析を行った.そして,そこで得られた知見に基づき学習支援システム上に実装できる認知モデルをACT-Rにより実装を行った.さらに学習支援システムからどのような足場架けのファシリテーションが有用なのか実験的検討も行った.

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまで認知モデルを搭載した学習支援研究では,学習者とシステムによる1対1の検討が中心に行われてきた.しかし学習者間の協同学習を主体とした学習支援システムの開発に関する研究は,比較的少数であった.そこで本研究では,実験心理学の手法を用いた学習者のインタラクション分析を行い,その知見をもとに計算機上で動作する認知アーキテクチャー(ACT-R)への実装を行って協同学習の認知モデルの構築を行った.本研究で得られた成果はオンライン環境での協調的学習の教育手法の改善や学習支援システムの開発,その発展にも寄与すると考えらえる.また本手法は学習活動以外のあらゆる協調的な活動にも応用できる可能性が示唆される.

報告書

(4件)
  • 2023 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 10件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 協同学習におけるコンセプトマップを用いた説明活動のファシリテーション: 協調的プロセスと論争的プロセスに着目した検討2021

    • 著者名/発表者名
      下條 志厳、林 勇吾
    • 雑誌名

      認知科学

      巻: 28 号: 4 ページ: 499-521

    • DOI

      10.11225/cs.2021.004

    • NAID

      130008129538

    • ISSN
      1341-7924, 1881-5995
    • 年月日
      2021-12-01
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] ロボットを用いた創造的認知の支援に向けたファシリテーション方法に関する実験的検討2021

    • 著者名/発表者名
      林 勇吾, 下條 志厳
    • 雑誌名

      知能と情報

      巻: 33 号: 4 ページ: 768-776

    • DOI

      10.3156/jsoft.33.4_768

    • NAID

      130008116610

    • ISSN
      1347-7986, 1881-7203
    • 年月日
      2021-11-15
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 協同学習における学びの深化プロセス-ICAP フレームワークによる検討-2021

    • 著者名/発表者名
      林勇吾
    • 雑誌名

      教育システム情報学会誌

      巻: 38 ページ: 310-319

    • NAID

      130008097965

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Gaze awareness and metacognitive suggestions by a pedagogical conversational agent: An experimental investigation on interventions to support collaborative learning process and performance2020

    • 著者名/発表者名
      Yugo Hayashi
    • 雑誌名

      International Journal of Computer-Supported Collaborative Learning

      巻: 15 号: 4 ページ: 469-498

    • DOI

      10.1007/s11412-020-09333-3

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] コンセプトマップを用いた協同学習におけるworked example effect:Erroneous examplesに着目した実験的検討2023

    • 著者名/発表者名
      下條志厳・林勇吾
    • 学会等名
      第97回人工知能学会 先進的学習科学と工学研究会(ALST研究会)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] The Influence of Awareness of a Difference between Concept Mapson Transfer: Experimental Investigation on the Efficacy in Collaborative Learning2022

    • 著者名/発表者名
      Shimojo, S. Hayashi, Y.
    • 学会等名
      The 30th International Conference on Computers in Education. Asia-Pacific Society for Computers in Education (ICCE2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Relevant Knowledge Use During Collaborative Explanation Activities: Investigation by Laboratory Experiment and Computer Simulation Using ACT-R2022

    • 著者名/発表者名
      Hayashi, Y. Shimojo, S.
    • 学会等名
      The 28th International Conference on Collaboration Technologies and Social Computing (CollabTech 2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Modeling perspective taking and knowledge use in collaborative explanation: Investigation by laboratory experiment and computer simulation using ACT-R2022

    • 著者名/発表者名
      Hayashi, Y. Shimojo, S.
    • 学会等名
      The 23rd International Conference on Artificial Intelligence in Education (AIED2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Investigating Clues for Estimating Near-Future Collaborative Work Execution State based on Learners' Behavioural Data during Collaborative Learning2022

    • 著者名/発表者名
      Ohmoto, Y. Shimojo, S. Morita, J. Hayashi, Y.
    • 学会等名
      The 18th International Conference on Intelligent Tutoring Systems (ITS2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 協同学習時の知識利用におけるワーキングメモリと共感性:ACT-Rを用いた実験室実験とコンピュータシミュレーションによる検討2022

    • 著者名/発表者名
      下條志厳・林勇吾
    • 学会等名
      第39回日本認知科学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Laboratory Study on ICAP Interventions for Interactive activity Investigation Based on Learning Performance2021

    • 著者名/発表者名
      Shimojo, S. Hayashi, Y.
    • 学会等名
      The 29th International Conference on Computers in Education. Asia-Pacific Society for Computers in Education(ICCE2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Investigating Clues for Estimating ICAP States based on Learners' Behavioural Data during Collaborative Learning2021

    • 著者名/発表者名
      Ohmoto, Y. Shimojo, S. Morita, J. Hayashi, Y.
    • 学会等名
      The 17th International Conference on Intelligent Tutoring Systems (ITS2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Integrating Knowledge in Collaborative Concept Mapping: Cases in an Online Class Setting2021

    • 著者名/発表者名
      Morita, J. Ohmoto, Y. Hayashi, Y.
    • 学会等名
      The 17th International Conference on Intelligent Tutoring Systems (ITS2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Investigating gaze behavior of dyads in a collaborative explanation task using a concept map: Influence of facilitation prompts on perspective taking2021

    • 著者名/発表者名
      Hayashi, Y. Shimojo, S.
    • 学会等名
      The1st Annual Meeting of the International Society of Learning Sciences(ISLS2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 学習支援システムの研究動向に関するレビュー:CAIからadaptive testingへ2021

    • 著者名/発表者名
      林勇吾
    • 学会等名
      日本認知科学会第38回大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 協同学習のためのコンセプトマップ作成ツールの開発と評価2021

    • 著者名/発表者名
      下條志厳・林勇吾・大本義正・森田純哉
    • 学会等名
      日本認知科学会第38回大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 協同コンセプトマップの作成を通した知識の統合: オンライングループワークにおける編集過程の分析2021

    • 著者名/発表者名
      森田純哉・大本義正・林勇吾
    • 学会等名
      人工知能学会第92回先進的学習科学と工学研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] インタラクティビティの高い協同学習の支援に向けた実験的検討2021

    • 著者名/発表者名
      下條志厳・林勇吾
    • 学会等名
      人工知能学会第91回先進的学習科学と工学研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Prompting Learner-Learner Collaborative Learning for Deeper Interaction: Conversational Analysis Based on the ICAP Framework2020

    • 著者名/発表者名
      Shimojo, S.Hayashi, Y.
    • 学会等名
      The 28th International Conference on Computers in Education(ICCE2020)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Observing Facial Muscles to Estimate the Learning State During Collaborative Learning: A Focus on the ICAP Framework2020

    • 著者名/発表者名
      CAI, Y.Shimojo, S.Hayashi, Y.
    • 学会等名
      The 28th International Conference on Computers in Education(ICCE2020)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] プロンプト提示による協同プロセスの促進:ICAPに着目した実験的検討2020

    • 著者名/発表者名
      下條 志厳 林 勇吾
    • 学会等名
      日本認知科学会第37回大会発表論文集
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 表情筋による協同学習プロセスの推定:ICAP に着目した検討2020

    • 著者名/発表者名
      CAI Yuying 下條 志厳 林 勇吾
    • 学会等名
      日本認知科学会第37回大会発表論文集
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [図書] 認知モデリング2021

    • 著者名/発表者名
      John R. Anderson、林 勇吾
    • 総ページ数
      344
    • 出版者
      共立出版
    • ISBN
      9784320094499
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 林勇吾研究室のホームページ

    • URL

      http://www.hayashilab.jp/publications/

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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