| 研究課題/領域番号 |
20K12117
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分62030:学習支援システム関連
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| 研究機関 | 武庫川女子大学 |
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研究代表者 |
福井 哲夫 武庫川女子大学, 社会情報学部, 教授 (70218890)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 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: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | マルチモーダル学習 / 音声入出力 / 数式入力インタフェース / 数学文書エディタ / 知的学習支援システム / 数学eラーニング / 手書き入力 / 音声入力 / 数学学習支援 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
我々は，世界的に重視されているSTEM教育の数学的デジタル教材を作成しやすくするため，数式を読み書きするような文字列から変換候補を提示して入力できるキーボードベースの数式入力インタフェースの開発に成功した。しかし，超スマート社会時代の到来に向け，数式入力手段も場面や利用者の目的レベルに応じて多様な選択肢を提供する必要がある。そこで，本研究では．数学教材を作成する先生だけでなく，数学知識を検索・計算し，答えをデジタルに記録する生徒・学生・一般人のために手書き入力，音声入力などマルチモーダルな数式入力UIを備えた数学文書編集可能な学習支援環境の実現を目指す。
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| 研究成果の概要 |
前研究課題で取り組んできた数式曖昧文字列からのAI予測変換による数式入力UIに，音声認識技術を導入し，音声による数式入力を実現した。これにより利用者の多様な場面に対応したキーボード・タッチスクリーン・音声入力などマルチモーダルな数式入力UIが提供できた。そのUIを実装した数学eラーニング教材作成のための数学統合文書エディタを独自開発し，オープンソースとして公開した。また，このシステムを検証するため，関数グラフ作成による学習教材を含む数学学習支援環境を試作し，高校生約60名に授業実践したとろ，高い満足度が得られた。これらの成果は学会で発表するとともに開発システムを公開サーバにて公開した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究のAIによる数式曖昧文字列予測変換は，数式の音声の読み上げ文字と親和性が高く，低コストで中学数学レベルの数式の音声認識が実現できることを示した。しかし，数式は似たような発音が多く100 %の認識率を目指すには限界がある。本研究では，音声のみではなく，キーボード・タッチスクリーン入力と組み合わせたマルチモーダルな数式入力UIを実現しており，誤認や入力ミスに対して修正のしやすさが向上したことにある。社会的意義として，マルチモーダルなUIを備えた数学文書エディタを公開したことによって，教師による教材作成支援だけでなく，多様な場面に対応した数学学習支援環境を提供できるようになった。
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