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遠隔教育における学習者の表出の機能解明と表出促進システムによる学習改善の研究

研究課題

研究課題/領域番号 23K25705
補助金の研究課題番号 23H01008 (2023)
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金 (2024)
補助金 (2023)
応募区分一般
審査区分 小区分09070:教育工学関連
研究機関放送大学

研究代表者

加藤 浩  放送大学, 教養学部, 教授 (80332146)

研究分担者 葛岡 英明  東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 教授 (10241796)
大西 鮎美  神戸大学, 工学研究科, 助教 (10869142)
鈴木 栄幸  茨城大学, 人文社会科学部, 教授 (20323199)
寺田 努  神戸大学, 工学研究科, 教授 (70324861)
久保田 善彦  玉川大学, 教育学研究科, 教授 (90432103)
研究期間 (年度) 2023-04-01 – 2027-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
18,460千円 (直接経費: 14,200千円、間接経費: 4,260千円)
2026年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2025年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2024年度: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円)
2023年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
キーワード教育工学 / 遠隔教育 / HCI / 生体情報 / 表出
研究開始時の研究の概要

これまでの我々の研究から、講義中にうなずき等のリアクションの表出を促進することで、講義に対する受講者の集中度を高く維持できる可能性が明らかになった。そこで本研究では、遠隔講義における受講者のリアクションを促進する方法を検討する。具体的には、遠隔講義画面中に自分自身や他者の上半身動画を表示し、人の上半身動画像にうなずきや首かしげ等のモーションをリアルタイムに付与する技術を用いてそれを動かし、受講者の引き込み現象を誘発するシステムを開発する。それを用いて受講者のリアクションの表出を促進することで、受講者の集中度を高く維持し、さらには学習効果の向上を目指す。

研究実績の概要

前科研の成果として、オンデマンド授業の受講時に自然に受講してもらう群と、PC上にあらかじめ撮影された他者の顔映像を表示し、他者の頷きに合わせて強制的に頷くように指示した群と、頷きを強制しなかった群の3つの群に分け、それぞれの覚醒度を調査したところ、強制された群以外で被験者の覚醒度が高まることが示唆された。これより、受講者を自発的に頷くように仕向ければ、授業に対する集中度を高く維持することが期待できる。
そこで、他者の動作に釣られて自発的にそれと同じ動作をする「引き込み現象」に着目し、それが誘発されやすい条件を探る実験を行った。あくびや感情の伝染には誘因となる人物との親密さが関係することが知られていることから、誘因となる顔画像には自分自身の顔画像を用いることにした。
そのために、オープンソースのフェイスアニメーション合成ツールAvatarifyを用いて自分自身の顔映像にリアルタイムに動作を付与できるシステムを開発した。そして、それを用いて自分自身の顔画像を頷かせたり、笑わせたり、首を傾げさせたりしたときに、自分の姿を見たときにそれが自分自身であると感じるかを表す身体所有感と、自分自身の動作であると感じるかを表す操作主体感とを調査し、それらと引き込み現象との関係を調べる実験を実施した。
その結果、まず、引き込み現象の強さには個人差が大きいことが分かった。次に、笑顔のような感情を表現している動きよりも、頷きや首傾げといった単純な動作かつ、その動作をすることに違和感がない状況の方が引き込み現象を起こしやすいことが示唆された。さらに、身体所有感と操作主体感はともに動作を付与すると、付与しないときよりも低下したが、どちらも低い方が引き込み現象が起こりやすい傾向が見られた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

まず、リアクションの自発性と覚醒度の関係を明らかにした。さらに、顔画像にリアルタイムに動作を付与できるシステムを開発し、それを用いて、顔画像の動作と引き込み現象の強さとの関係を調べる実験を行った。これにより今年度の計画はほぼ達成された。

今後の研究の推進方策

顔画像に動作付与するシステムを用いて、遠隔教育における受講者のうなずきなどのリアクションを、効果的に惹起できる引き込み現象の条件はどのようなものかを実験的に探る。条件としては、引き込み現象誘発刺激として用いる上半身動画における受講者と表示対象との親密性(自分自身・親しい他者・見知らぬ他者など)、表示対象者数(1人~複数人)、動画像の大きさ、リアルさ(実画像・アバタ)、注視点の影響(周辺視野でも効果は減じないか)、受講者自身が他者から見られているか否か、などを検討する予定である。並行して、これまでに引き込み現象を起こしやすい人とそうでない人の差が大きいことが分かっているので、その差を引き起こす要因について探索し、引き込み現象を起こしにくい人にも効果的な促進方法を検討する。
次に前述の条件を用いて、実際的な状況で学習させ、リアクションの出現頻度がリアクション促進方法の使用前と、使用中と、使用後とでどのように変化するかを調べ、効果の持続性を明らかにする。さらに、受講者のリアクションを促進するために、リアクションの効果や意義などを説明する教材を開発し、リアクション促進方法と併用してその教育効果を実験的に検証する。

報告書

(1件)
  • 2023 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 4件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] 新しい学習観から見た授業改善の工夫2024

    • 著者名/発表者名
      久保田善彦
    • 雑誌名

      学士課程教育機構研究誌

      巻: 13

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] 自己主導学習レディネスが学習予定・状況記録システムの継続使用に与える影響2023

    • 著者名/発表者名
      松田 岳士, 近藤 伸彦, 岡田 有司, 重田 勝介, 渡辺 雄貴, 加藤 浩
    • 雑誌名

      日本教育工学会論文誌

      巻: 47 号: 4 ページ: 639-653

    • DOI

      10.15077/jjet.47017

    • ISSN
      1349-8290, 2189-6453
    • 年月日
      2023-12-20
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 授業中の表出と集中度に基づく対面授業と遠隔リアルタイム授業の比較調査2023

    • 著者名/発表者名
      角田 幸太郎、大西 鮎美、寺田 努、加藤 浩、葛岡 英明、久保田 善彦、鈴木 栄幸、塚本 昌彦
    • 雑誌名

      情報処理学会論文誌

      巻: 64 号: 4 ページ: 814-829

    • DOI

      10.20729/00225490

    • ISSN
      1882-7764
    • 年月日
      2023-04-15
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Investigation of the Effect of Students’ Nodding on Their Arousal Levels in On-Demand Lectures2023

    • 著者名/発表者名
      Kotaro Sumida, Ayumi Ohnishi, Tsutomu Terada, Hiroshi Kato, Hideaki Kuzuoka, Yoshihiko Kubota, Hideyuki Suzuki
    • 雑誌名

      Sensors

      巻: 23(8) 号: 8 ページ: 1-16

    • DOI

      10.3390/s23083858

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] System for Detecting Learner Stuck in Programming Learning2023

    • 著者名/発表者名
      Hiroki OKA, Ayumi OHNISHI, Tsutomu TERADA, and Masahiko TSUKAMOTO
    • 雑誌名

      Journal of Sensors

      巻: Vol. 23, No. 12:5739 号: 12 ページ: 5739-5739

    • DOI

      10.3390/s23125739

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 科学的主張の信頼性を評価するチェックリストの開発と試行2023

    • 著者名/発表者名
      久保田 善彦、松峯 笑子、舟生 日出男、鈴木 栄幸
    • 雑誌名

      科学教育研究

      巻: 47 号: 4 ページ: 509-522

    • DOI

      10.14935/jssej.47.509

    • ISSN
      0386-4553, 2188-5338
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 科学ニュースの批判的読解力を高める指導法の開発2024

    • 著者名/発表者名
      沖田美緒 久保田善彦
    • 学会等名
      日本理科教育学会全国大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 遠隔会議の自己表示映像に対する身体所有感や操作主体感を変更するコミュニケーション支援システム2024

    • 著者名/発表者名
      岸本諒大, 土田修平, 寺田 努, 塚本昌彦
    • 学会等名
      インタラクション2024論文集
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 科学ニュースの編集で学ぶ編集者心理と科学2024

    • 著者名/発表者名
      久保田善彦 沖田美緒
    • 学会等名
      日本理科教育学会全国大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 動作を合成した自己顔映像のフィードバックが引き込みに与える影響の調査2024

    • 著者名/発表者名
      宮嶋佑輔, 大西鮎美, 寺田 努, 加藤 浩, 葛岡英明, 久保田善彦, 鈴木栄幸, 塚本昌彦
    • 学会等名
      情報処理学会研究報告 第81回ユビキタスコンピューティングシステム研究会 (UBI81)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] オンライン講義における聴講者の視線解析を用いた閲覧画面推定に基づく傾聴度推定手法2024

    • 著者名/発表者名
      大沢健太, 土田修平, 寺田 努, 塚本昌彦
    • 学会等名
      インタラクション2024論文集
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ハイブリッド授業におけるオンライン受講の選択要因2024

    • 著者名/発表者名
      伏木田雅子, 大浦弘樹, 光永文彦, 吉川遼, 加藤浩:
    • 学会等名
      日本教育工学会2024年春季全国大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 3 次元対話エージェントによる支援のスクリプトが協調的議論の共調整に与える効果2024

    • 著者名/発表者名
      望月俊男, 江木啓訓, 石井裕, 結城菜摘, 西村龍之介, 菅本祐也, 久保田善彦, 加藤浩
    • 学会等名
      日本教育工学会2024年春季全国大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 擬人化した非人間キャラクターを組み込んだ「学習エピソード漫画」によるプログラミング学習過程の記録と分析2024

    • 著者名/発表者名
      鈴木栄幸,舟生日出男,久保田善彦
    • 学会等名
      電子情報通信学会教育工学研究会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Discussion-Historiogram: Enhancing Memory of a Problem-solving-oriented Discussion by Reflection Using Historical Representation2023

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki SUZUKI, Hideo FUNAOI, Yoshihiko KUBOTA
    • 学会等名
      16th annual International Conference of Education, Research and Innovation (ICERI2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Proposal and Evaluation of "Proactive-Accentuated Nodding" to Enhance Active Listening in Presentation Education2023

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki SUZUKI, Hideo FUNAOI, Yoshihiko KUBOTA, Hideaki KUZUOKA, Kotaro SUMIDA, Ayumi OHNISHI, Tsutomu TERADA, and Hiroshi KATO
    • 学会等名
      17th International Conference of the Learning Sciences (ICLS)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Enhancing Empathic Understanding of Hostile Others in Preparation of Persuasive Presentation through Enacting Hostile's Life Episode2023

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki SUZUKI, Hideo FUNAOI, Yoshihiko KUBOTA, Hiroshi KATO
    • 学会等名
      15th International Conference on Education and New Learning Technologies
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Virtual Omnibus Lecture: Investigating the Effects of Varying Lecturer Avatars as Environmental Context on Audience Memory2023

    • 著者名/発表者名
      Takato Mizuho, Tomohiro Amemiya, Takuji Narumi, and Hideaki Kuzuoka
    • 学会等名
      Augmented Humans International Conference 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] プログラミング初学者の課題解決方針の立案能力を高める選択肢タップ式学習支援システム2023

    • 著者名/発表者名
      岡 大貴, 大西鮎美, 西田健志, 寺田 努, 塚本昌彦
    • 学会等名
      日本ソフトウェア科学会第31回インタラクティブシステムとソフトウェアに関するワークショップ(WISS2023)論文集
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] プログラミング初学者の課題解決方針立案能力の向上に焦点をあてた選択肢タップ式学習システム2023

    • 著者名/発表者名
      岡 大貴, 大西鮎美, 西田健志, 寺田 努, 塚本昌彦
    • 学会等名
      情報処理学会研究報告 第171回コンピュータと教育研究発表会 (CE171)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 遠隔会議における身体所有感と操作主体感を考慮した顔の部分表示手法の提案2023

    • 著者名/発表者名
      岸本諒大, 土田修平, 寺田 努, 塚本昌彦
    • 学会等名
      ユビキタス・ウェアラブルワークショップ2023論文集
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 自身の顔映像への動作合成を用いた自己フィードバックが引き込みに与える影響の調査2023

    • 著者名/発表者名
      宮嶋佑輔, 大西鮎美, 寺田 努, 加藤 浩, 葛岡英明, 久保田善彦, 鈴木栄幸, 塚本昌彦
    • 学会等名
      ユビキタス・ウェアラブルワークショップ2023論文集
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ハイブリッドなグループワークにおける紙媒体資料への共同注視を支援する画像・カーソル共有機能の開発2023

    • 著者名/発表者名
      大浦弘樹, 吉川遼, 光永文彦, 伏木田雅子, 加藤浩
    • 学会等名
      日本教育工学会2023年秋季全国大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] オンライン講義において聴講者の顔映像を用いて聴講者の閲覧ウィンドウを推定するシステムの提案2023

    • 著者名/発表者名
      大沢健太, 土田修平, 寺田 努, 塚本昌彦
    • 学会等名
      ユビキタス・ウェアラブルワークショップ2023論文集
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [図書] これからの理科教育はどうあるべきか2023

    • 著者名/発表者名
      久保田善彦 編著
    • 総ページ数
      140
    • 出版者
      東洋館出版社
    • ISBN
      4491053863
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書

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公開日: 2023-04-18   更新日: 2024-12-25  

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