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マイクロワールドグラフの説明生成機能の拡充に基づく知識構成支援に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 26280127
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 学習支援システム
研究機関神戸大学

研究代表者

堀口 知也  神戸大学, 海事科学研究科(研究院), 教授 (00294257)

研究分担者 平嶋 宗  広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10238355)
東本 崇仁  東京工芸大学, 工学部, 助教 (10508435)
研究協力者 今井 功  千葉市立花園中学校, 教頭
Forbus Kenneth D.  Northwestern University, Department of Electrical Engineering and Computer Science, Professor
Gentner Dedre  Northwestern University, Department of Psychology, Professor
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
12,740千円 (直接経費: 9,800千円、間接経費: 2,940千円)
2016年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2015年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2014年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
キーワード知的学習支援システム / 科学教育 / 問題系列化 / 説明生成 / 知識工学 / 問題演習 / 国際情報交換
研究成果の概要

初等物理学の概念的理解を段階的に達成することを支援するため,適応的な問題系列化および問題間関係の説明生成の自動化を実現するための知識記述の枠組みを与え,そのような能力を持つ学習支援システムを構築し,実験によってその有用性を検証した.すなわち,(1)説明の基盤となる概念の体系化, (2)説明生成機能の実装と問題系列生成機能を有する既存システムへの統合,(3)実験的利用を通した学習プロセス・効果の分析を実施し,システムによる説明が概念的理解を促進すること,種々の条件下での問題系列の学習の促進要因に関する認知モデルを明らかにした.

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 3件)

  • [国際共同研究] Northwestern大学/Dept. of Elec. Eng. and Comp. Sci./Dept. of Psychology(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] Northwestern University(米国)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] 多視点Error-Based Simulationの設計・開発と実験的評価2016

    • 著者名/発表者名
      山田敦士, 篠原智哉, 堀口知也, 林雄介, 平嶋宗
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌D 情報・システム

      巻: J99-D 号: 12 ページ: 1158-1161

    • DOI

      10.14923/transinfj.2016JDL8008

    • NAID

      120006466708

    • ISSN
      1880-4535, 1881-0225
    • 年月日
      2016-12-01
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 力と運動に関する因果推論理論2016

    • 著者名/発表者名
      溝口理一郎, 平嶋宗, 堀口知也
    • 雑誌名

      人工知能学会論文誌

      巻: 31 号: 4 ページ: A-F44_1-13

    • DOI

      10.1527/tjsai.A-F44

    • NAID

      130005259549

    • ISSN
      1346-0714, 1346-8030
    • 年月日
      2016-07-01
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 運動する物体にはたらく力を対象としたError-based Simulationの中学校理科における実践利用2016

    • 著者名/発表者名
      篠原智哉, 今井功, 東本崇仁, 堀口知也, 山田敦士, 山元翔, 林雄介, 平嶋宗
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌D 情報・システム

      巻: J99-D 号: 4 ページ: 439-451

    • DOI

      10.14923/transinfj.2015JDP7058

    • NAID

      120006466707

    • ISSN
      1880-4535, 1881-0225
    • 年月日
      2016-04-01
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Framework of Generating Explanation for Conceptual Understanding based on 'Semantics of Constraints'2015

    • 著者名/発表者名
      Horiguchi, T., Toumoto, T. & Hirashima, T.
    • 雑誌名

      Research and Practice in Technology Enhanced Learning (Springer)

      巻: 10 号: 1

    • DOI

      10.1007/s41039-015-0002-4

    • NAID

      120005657651

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Framework of Generating Explanation for Conceptual Understanding based on 'Semantics of Constraints'2015

    • 著者名/発表者名
      Horiguchi, T., Toumoto, T. & Hirashima, T.
    • 雑誌名

      Research and Practice in Technology Enhanced Learning

      巻: accepted

    • NAID

      120005657651

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Error-Based Simulation for Error-Awareness in Learning Mechanics: An Evaluation2014

    • 著者名/発表者名
      Horiguchi, T., Imai, I., Toumoto, T. & Hirashima, T.
    • 雑誌名

      Journal of Educational Technology & Society

      巻: 17 ページ: 1-13

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] モデリング学習環境におけるモデルの構造レベル及び振る舞いレベルの支援比較2017

    • 著者名/発表者名
      益田哲宏, 堀口知也
    • 学会等名
      第79回人工知能学会先進的学習科学と工学研究会
    • 発表場所
      花びしホテル(北海道函館市)
    • 年月日
      2017-03-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] モデリング学習環境におけるモデルの差異検出機能とその評価2016

    • 著者名/発表者名
      益田哲宏, 堀口知也
    • 学会等名
      第30回人工知能学会全国大会
    • 発表場所
      北九州国際会議場(福岡県北九州市)
    • 年月日
      2016-06-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 自己調整活動の経験型支援システムの設計・開発 -単純化方略を用いた行き詰まりの自己克服を対象として-2016

    • 著者名/発表者名
      津守庸平, 林直也, 篠原智哉, 山元翔, 堀口知也, 林雄介, 平嶋宗
    • 学会等名
      2016年度人工知能学会第30回全国大会
    • 発表場所
      北九州国際会議場(福岡県北九州市)
    • 年月日
      2016-06-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 物体にはたらく力・加速度・速度の関連付けのためのError-Based Simulation2016

    • 著者名/発表者名
      山田敦士, 安田健汰, 篠原智哉, 山元翔, 堀口知也, 林雄介, 平嶋宗
    • 学会等名
      人工知能学会第76回先進的学習科学と工学研究会(SIG-ALST)
    • 発表場所
      かんぽの宿有馬, 兵庫県神戸市
    • 年月日
      2016-03-06
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Error-Based Simulationを用いた力学演習におけるモニタリングツールの設計・開発2016

    • 著者名/発表者名
      安田健汰, 山田敦士, 篠原智哉, 山元翔, 堀口知也, 林雄介, 平嶋宗
    • 学会等名
      2015年度JSiSE学生研究発表会
    • 発表場所
      広島市立大学サテライトキャンパス, 広島県広島市
    • 年月日
      2016-02-29
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Experimental Evaluation of Error-Based Simulation for Dynamics 265 Problems in Science Class at Junior High School2015

    • 著者名/発表者名
      Shinohara, T., Imai, I., Tomoto, T., Horiguchi, T., Yamada, A., Yamamoto, S., Hayashi, Y. & Hirashima, T.
    • 学会等名
      Workshop of 23rd International Conference on Computers in Education (ICCE2015)
    • 発表場所
      Hangzhou, China
    • 年月日
      2015-11-30
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Experimental Use of Error-Based Simulation for Dynamics Problems in National Institutes of Technology2015

    • 著者名/発表者名
      Shinohara, T., Tomoto, T., Horiguchi, T., Yamada, A., Yamamoto, S., Hayashi, Y. & Hirashima, T.
    • 学会等名
      WIPP of 23rd International Conference on Computers in Education (ICCE2015)
    • 発表場所
      Hangzhou, China
    • 年月日
      2015-11-30
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 運動系における力の把握の促進を目指したError-based Simulationとその評価実験2015

    • 著者名/発表者名
      篠原智哉, 東本崇仁, 堀口知也, 山田敦士, 林雄介, 平嶋宗
    • 学会等名
      2015年度教育システム情報学会第40回全国大会(JSiSE2015)
    • 発表場所
      徳島大学常三島キャンパス, 徳島県徳島市
    • 年月日
      2015-09-01
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] The Effect of Problem Sequence on Students' Conceptual Understanding in Physics2015

    • 著者名/発表者名
      Horiguchi, T., Tomoto, T. & Hirashima, T.
    • 学会等名
      17th International Conference on Human-Computer Interaction (HCI International 2015)
    • 発表場所
      Los Angeles, CA, USA
    • 年月日
      2015-08-02
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 人間の素朴な因果理解に準拠した汎用運動シミュレータ2015

    • 著者名/発表者名
      堀口知也, 平嶋宗, 溝口理一郎
    • 学会等名
      第29回人工知能学会全国大会
    • 発表場所
      公立はこだて未来大学, 北海道函館市
    • 年月日
      2015-05-30 – 2015-06-02
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 人間の素朴な因果理解に準拠した汎用運動シミュレータ2015

    • 著者名/発表者名
      堀口知也, 平嶋宗, 溝口理一郎
    • 学会等名
      第29回人工知能学会全国大会
    • 発表場所
      はこだて未来大学, 北海道函館市
    • 年月日
      2015-05-30
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 力と運動に関する誤概念の修正を目的としたError-based Simulationの開発と中学校での実践的利用2015

    • 著者名/発表者名
      篠原智哉, 今井功, 東本崇仁, 堀口知也, 山田敦士, 山元翔, 林雄介, 平嶋宗
    • 学会等名
      第73回人工知能学会先進的学習科学と工学研究会
    • 発表場所
      湯の風HAZU, 愛知県新城市
    • 年月日
      2015-03-05 – 2015-03-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Structured Explanation Generation for Conceptual Understanding in Physics2014

    • 著者名/発表者名
      Horiguchi, T., Tomoto, T. & Hirashima, T.
    • 学会等名
      22nd International Conference on Computers in Education
    • 発表場所
      Nara Prefectural New Public Hall, Nara, Nara
    • 年月日
      2014-11-30 – 2014-12-04
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] A Framework of Generating Explanation for Conceptual Understanding based on 'Semantics of Constraints'2014

    • 著者名/発表者名
      Horiguchi, T., Tomoto, T. & Hirashima, T.
    • 学会等名
      22nd International Conference on Computers in Education
    • 発表場所
      Nara Prefectural New Public Hall, Nara, Nara
    • 年月日
      2014-11-30 – 2014-12-04
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Scaffolding for Self-overcoming of Impasse by Using Problem Simplification2014

    • 著者名/発表者名
      Hayashi, N., Shinohara, T., Yamamoto, S., Hayashi, Y., Horiguchi, T. & Hirashima, T.
    • 学会等名
      22nd International Conference on Computers in Education
    • 発表場所
      Nara Prefectural New Public Hall, Nara, Nara
    • 年月日
      2014-11-30 – 2014-12-04
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2022-02-16  

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