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2019 年度 実績報告書

教育ビッグデータの解析による教材改善手法の開発と評価

研究課題

研究課題/領域番号 16H03078
研究機関神戸大学

研究代表者

殷 成久  神戸大学, 情報基盤センター, 准教授 (20512180)

研究分担者 熊本 悦子  神戸大学, 情報基盤センター, 教授 (00221383)
魚崎 典子  大阪大学, 国際教育交流センター, 特任准教授(常勤) (00721523)
鳩野 逸生  神戸大学, 情報基盤センター, 教授 (10208548)
廣川 佐千男  九州大学, 情報基盤研究開発センター, 教授 (40126785)
毛利 考佑  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (60796001)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
キーワードシステム開発 / 学習分析 / 学習スタイル / クイズシステム
研究実績の概要

2019年度では大きく分けて2点の研究を行った。1点目は電子教材システムDITeLの閲覧ログと学習スタイルデータの関係分析である。また2点目は、1点目を踏まえた教材改善システム開発である。
DITeLの閲覧ログと質問紙で収集した学習スタイルの関係分析については、二つの研究を行った。1) アソシエーション分析手法を利用し、アソシエーションルール(associations rules)を抽出することを行った。その結果、いくつかの意味のあるルールを抽出できた。例えば、視覚型の学生は学習効率が良く、分析型はよく時間を使って勉強するなどである。2) クラスター分析を行い、学生を5つのグループに分けて、学習ログと学習スタイルの関係性を分析した。その結果、視覚を利用し、可能性や関係性を探求して、活動的に順序よく勉強した方が、効率が良いことが示された。
いままでの分析結果を踏まえ2点目にあたる、DITeLシステムの一部として、クイズによる教材改善機能の開発を行った。成績の低いクイズは教材の内容が悪いと考えられる。本機能は、クイズの内容によって、自動的に教材コンテンツを特定し、それを教員にフィードバックする。教員はそのコンテンツを確認し、改善する。更に、マーカーやメモ、ページジャンプなどを分析した、教材改善システム機能も開発した。教員はこれらの情報を利用して、教材を改善する。例えば、マーカー、メモを統計的に特徴分析し、頻度が高かった内容は重要であると考えることができる。そこで、教員はそのページでより説明を追加する。また、AページからBページによくジャンプしているのであれば、教員はAページとBページを隣に置く。これらの機能を実際の授業で評価したところ、教材改善に役に立てられるなどの評価が得られた。しかし、授業で教材改善機能を使い、長期的な評価することが必要である。
最後に、研究発展として、他の研究者と共同研究を行い、学習行為分析と予測なども行った。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (20件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 5件、 査読あり 7件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 13件)

  • [雑誌論文] Educational big data: extracting meaning from data for smart education2020

    • 著者名/発表者名
      Chen Nian-Shing、Yin Chengjiu、Isaias Pedro、Psotka Joseph
    • 雑誌名

      Interactive Learning Environments

      巻: 28-2 ページ: 142-147

    • DOI

      10.1080/10494820.2019.1635395

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Outcomes-based appropriation of context-aware ubiquitous technology across educational levels2019

    • 著者名/発表者名
      Lin Vivien、Liu Gi-Zen、Hwang Gwo-Jen、Chen Nian-Shing、Yin Chengjiu
    • 雑誌名

      Interactive Learning Environments

      巻: - ページ: 1~24

    • DOI

      https://doi.org/10.1080/10494820.2019.1703012

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] GAN-based pencil drawing learning system for art education on large-scale image datasets with learning analytics2019

    • 著者名/発表者名
      Jin Yuxi、Li Ping、Wang Wenxiao、Zhang Suiyun、Lin Di、Yin Chengjiu
    • 雑誌名

      Interactive Learning Environments

      巻: - ページ: 1~18

    • DOI

      https://doi.org/10.1080/10494820.2019.1636827

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] An automatic quiz generation system utilizing digital textbook logs2019

    • 著者名/発表者名
      Mouri Kousuke、Uosaki Noriko、Hasnine Mohammad、Shimada Atsushi、Yin Chengjiu、Kaneko Keiichi、Ogata Hiroaki
    • 雑誌名

      Interactive Learning Environments

      巻: - ページ: 1~14

    • DOI

      https://doi.org/10.1080/10494820.2019.1620291

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Educational data mining for discovering hidden browsing patterns using non-negative matrix factorization2019

    • 著者名/発表者名
      Mouri Kousuke、Suzuki Fumiya、Shimada Atsushi、Uosaki Noriko、Yin Chengjiu、Kaneko Keiichi、Ogata Hiroaki
    • 雑誌名

      Interactive Learning Environments

      巻: - ページ: 1~13

    • DOI

      https://doi.org/10.1080/10494820.2019.1619594

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The era of flipped learning: promoting active learning and higher order thinking with innovative flipped learning strategies and supporting systems2019

    • 著者名/発表者名
      Hwang Gwo-Jen、Yin Chengjiu、Chu Hui-Chun
    • 雑誌名

      Interactive Learning Environments

      巻: 27 ページ: 991~994

    • DOI

      https://doi.org/10.1080/10494820.2019.1667150

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Predicting students’ academic performance by using educational big data and learning analytics: evaluation of classification methods and learning logs2019

    • 著者名/発表者名
      Huang Anna Y.Q.、 Lu Owen H.T.、Huang Jeff C.H.、Yin C. J.、Yang Stephen J.H.
    • 雑誌名

      Interactive Learning Environments

      巻: - ページ: 1~25

    • DOI

      https://doi.org/10.1080/10494820.2019.1636086

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Supporting ubiquitous language learning with object and text detection technologies2019

    • 著者名/発表者名
      Kousuke Mouri; Noriko Uosaki; Chengjiu Yin; Atsushi Shimada; Mohammad Nehal Hasnine;Keiichi Kaneko; Hiroaki Ogata
    • 学会等名
      the 27th International Conference on Computers in Education (ICCE2019)
    • 国際学会
  • [学会発表] A System for Finding and Improving the Relevant Contents of Digital Textbooks based on Quizzes’Contents2019

    • 著者名/発表者名
      Lingyu Li; Noriko Uosaki; Kousuke Mouri; Chengjiu Yin
    • 学会等名
      the 27th International Conference on Computers in Education (ICCE2019)
    • 国際学会
  • [学会発表] An Analysis of Learning Behavior Patterns with Different Devices and Weights2019

    • 著者名/発表者名
      Chengjiu Yin; Juan Zhou; Lingyu Li; Koudai Yamaguchi; Noriko Uosaki & Hiroaki Ogata
    • 学会等名
      the 27th International Conference on Computers in Education (ICCE2019)
    • 国際学会
  • [学会発表] Supporting Job-hunting Students to Learn Job-hunting Related Terms with SCROLL eBook and InCircle2019

    • 著者名/発表者名
      Noriko Uosaki; Kousuke Mouri; Takahiro Yonekawa; Chengjiu Yin & Hiroaki Ogata
    • 学会等名
      the 27th International Conference on Computers in Education (ICCE2019)
    • 国際学会
  • [学会発表] A System for Grouping Texts and Objects in Slide Layout2019

    • 著者名/発表者名
      Fumiya Suzuki; Kousuke Mouri; Uosaki Noriko; Atsushi Shimada; Chengjiu Yin & Keiichi Kaneko
    • 学会等名
      the IIAI International Congress on Advanced Applied Informatics 2019 ( Best post paper)
    • 国際学会
  • [学会発表] Elicitation of Appropriate Scratching Zones Based on Lecture Slide Layouts2019

    • 著者名/発表者名
      Fumiya Suzuki; Kousuke Mouri; Uosaki Noriko; Atsushi Shimada; Chengjiu Yin & Keiichi Kaneko
    • 学会等名
      Proceedings of HCII2019@Orlando. Lecture Notes in Computer Science(Invited paper)
    • 国際学会
  • [学会発表] Seamless Collaborative Learning Method to Learn Business Japanese with eBook and Chat System2019

    • 著者名/発表者名
      Noriko Uosaki; Kousuke Mouri; Fumiya Suzuki; Mohammad Nehal Hasnine; Takahiro Yonekawa; Chengjiu Yin; Hiroaki Ogata
    • 学会等名
      Proceedings of HCII2019@Orlando. Lecture Notes in Computer Science(Invited paper)
    • 国際学会
  • [学会発表] Learning Behavioral Pattern Analysis Based on Digital Textbook Reading Logs2019

    • 著者名/発表者名
      Chengjiu Yin; Zhuo Ren; Agoritsa Polyzou and Yong Wang
    • 学会等名
      Proceedings of HCII2019@Orlando. Lecture Notes in Computer Science(Invited paper)
    • 国際学会
  • [学会発表] Research and Practice in Seamless Learning in Japan Featuring SCROLL Projects2019

    • 著者名/発表者名
      Noriko Uosaki; Kousuke Mouri; Takahiro Yonekawa and Hiroaki Ogata
    • 学会等名
      Proceedings of mLearn2019@TU-Delft
    • 国際学会
  • [学会発表] Supporting Japanese Language Learners with an Onomatopoeia Learning Site2019

    • 著者名/発表者名
      Noriko Uosaki; Pengcheng Dai; Hye Rin Kong; Jacky Chun Kit Lam; and Mehrasa Alizadeh
    • 学会等名
      the 27th International Conference on Computers in Education (ICCE2019)
    • 国際学会
  • [学会発表] Text Mining and Logic Model for University Midterm Plans2019

    • 著者名/発表者名
      Kahori Ogashiwa; Eiichi Takata; Tetsuya Oishi; Masao Mori; Sachio Hirokawa
    • 学会等名
      the IIAI International Congress on Advanced Applied Informatics 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Extracting Irregular Datasets in University Admission Statistics using Text Mining and Benford's Law2019

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Tozaki; Takahiko Suzuki; Tsunenori Mine; Sachio Hirokawa
    • 学会等名
      the IIAI International Congress on Advanced Applied Informatics 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Ties Between Mined Structural Patterns in Program and Their Identifier Names2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshiki Mashima; Sachio Hirokawa; Kazuhiro Takeuchi
    • 学会等名
      the International Symposium on Integrated Uncertainty in Knowledge Modelling and Decision Making(IUKM) 2019
    • 国際学会

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公開日: 2021-01-27  

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