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2006 年度 実績報告書

類題自動生成システムの開発とその授業実践への適用

研究課題

研究課題/領域番号 17011038
研究機関名古屋大学

研究代表者

三輪 和久  名古屋大学, 大学院・情報科学研究科, 教授 (90219832)

研究分担者 石井 成郎  愛知きわみ看護短期大学, 講師 (80399237)
キーワード学習支援システム / 数学教育 / 類推 / 作問
研究概要

数学学習は,教師が例題によって解法の教示を行い,学習者はその例題の類題を解決する練習を繰り返し行うという方法で進められる.このような学習では,多様な特徴を持つ問題が多数必要になるため,学習のための問題を供給することは,学習支援における重要な課題であると考えられる.そこで,本研究では数学の文章題を対象とし,「問題状況」と「解法」の特徴において多様な問題を生成するためのシステムを実現し,評価実験によって本システムの有効性を確認した.
本システムの評価は,1.問題のバリエーションを増殖させ,適切な問題を生成することができるかを確認する動作実験,2.教師ユーザとのインタラクションを通じて有効な知識を学習することができるかを確認する運用実験を通じて,それぞれ実施された.動作実験では,市販の問題集から抽出した問題の初期セットをシステムに登録し,システムに問題を生成させて,教師ユーザとインタラクションを行うサイクルを繰り返すという方法で実施した.
動作実験での教師ユーザは研究者自身が行った.この結果,システムは初期セットに含まれない新しいタイプの問題を生成することで,実際に問題のバリエーションを増殖させることが可能であることが判明した。図には,3つの市販の問題集から構成されたデータセット,およびそれらをマージしたデータセットから生成された問題パターンの増幅割合が示されている。
また,運用実験では,教師ユーザとのインタラクションを行うことで,ある程度適切な問題が生成可能になることが確認された.具体的には,ノービスとして一般大学生,エキスパートして数学専攻の大学院生と高校数学教師に教師ユーザを依頼し,本システムを使用して作問を行ってもらうことで,本システムがユーザとのインタラクションを通じて,有効な知識を学習することができるかの確認を行った.この結果,システムはエキスパートからは有効な知識を学習することができたが,ノービスからは適切な知識を獲得できないケースが確認され,本システムが問題生成を実行するためには,充分な数学能力を持つ教師ユーザが必要であることが判明した.上記の動作実験,運用実験に関して追加的実験を行い,さらに頑健な結果を得た。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2007 2006

すべて 雑誌論文 (6件)

  • [雑誌論文] Can an AI System Facilitate Human Creative Generation?An Experimental Investigation in Mathematical Problem Posing.2007

    • 著者名/発表者名
      Kojima, K., & Miwa, K.
    • 雑誌名

      Proceedings of the 29th annual conference of the cognitive science society

      ページ: 1169-1174

  • [雑誌論文] 人工知能システムによる創造的生成支援の実験的検討-数学文章題の作問を対象として-2007

    • 著者名/発表者名
      小島一晃・三輪和久
    • 雑誌名

      日本認知科学会第24回大会発表論文集

      ページ: 482-487

  • [雑誌論文] 作問事例を用いて数学文章題を生成するシステムの実現と評価.2006

    • 著者名/発表者名
      小島一晃・三輪和久
    • 雑誌名

      人工知能学会論文誌 21

      ページ: 361-370

  • [雑誌論文] Evaluation of a System that Generates Word Problems through Interactions with a User.2006

    • 著者名/発表者名
      Kojima, K., & Miwa, K.
    • 雑誌名

      Proceedings of 8th International Conference on Intelligent Tutoring Systems

      ページ: 124-133

  • [雑誌論文] Bridging Automatic Problem Generation System and Learning Support System for Human's Problem Generation.2006

    • 著者名/発表者名
      Kojima, K., & Miwa, K.
    • 雑誌名

      Proceedings of ICCE 2006 workshop

      ページ: 9-16

  • [雑誌論文] Experimental Investigation and Implementation of Support for Problem Generation by Presenting Cases2006

    • 著者名/発表者名
      Kojima, K., & Miwa, K.
    • 雑誌名

      Proceedings of ICCE 2006

      ページ: 123-126

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公開日: 2010-02-01   更新日: 2016-04-21  

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