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2020 年度 実績報告書

「複雑系科学+計算社会科学」アプローチに基づく学習相互作用力学に関する理論的研究

研究課題

研究課題/領域番号 18H01052
研究機関広島大学

研究代表者

安武 公一  広島大学, 人間社会科学研究科(社), 准教授 (80263664)

研究分担者 井上 仁  群馬大学, 数理データ科学教育研究センター, 准教授 (70232551)
中村 泰之  名古屋大学, 情報学研究科, 准教授 (70273208)
多川 孝央  九州大学, 情報基盤研究開発センター, 准教授 (70304764)
山川 修  福井県立大学, 学術教養センター, 教授 (90230325)
隅谷 孝洋  広島大学, 情報メディア教育研究センター, 准教授 (90231381)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
キーワード学習科学 / 位相的データ解析 / 計算社会科学 / 協調学習 / 教育工学 / ネットワーク科学
研究実績の概要

本研究の2020年度計画はCivid-19(新型コロナ感染症)の世界的拡大により国際会議の中止,必要なデータ収集計画の一時凍結を余儀なくされ,2021年度,さらには2022年度へと2度延長せざるを得なかった.この延長期間を利用してわれわれは,新しいデータ解析手法の導入を本研究で試みることを検討した.その新しいデータ解析方法とは,位相的データ解析(Topological Data Analysis: TDA)である.
TDAは従来の統計解析方法とはアプローチがまったく異なっている.TDAは代数的位相数学(代数的トポロジー)の諸概念を使ってデータの集合体をユークリッド空間などの位相空間上の「図形」によって把握する手法である.この方法は結晶化学などの分野で近年応用が進んでいるが,学習科学・教育工学の領域での応用はまだほとんど手つかずの状態であると言える.われわれはCovid-19による研究の一時的延長期間を利用してTDAの学習データ解析の応用問題に着手することにした.
この期間における研究活動でわかったことは,次の通りである.(1) 現在TDAで中心となっているPersistent Homologyを理解するためには群論と代数的位相数学の知識が必要であり,特に「ホモロジー」概念に基づいて学習理論を再構成しなければならない.(2) したがってTDAを学習データ解析に広く応用するためには,学習科学研究・教育工学研究の処理論を代数的位相数学をつかって再構築しなければならない.
これらの点が理解できたことからわれわれは2021年度から断続的に群論と代数的位相数学(代数的トポロジー)を理解するための研究会を開催している.以上が2020年度(2021年度と2022年度へ延長)の研究実績の概要である.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

4: 遅れている

理由

Covid-19(新型コロナウィルス感染症)による延長を2度,申請しなければならなかったため.

今後の研究の推進方策

TDAの可能性をさらに追求し,具体的に協調学習の分析に応用すること,さらに学習ネットワークの分析に応用することを試みる.

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (10件) (うち招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Dashboard for Online Class Situation2021

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Inoue
    • 雑誌名

      Innovate Learning Summit 2020, Nov 09, 2021 in Online, United States ISBN 978-1-939797-59-9 Publisher: Association for the Advancement of Computing in Education (AACE)

      巻: 2021 ページ: 469-477

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 大学における新型コロナウイルス感染症発生状況提供サイトの構築2021

    • 著者名/発表者名
      井上仁
    • 雑誌名

      医療情報学

      巻: 41 ページ: 1130-1135

  • [雑誌論文] "A Smartwatch-Based System for Students Sensor Data Collection: A Trial of Use and Study on Analysis."2020

    • 著者名/発表者名
      Tagawa, T. and Yamakawa, O.
    • 雑誌名

      Proceedings of Society for Information Technology & Teacher Education International Conference

      巻: 2020 ページ: 1036-1040

    • 査読あり
  • [学会発表] 映像データに基づく学習者の身体活動・心的状態の情報収集についての検討2021

    • 著者名/発表者名
      多川孝央・山川修
    • 学会等名
      教育システム情報学会第46回全国大会講演論文集
  • [学会発表] SELの手法としてのライフデザインポートフォリオ2021

    • 著者名/発表者名
      山川修
    • 学会等名
      日本教育工学会2021年度秋季大会講演論文集
  • [学会発表] 7月からの大学における新型コロナウイルス感染症陽性者状況2021

    • 著者名/発表者名
      井上仁
    • 学会等名
      第34回大学等におけるオンライン教育とデジタル変革に関するサイバーシンポジウム「教育機関DXシンポ」
    • 招待講演
  • [学会発表] 大学における新型コロナウイルス感染症発生状況提供サイトの構築2021

    • 著者名/発表者名
      井上仁
    • 学会等名
      第41回医療情報学連合大会 (第22回日本医療情報学会学術大会)
    • 招待講演
  • [学会発表] ヴァーチャルな空間でリアルな授業を! -インタラクティブ性を導入したオンライン授業の実践報告-2021

    • 著者名/発表者名
      安武公一
    • 学会等名
      SS研教育環境研究部会「ポストコロナの学びのデザイン」
    • 招待講演
  • [学会発表] Google Cloud 大学DXでの活用事例2021

    • 著者名/発表者名
      隅谷孝洋
    • 学会等名
      AXIES 2021 TE4
  • [学会発表] 圏論を利用した学習のモデル化の可能性2020

    • 著者名/発表者名
      山川修
    • 学会等名
      日本教育工学会2020年春季全国大会
  • [学会発表] スマートウォッチを利用した学習者の身体活動・心的状態の情報収集システムの検討2020

    • 著者名/発表者名
      山川修・多川孝央
    • 学会等名
      教育システム情報学会第45回全国大会講演論文集
  • [学会発表] Social and Emotional Learning (SEL)において重要となる3要素に関する考察2020

    • 著者名/発表者名
      山川修
    • 学会等名
      教育システム情報学会第45回全国大会講演論文集
  • [学会発表] オンライン授業期の学習活動状況を、LMSのログから概観する2020

    • 著者名/発表者名
      隅谷孝洋
    • 学会等名
      第15回 大学等におけるオンライン教育とデジタル変革に関するサイバーシンポジウム「教育機関DXシンポ」
    • 招待講演

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公開日: 2023-12-25  

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