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2021 年度 実績報告書

数学eラーニングのためのユニバーサルな学習環境の構築と評価

研究課題

研究課題/領域番号 19H01733
研究機関大阪大学

研究代表者

白井 詩沙香  大阪大学, サイバーメディアセンター, 講師 (30757430)

研究分担者 福井 哲夫  武庫川女子大学, 生活環境学部, 教授 (70218890)
吉冨 賢太郎  大阪府立大学, 国際基幹教育機構, 准教授 (10305609)
中村 泰之  名古屋大学, 情報学研究科, 准教授 (70273208)
宮崎 佳典  静岡大学, 情報学部, 教授 (00308701)
古川 雅子  国立情報学研究所, 情報社会相関研究系, 助教 (20617287)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
キーワードeラーニング / 学習支援システム / ラーニングアナリティクス / 数学教育 / 教育工学
研究実績の概要

2021年度は,数学チャットアプリやLearning Management System(LMS)および講義動画字幕生成・検索システムのリッチテキストエディタで使用している数式入力インタフェースの改善,リッチテキストエディタのパフォーマンス実験に向けた予備実験,講義動画の字幕データセットの構築に取り組んだ。
数式入力インタフェースの改善では,本実験に向けて数学チャットアプリとリッチテキストエディタで共通して利用している数式入力インタフェースの改善を進めた。具体的には,数式履歴一覧の表示機能の追加,数式要素の入力辞書の更新,PC・タブレット利用時のインタフェースのフローティング形式への変更等である。また,変換候補に所望の数式が含まれなかった場合の逐次変換の手続きについても改善した。
続いて,改善した数式入力インタフェースをリッチテキストエディタのプロトタイプに実装し,パフォーマンス実験に向けた予備実験を行った。実験では,実験協力者である大学生11名を2群に分け,一方にはオープンソースのLMSであるMoodleの標準エディタであるLaTeX形式の数式エディタ(テキストベース入力方式)を,もう一方には提案するリッチテキストエディタを使い,3種類の数学文書を入力してもらった。その結果,テキストベース入力方式と比べて,提案するリッチテキストエディタでは1.8倍速く数学文書を入力できることを確認した。
また,字幕データに含まれる数式推定モデルの構築に向けて,2021年度は研究分担者が担当する「微分積分」の授業の講義動画を対象に,字幕データセットの構築に取り組んだ。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

2021年度後半にリッチテキストエディタのプロトタイプについては予備実験が行え,有効性を確認することができた。しかし,新型コロナウイルス感染症の拡大に伴い,当初計画で予定していた数学チャットアプリおよびリッチテキストエディタの本実験は行えておらず,学会発表などが持ち越しとなっている。

今後の研究の推進方策

2022年度は,2021年度の予備実験の結果を踏まえ,数式入力インタフェースおよび実験の最終調整を行うとともに,新型コロナウイルス感染症の拡大に伴い延期していた数学チャットアプリおよびリッチテキストエディタの本実験を行う。また,2021年度に構築した字幕データセットを用いて,字幕データに含まれる数式推定モデルの構築を進め,数式に対応した講義動画自動字幕生成システムのプロトタイプを構築する。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うちオープンアクセス 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (6件)

  • [国際共同研究] University of Toronto/Trent University(カナダ)

    • 国名
      カナダ
    • 外国機関名
      University of Toronto/Trent University
  • [雑誌論文] 解説動画作成のための数学文書読み上げテキストヘの変換2021

    • 著者名/発表者名
      福井 哲夫,長谷川 陽和,原 知鈴
    • 雑誌名

      数理解析研究所講究録

      巻: 2208 ページ: 1-9

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of Search Engine with an Application Annotating the Basis of Mathematical Transformations2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshinori Miyazaki
    • 雑誌名

      EDULEARN21 Proceedings

      巻: - ページ: 9784-9791

    • DOI

      10.21125/edulearn.2021.1976

    • 査読あり
  • [学会発表] 数学eラーニングのための数式予測変換方式によるリッチテキストエディタの試作と評価2022

    • 著者名/発表者名
      白井詩沙香, 中原敬広, 福井哲夫
    • 学会等名
      情報処理学会 教育学習支援情報システム研究会 第36回研究発表会
  • [学会発表] 代数的変形に対応した数式変形依拠公式提示Webアプリケーションの改良2022

    • 著者名/発表者名
      加藤 駿弥, 宮崎 佳典, 中村 泰之, 田中 省作, 新谷 誠
    • 学会等名
      情報処理学会第84回全国大会
  • [学会発表] 数学デジタル文書読み上げツールの開発2021

    • 著者名/発表者名
      長谷川 陽和,原 知鈴,福井 哲夫
    • 学会等名
      第20回情報科学技術フォーラム(FIT2021)
  • [学会発表] 数式変形依拠公式提示アプリケーションの機能拡張への試み2021

    • 著者名/発表者名
      加藤 駿弥, 宮崎 佳典, 中村 泰之, 田中 省作, 新谷 誠
    • 学会等名
      第46回教育システム情報学会全国大会
  • [学会発表] 数式変形依拠公式提示アプリケーションの機能拡張への試み2021

    • 著者名/発表者名
      加藤 駿弥, 宮崎 佳典, 中村 泰之, 田中 省作, 新谷 誠
    • 学会等名
      理数系eラーニング学生研究発表会
  • [学会発表] 数式検索システムの検索機能拡張の試み2021

    • 著者名/発表者名
      櫻井 翼, 宮崎 佳典, 中村 泰之, 田中 省作, 新谷 誠
    • 学会等名
      2021年度 JSiSE 学生研究発表会(東海地区)

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公開日: 2022-12-28  

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