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2022 年度 実績報告書

学習者の行動観測に基づく緻密なラーニングアナリティクス・ループの構築

研究課題

研究課題/領域番号 19H04226
研究機関兵庫県立大学

研究代表者

川嶋 宏彰  兵庫県立大学, 情報科学研究科, 教授 (40346101)

研究分担者 藤本 徹  東京大学, 大学院情報学環・学際情報学府, 准教授 (60589323)
島田 敬士  九州大学, システム情報科学研究院, 教授 (80452811)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
キーワードラーニングアナリティクス / 学習支援 / デジタル教材 / 映像講義 / 視線解析
研究実績の概要

本課題では,学習行動の詳細な計測から,学習者の知識や興味・関心などの状態推定,それに基づいたフィードバックを密に行う学習支援ループ構築を目指す.2022年度はこれまでに開発してきた各種手法を発展させ,次の項目について研究を行った.
1. 講義動画視聴時の視線パターンから,これまでに開発してきた注視行動確率モデルにより視聴者の注意状態を推定し,成績予測に利用する手法を開発した.さらに授業時の学習ログデータとコンテンツ情報とを統合した成績予測手法を開発し,その有効性を確認した.
2. 従来のデジタル教材閲覧ログは,ページ遷移時の活動記録に基づいているため,ページ単位の閲覧は把握できるが,ページ内に含まれる様々な学習トピックにどの程度注意を向けていたかなどの細かい閲覧情報を取得することは難しかった.そこで,ラップトップPCのWebカメラを併用して簡易的な視線解析を導入することで,デジタル教材のページ閲覧中の学習活動を取得するシステムを開発し,従来の教材閲覧ログと統合することで,より細かい時間間隔で学習トピック単位での学習活動ログを生成できることを確認した.
3. デジタル教材の閲覧ログから成績予測を行う際に,成績予測に寄与する要因を特定し,授業期間の早期段階での予測精度を高める方法を開発した.具体的には,活動特徴に対するAttention(特徴への注目度)と授業の実施回に対するAttentionを併用することで,早期段階で成績予測に強く影響を及ぼす活動特徴を特定した.その特徴を利用することで,従来法に比べて高い精度で成績予測を行えることを確認した.
4. 学習者の関心に応じた学習パスの選択肢提示法の評価で得た知見をもとに,学習行動分析により把握できた学習者の状態に応じた選択肢提示の精度を向上させるために有効と考えられる属性データの収集項目を検討し,試行的なシステムの設計と開発を進めた.

現在までの達成度 (段落)

令和4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4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2023 2022

すべて 学会発表 (10件) (うち国際学会 6件)

  • [学会発表] Automatic Slide Generation Using Discourse Relations2023

    • 著者名/発表者名
      Teppei Kawanishi and Hiroaki Kawashima
    • 学会等名
      The 24th International Conference on Artificial Intelligence in Education (AIED 2023) Poster, 2023.7
    • 国際学会
  • [学会発表] Predicting Student Scores Using Browsing Data and Content Information of Learning Materials2023

    • 著者名/発表者名
      Sayaka Kogishi, Tsubasa Minematsu, Atsushi Shimada, and Hiroaki Kawashima
    • 学会等名
      The 24th International Conference on Artificial Intelligence in Education (AIED 2023) Poster, 2023.7
    • 国際学会
  • [学会発表] Machine Learning for Multimodal Learning Analytics and Feedback2023

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Kawashima
    • 学会等名
      CrossMMLA (LAK 23 Pre-conference Workshop), 2023.3
    • 国際学会
  • [学会発表] LSTM with Attention Mechanism for Students' Performance Prediction Based on Reading Behavior2023

    • 著者名/発表者名
      Sukrit Leelaluk, Tsubasa Minematsu, Yuta Taniguchi, Fumiya Okubo, Takayoshi Yamashita, Atsushi Shimada
    • 学会等名
      The 5th Workshop on Predicting Performance Based on the Analysis of Reading Behavior (LAK23 Data Challenge), 2023.03
    • 国際学会
  • [学会発表] 視線情報による高解像度な学習ログの生成システムの開発2023

    • 著者名/発表者名
      後藤 健, 峰松 翼, 谷口 雄太, 大久保 文哉, 島田 敬士
    • 学会等名
      第40回教育学習支援情報システム(CLE)研究発表会, 2023.6
  • [学会発表] 文章の構造がレイアウトに反映されたスライドの自動生成2023

    • 著者名/発表者名
      川西哲平,川嶋宏彰
    • 学会等名
      第85回情報処理学会全国大会,2023.3
  • [学会発表] 電子教材の閲覧データとコンテンツ内容を用いた学習者のスコア予測2023

    • 著者名/発表者名
      小岸沙也加,峰松翼,島田敬士,川嶋宏彰
    • 学会等名
      第85回情報処理学会全国大会,2023.3
  • [学会発表] ビデオ講義における学習者の視線情報を用いた理解度の予測2023

    • 著者名/発表者名
      村田大輝,川嶋宏彰
    • 学会等名
      第85回情報処理学会全国大会,2023.3(学生奨励賞)
  • [学会発表] Scaled-Dot Product Attention for Early Detection of At-Risk Students2022

    • 著者名/発表者名
      Sukrit Leelaluk, Tsubasa Minematsu, Yuta Taniguchi, Fumiya Okubo, Takayoshi Yamashita, Atsushi Shimada
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Teaching, Assessment and Learning for Engineering (TALE2022), pp.316-322, 2022.12
    • 国際学会
  • [学会発表] Comparison of Learning Behaviors on an e-Book System in 2019 Onsite and 2020 Online Courses2022

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Kawashima
    • 学会等名
      The 15th International Conference on Educational Data Mining (EDM 2022) Poster, 2022.7
    • 国際学会

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公開日: 2023-12-25  

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