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2019 年度 実施状況報告書

協調学習における学習者の非言語動作と協調性の関係解明に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 19K03095
研究機関甲南大学

研究代表者

渡邊 栄治  甲南大学, 知能情報学部, 教授 (20220866)

研究分担者 尾関 孝史  福山大学, 工学部, 教授 (40299300)
小濱 剛  近畿大学, 生物理工学部, 准教授 (90295577)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード協同学習 / 非言語動作 / 時系列モデル / 協調生
研究実績の概要

今年度は,研究計画に従い,(i) 視覚センサーや画像処理による学習者の非言語動作の検出,(ii) 非言語動作に対する時系列モデルの構築に関する研究実績 (関連研究も含め 11 件) を挙げた.
前者においては,ビデオ講義を受講した後に実施した共同学習において,学習者の非言語動作 (視線や顔などの動き) を検出するための画像処理手法などを構築した (例えば,[1]).具体的には,カメラにより録画した学習者の顔画像に基づき,顔方向や口の開閉などを検出するための手法を提案し,実験によりその有効性を確認した.
[1] 渡邊 栄治, 尾関 孝史, 小濱 剛, ビデオ講義を対象とした協同学習における学習者の動作の分析 (第3報), 教育システム情報学会研究会, vol. 34, no. 20, pp. 97-103, 2019.
また,後者では,検出された学習者の非言語動作 (瞬き,視線,顔の向き) の特徴を定量的に把握するために,階層型ニューラルネットワークにより非言語動作に対する時系列モデルを構築した (例えば,[2]).具体的には,ウェアラブルセンサーおよびカメラにより検出した非言語動作に対する特徴量を定義し,階層型ニューラルネットワークに基づいて,特徴量に対する時系列モデルを構築した.また,そのモデルの係数に基づいて学習者の特徴を説明した.
[2] 渡邊 栄治, 尾関 孝史, 小濱 剛, ビデオ講義を対象とした協同学習における学習者の動作の分析 (第4報), 電子情報通信学会技術研究報告, LOIS2019-45, pp. 1-6, 2020.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

当初の研究計画として掲げている (i) 視覚センサーや画像処理による学習者の非言語動作の検出 (2019年度),(ii) 非言語動作に対する時系列モデルの構築 (2019-2020年度) に対して,関連する内容も含めて 11 件の研究成果を挙げており,「概ね順調に進展している」と判断している.

今後の研究の推進方策

2020年度は,2019年度の研究実績を踏まえ,「非言語動作に対する時系列モデルの構築 (2019-2020年度)」,「時系列モデルにおけるパラメータと協調性との関係解明 (2019-2021年度)」について研究を推進する予定である.
前者では,カメラ画像に加え,ウェアラブルセンサーにより検出された学習者の非言語動作 (瞬き,視線,顔の向き) の特徴を定量的に把握するために,階層型ニューラルネットワークなどにより非言語動作に対する時系列モデルを構築する.2019年度では対象区間を一括したモデリングであったのに対して,2020年度は,対象区間を,協同学習のフェーズ毎および一定時間毎に分割することにより,協同学習の状況の変化に応じたモデリングを行う.
また,後者では,時系列モデルにおけるパラメータに基づいて,学習者の非言語動作と協調性の関係を明確にすることについて検討する.学習者の協調性 (教える/教わる度合い) が非言語動作に表出されることから,「非言語動作を特徴付けた時系列モデルにおけるパラメータ」と「アンケートによる協調性」の関係を照合することにより,学習者の非言語動作と協調性の関係が明確にする.

次年度使用額が生じた理由

新型コロナウィルスの影響により,研究成果の発表および研究打ち合わせを見合わしたために,次年度使用額が生じた.

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Modeling the Behaviors of Participants in Meetings for Decision Making Using OpenPose2020

    • 著者名/発表者名
      Eiji Watanabe, Takashi Ozeki and Takeshi Kohama
    • 雑誌名

      Proceedings of International Conference on Interactive Collaborative Learning 2019

      巻: 1 ページ: 27-38

    • DOI

      https://doi.org/10.1007/978-3-030-40274-7_3

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analysis of Holistic Interactions Between Lecturers and Students in Lectures2019

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Eiji、Ozeki Takashi、Kohama Takeshi
    • 雑誌名

      Proceedings of AIED 2019

      巻: 1 ページ: 309~313

    • DOI

      https://doi.org/10.1007/978-3-030-23207-8_57

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analysis of the Behavior of Students Considering Privacy2019

    • 著者名/発表者名
      Takashi Ozeki, Eiji Watanabe
    • 雑誌名

      Proceedings of the Fourth IIEEJ International Workshop on Image Electronics and Visual Computing

      巻: 1 ページ: 1-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Modeling of Non-verbal Behaviors of Students in Cooperative Learning by Using OpenPose2019

    • 著者名/発表者名
      Eiji Watanabe, Takashi Ozeki and Takeshi Kohama
    • 雑誌名

      Proceedings of 25th International Conference on Collaboration Technologies

      巻: 1 ページ: 191-201

    • DOI

      https://doi.org/10.1007/978-3-030-28011-6_13

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Modeling of Behaviors of Participants in Meetings for Decision Making2019

    • 著者名/発表者名
      Eiji Watanabe, Takashi Ozeki and Takeshi Kohama
    • 雑誌名

      Proceedings of SICE Annual Conference 2019

      巻: 1 ページ: 1-4

    • 査読あり
  • [学会発表] ビデオ講義を対象とした協同学習における学習者の動作の分析 (第4報),2020

    • 著者名/発表者名
      渡邊 栄治, 尾関 孝史, 小濱 剛
    • 学会等名
      電子情報通信学会LOIS研究会
  • [学会発表] 講演における聴講者の動作の分析 (第3報)2019

    • 著者名/発表者名
      渡邊 栄治, 尾関 孝史, 小濱 剛
    • 学会等名
      電子情報通信学会LOIS研究会
  • [学会発表] ビデオ講義を対象とした学習者のノーティング動作の分析 (第3報),2019

    • 著者名/発表者名
      渡邊 栄治, 尾関 孝史, 小濱 剛
    • 学会等名
      電子情報通信学会ET研究会
  • [学会発表] ビデオ講義を対象とした協同学習における学習者の動作の分析 (第3報)2019

    • 著者名/発表者名
      渡邊 栄治, 尾関 孝史, 小濱 剛
    • 学会等名
      教育システム情報学会研究会
  • [学会発表] 講義や自習における学習ログの分析2019

    • 著者名/発表者名
      渡邊 栄治, 尾関 孝史, 小濱 剛
    • 学会等名
      電子情報通信学会LOIS研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] 講義における講師と受講者の相互作用の分析 (第4報)2019

    • 著者名/発表者名
      渡邊 栄治, 尾関 孝史, 小濱 剛, 浜野 裕希,吉田 賢史
    • 学会等名
      電子情報通信学会MSS研究会

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公開日: 2021-01-27  

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