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2023 年度 実施状況報告書

テイラーメイド学習環境を実現する認知診断モデルの提案と適用

研究課題

研究課題/領域番号 22K13810
研究機関筑波大学

研究代表者

山口 一大  筑波大学, 人間系, 助教 (50826675)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
キーワード認知診断モデル / パラメタ推定法
研究実績の概要

認知診断モデルが学習者のつまづきについての情報を到達度テストや授業中の確認テストから推測するために有用な枠組みである。本年度は、前年度で得られた研究成果から新たに生じた、認知診断モデルを利用するうえで障害になりうる問題を克服するための研究を行った。具体的には、1.認知診断モデルの適用や結果の有用性に大きな影響を与える、能力・項目の対応関係を示す行列(Q行列)が部分的にしかわからない状況での分析方法の提案、2.様々な損失関数を許容し、柔軟に事前の情報を認知診断モデルに組み込むための新しい推定法の開発、3.前述の1と2の実施のための認知診断モデルの推定方法の統合的なレビューを行った。まず、認知診断モデルにおいては、Q行列が完全にわかっているという状況や全くわかっていないという不自然な分析の設定での分析を想定しているが、実際にはQ行列の一部のみがわかっているという状況のほうが自然で実際的である。しかし、このような状況に適した分析方法は十分には整備されていなかったため、Q行列が部分的に既知の状況でも分析可能となる方法を提案した。さらに、小サンプルでも機能するとされるノンパラメトリック推定法は事前情報を組み込めないといった問題や、推定の不確実さを評価できないという問題があり、2点目の研究では、こうした点を克服しうる一般化ベイズ法を活用し、認知診断モデルの新しい推定方法を開発した。3点目の推定方法のレビューは、第1点、第2点の問題を解決するための副次的な研究ではあったものの、認知診断モデルの推定方法に関する統合的なレビューが日本語において存在しなかったため、さまざまな推定方法の理論的な整理を行った。

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

本年度は、初年度の研究成果から派生した研究課題に重点的に取り組んだ。これらは、当初計画したものではないが、認知診断モデルの適用可能性を広げる意味で重要な研究であったと考えられる。

今後の研究の推進方策

最終年度は、認知診断モデルも応用的研究を予定していたが、これを行うための事前の理論的研究に進展がみられたため、これまでに得られた研究成果を発展させる形で研究を進める。さらに、予定していた研究の未実施の部分にも取り組み、認知診断モデルの理論的基盤を整備することを目指す。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件) 備考 (4件)

  • [国際共同研究] The University of Iowa(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      The University of Iowa
  • [雑誌論文] 近年の診断分類モデルの推定法の展開2024

    • 著者名/発表者名
      山口 一大
    • 雑誌名

      統計数理

      巻: - ページ: -

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Variational Bayes inference for hidden Markov diagnostic classification models2023

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi Kazuhiro、Martinez Alfonso J.
    • 雑誌名

      British Journal of Mathematical and Statistical Psychology

      巻: 77 ページ: 55~79

    • DOI

      10.1111/bmsp.12308

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Bayesian Analysis Methods for Two-Level Diagnosis Classification Models2023

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi Kazuhiro
    • 雑誌名

      Journal of Educational and Behavioral Statistics

      巻: 48 ページ: 773~809

    • DOI

      10.3102/10769986231173594

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 『教育心理学研究』におけるオープンサイエンスと統計的分析方法の現状 ―厳密なテストの観点からの考察―2023

    • 著者名/発表者名
      山口 一大
    • 雑誌名

      教育心理学年報

      巻: 62 ページ: 143~164

    • DOI

      10.5926/arepj.62.143

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Recent developments in variational inference algorithms for restricted latent class models2023

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi, K. (2023 August)
    • 学会等名
      The 6th International Conference on Econometrics and Statistics (EcoSta 2023)
    • 国際学会
  • [学会発表] 診断分類モデルにおける一般化ベイズ法について2023

    • 著者名/発表者名
      山口 一大
    • 学会等名
      日本テスト学会第21回大会
  • [備考] Publications

    • URL

      https://sites.google.com/site/kazzstat/publications

  • [備考] Researchmap

    • URL

      https://researchmap.jp/yamaguchikazuhiro

  • [備考] Google Scholar

    • URL

      https://scholar.google.com/citations?user=qPT8XyUAAAAJ&hl=ja

  • [備考] 研究者総覧 Researchers Information

    • URL

      https://trios.tsukuba.ac.jp/researcher/0000004498

URL: 

公開日: 2024-12-25  

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