教育を支援する知識処理システムに関する総合的研究

1988 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 63302071
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 伊藤 紘二 東京大学, 工学部, 助教授 (20013683)
• 研究分担者: 溝口 理一郎 大阪大学, 産業科学研究所, 助教授 (20116106) ; 岡本 敏雄 東京学芸大学, 教育学部, 助教授 (60125094) ; 安西 祐一郎 慶応大学, 理工学部, 教授 (40051875) ; 渡辺 成良 群馬大学, 工学部, 助教授 (90008532) ; 大槻 説乎 九州工業大学, 情報工学部, 教授 (70037745)
• キーワード: コンピュータ利用教育 / 知的CAI / 知識情報処理 / 問題解決支援 / 学習者モデル / 指導エキスパートシステム / 工学教育 / ヒューマンインターフェイス

研究概要

5回の研究会と1回の発表会がもたれ、次のような成果が得られた。
1.学習支援の認知科学的側面:問題定式化のプロセス。手続き学習におけるトランスファ。ヒューマンインタフェースの良さの評価。
2.問題解決過程の分析:問題の型の決定、未知と既知の識別、解決方略の選択、知識の検索適用、関連問題の検索。解決過程のシーンと対応したスクリプトの必要性。定理的問題解決のプランニング、吟味、質問応答、シミュレーションの説明等における、定性推論の有効性。
3.学習者モデルの分析 :解決方略、分野知識、概念の3レベルがあり、様相としては、欠落、一般化し過ぎ、特化し過ぎ、がある。また、そのような様相を呈するに至った学習の過程がある。
4.学習支援の汎用な枠組み:知識の検索と適用を支援する問題解決支援知識ベースシステム。問題解決過程を、質問応答によって跡づけながら、診断と指導を行う問題解決過程モニタ。診断による学習者モデルに基き、指導方略とスケジュリングを用いる指導エキスパートシステム。
5.要素技術:一貫性管理とモデル推論に基づく学習者モデル診断方式。診断対指導方略のルールの体系。ゴールチャンキングによる指導過程のスケジュリング。知識の型をオブジェクトとするオブジェクト指向による知識ベース利用・管理機構。定量的拘束を併用してモード決定を行う定性推論機構。不完全あるいはプリミティブな要求を扱う知識検索支援機構。データベース利用技術。自然言語処理技術として、問題解決モニタにおける対話機能の実現、表層と深層における拘束の伝搬による不完全な記述の処理。インタフェース技術として、数式処理利用環境、幾何図形の入力、操作、表示、論理回路CADの構造入力。
6.分野:プログラミング言語、幾何の証明、方程式の解法、文章題、力学、電気回路の解析、論理回路、英作文、など。

研究成果

• [文献書誌] 伊藤紘二: 情報処理理学会「教育における知的方法」シンポジウム論文集. 43-52 (1988)
• [文献書誌] 伊藤紘二: 電子情報通信学会技術報告. ET88-1. 11-16 (1988)
• [文献書誌] 伊藤紘二: 電子情報通信学会誌「教育工学」特集. 71、4. 359-366 (1988)
• [文献書誌] 伊藤紘二: 情報処理. 29、11. 1283-1293 (1988)
• [文献書誌] 大槻説乎: Proc.of the Asia-Pasific Conference on Computer Education. 270-285 (1988)
• [文献書誌] 大槻説乎: 情報処理. 29、11. 1255-1265 (1988)
• [文献書誌] 磯本征雄: Proc.of the Asia-Pacific Conference on Computer Education. 577-580 (1988)
• [文献書誌] 木下真二郎: CAI学会誌. 5. 14-23 (1988)
• [文献書誌] 渡辺成良: 電気学会論文誌C. 104.4. 230-237 (1988)
• [文献書誌] 渡辺成良: 人工知能学会誌論文. 3.3. 368-378 (1988)
• [文献書誌] 山本米雄: 電子情報通信学会論文誌DI. 72.2. (1988)
• [文献書誌] 岡本敏雄: 情報処理学会論文誌. 29.3. 311-324 (1988)
• [文献書誌] 池田満: 電子情報通信学会誌D.J71-DNo.9. 1761-1771 (1988)
• [文献書誌] 池田 満: 電子情報通信学会論文誌D-II. J72-DIINo.1. 112-120 (1989)
• [文献書誌] 池田 満: Proc.of ITS'88 Motreal. 82-89 (1988)
• [文献書誌] 溝口理一郎: Artificial Intelligence tools in education(North Holland.Amsterdam). 105-120 (1988)
• [文献書誌] 対馬勝英: Proc.of the Asian-Pacific Conference on Computer Education. 370-373 (1988)
• [文献書誌] 安西祐一郎: 情報処理. 29.11. 1294-1300 (1988)