仮想実験環境における仮説・検証を補助する思考実験シミュレータ

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15020249
• Research Institution: Kyushu Institute of Technology
• Principal Investigator: 平嶋 宗 九州工業大学, 情報工学部, 助教授 (10238355)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 堀口 知也 神戸大学, 海事科学部, 助教授 (00294257)
• Keywords: 思考実験 / 仮想実験環境 / ロバストシミュレータ / 実験を通した学習 / 人工知能

Research Abstract

本研究で実現する思考実験シミュレータは,主に(1)仮説解釈器,(2)ロバストシミュレータ,(3)教育的評価器,の三つのモジュールより構成される.このうち,学習者の誤った仮説を真とした上でのシミュレーションを実行するロバストシミュレータについては,平成14年度特定研究(理数科系教育)においてプロトタイプが実現されている.平成15年度においては,残りの(1)仮説解釈器,と(3)教育的評価器,を高校程度の力学を具体的な対象領域として実現を目指して,その基本設計とプロトタイプの作成を行った.仮説解釈においては,まず学習者に力学系を与え,グラフィカルツールを用いてその力学系についての定性モデルを作成させ,それを仮説として定性方程式化する機能が実現されている.入力された方程式に基づいてロバストシミュレータがシミュレーションを行うが,方程式が誤っていた場合には,方程式の表す制約集合(全体系)から,互いに矛盾しない全ての部分集合(部分系)を取り出し,その部分系の範囲でシミュレーションを行う.このため,複数のシミュレーション結果が出力されることになる.出力された複数の結果を教育的観点から評価し,学習者に仮説の誤りに気づかせ,その誤りの修正へと導くために有用な情報を含んでいると判断できるものだけを学習者に提示する機能が,教育的評価器として設計された.

Research Products

• [Publications] T.Horiguchi, T.Hirashima: "A Computational Framework of Thought Experiment Environments"Proc.of ICCE 2003. 124-127 (2003)
• [Publications] N.Matsuda, M.Soga, T.Horiguchi, T.Hirashima: "Tutoring System for Pencil Drawing Disciplinet"Proc.of ICCE 2003. 314-319 (2003)
• [Publications] Hidenobu Kunichika, Akira Takeuchi, Tsukasa HIRASHIMA: "A Method of Supporting English-Composition by Animations as a Trigger for Reflection"Proc.of AIED2003. 29-36 (2003)
• [Publications] Tsukasa Hirashima, Akira Takeuchi: "A Metadata Editor of Exercise, Problems for Adaptive Problem Sequencing"Proc.of AIED2003. 425-427 (2003)
• [Publications] Tsukasa Hirashima, Akira Takeuchi: "Visualization of Bugs in Subtraction with Block-Box Model"Proc.of ED-MEDIA2003. 777-783 (2003)
• [Publications] ミヤツカラヤ, 池松秀則, 平嶋宗, 竹内章: "バグモデルによる診断機能を持った探索アルゴリズムの知的学習支援システム"日本教育工学会雑誌. 26,4. 361-370 (2003)