【研究分野】教育工学

【研究領域課題番号】12680226 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

CAI / CAL / 語学教育 / WWW / マルチメディア / 漢字学習 / ドイツ語教育 / PDA / CALL / 日本語教育 / WBT

【研究成果の概要】

当該研究課題はマルチメディア・ネットワークを始めとする最新の情報技術,具体的には手書き文字認識技術・音声認識技術を始めとする信号処理技術,また,インターネットやWorld Wide Webをベースとした遠隔通信技術やマルチメディア技術を外国語教育(非日本人に対する日本語教育を含む)に応用するものであった.
初年度は日本語教育支援システムとして,(1)初心者でも検索可能なオンライン手書き入力による電子漢字辞書(2)学習履歴管理機能つき電子教材を開発した.また,ドイツ語教育支援システムとして,(3)音声認識技術によるチャットを利用した会話練習システムの開発,(4)Webブラウザ上で動作する統合的学習支援システムを開発した.
平成13年度は(1)に検索したい漢字の単純な特徴をいくつか入力することで検索できる機能を付加し更に初心者にとっても優しいインタフェースを実現した.(2)に関しては教材編集機能や教師用の学習履歴確認機能などを付加し,学習者のみでなく教師にとっても便利なシステムとなった.また(4)に関し,携帯電話でも学習できる機能を付加し,より時間的・場所的な拘束なく学習できる環境を整えた.また,それぞれに関し,実際の教育の場で試用を行い,アンケート等による調査を行った.
当該研究課題の成果について,2年間で合計国内発表4件,海外発表7件を行った.また,教育工学会論文誌と英文学会誌「Educational Technology Research」に論文の採録が決定した.加え,特許2件を申請中である.
本研究課題の成果により,効率のよいマルチメディア教育,場所や時間に自由度の大きい遠隔教育に関して,マルチメディア・ネットワークを始めとする情報処理技術を語学教育分野でどのように生かすことができるか,いくつかの例を示し,その学習効果や利便性を確認することができた.

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2000 - 2001

【配分額】3,300千円 (直接経費: 3,300千円)

【研究分野】教育工学

【研究領域課題番号】07558020 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

精神発達遅滞 / コミュニケーションスキル / 表情認知能力 / マルチメディア / CAI / 学習システム / テトスシステム / テストシステム / 精神発達遅帯

【研究成果の概要】

精神発達遅滞児のコミュニケーションスキルの一つとして表情認知能力を取り上げ、その能力向上を支援するマルチメディア学習システムの開発を試みた。
平成7年度は、Ekman (1982)の分類による内容カテゴリーごとのテストシステムを作成し、IQと表情認識能力との関連性、性差による表情認識能力の差異などの問題に関して検討を行った。前者においてIQ表情認識能力との間には関連性が認められるものの、感情によっては同一IQの被験者間でも正答率の間に差が認められるなど、IQ以外の要因の可能性も示唆された。後者の問題では、提示者が女性の方が認識率が高まる傾向が認められた。これらの結果を踏まえた上で、擬似的生活場面を映像等マルチメディアで構築するための、状況シーンの作成、素材映像の撮影など本システム開発への準備を行った。
平成8年度は、素材映像を基にシステムの実用性をより高めるために、本システムの対象とする児童生徒の学校生活をモデルにしたストーリー性のあるゲーム形式への改善を行った。
ストーリは登校、1限目、2限目、体育、掃除、下校の6場面から構成された。設問の基本構造は、登校、下校場面で1問、その他の場面で各2問の計10問で構成した。また、全ての設問は、単なる表情の認知能力をテストするというのではなく、文脈の中での表情の理解度をテストするという形式にした。学習システムでは、学習者のつまずく頻度の高いカテゴリーの問題が自動生成される仕組みを取り入れた。また、学習者の学習履歴が自動的に保存されるシステムとした。
開発したシステムの評価実験を8名の精神発達遅滞児を対象として行った。その結果、ストーリー性を取り入れたことによって、興味の持続が保たれ学習意欲が向上した。表情の理解度に対する文脈の有効性が明らかにされた。一人一人の表情認知能力や学習特性が把握でき本システムの有効性が認められた。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】1995 - 1996

【配分額】5,700千円 (直接経費: 5,700千円)

【研究分野】教育工学

【研究領域課題番号】05558012 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

学習システム / インターネット / 学習コ--ス / 社会人 / 技術者 / 学習コース / CAI / 社会人技術者 / マルチメディア / 業務支援

【研究成果の概要】

本研究では、企業等で働く社会人技術者が業務を遂行しながら、必要に応じて学習環境に入れる業務支援学習システム(PSLS,Performance Support Learning System)の構築と、そのコースウェアを作成することを目的としている。
本年度は、本研究の最終年度になるので、いままでに行った研究の知見をもとに、業務支援学習システムを構築し、その評価を行った。特に近年、インターネットが急速に普及しており、スタンドアロン型システムとして構築するよりも、インターネット利用型の方が、システムとしても多様な利用法が考えられたので、インターネット上に「電磁妨害波の基本と対策」のPSLSを構築した。以下に研究の成果を述べる。
(1)インターネット上に「電磁妨害波の基本と対策」のPSLSを構築し、インターネット上のどこからでもプラウザがあれば学習できる環境を実現した。
(2)様々な学習者にとってもPSLSを効果的に利用できるように、学習コースを設けた。これは、教材内容を分析、構造化したもので、学習者に明示的に示し、学習の効率化を図った。
(3)学習に必要な機能として、数値計算機能、グラフィックス機能、動画像機能、キーワード検索機能をあげ、システムに組み込んだ。
(4)評価実験の結果、学習コース、数値計算機能は高く評価されたが、グラフィックスや動画像機能、キーワード検索機能では、改善の必要性が指摘された。
以上、本年度の研究成果を整理し、ネットワーク型業務支援学習システムの効果や問題点を明らかにした。

【研究種目】試験研究(B)

【研究期間】1993 - 1995

【配分額】8,600千円 (直接経費: 8,600千円)

【研究分野】科学教育

【研究領域課題番号】01880035 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

CAI / マルチメディア / 学習環境 / 知識表現 / 教授戦略 / ネットワ-ク環境 / 語学教材 / 自然言語による対話

【研究成果の概要】

本研究では大学におけるCAIの利用のための理論的検討及び実験を行い,以下に挙げるような成果を得た.
(1)マルチメディアを用いた言語教育:VTR,レ-ザ-ディスクとPCを接続し,動画像・テキストデ-タを併用しうる教育システムLearnAVを試作した.また早稲田大学語学研究所において,このシステムの英語教育に対する試験利用を行った.
(2)日本語教育に対する利用:日本語教育における有効な手法であるクロ-ズドテストを通じた日本語学習システムLearnJを試作し,早稲田大学日本語教育センタ-で使用実験を行った.
(3)ネットワ-ク上に展開したCAIシステム:ネットワ-ク上で教員及び学生同士のコミュニケ-ションを支援しつつ教育を行うシステムLearnNETを試作した.本システムはC言語の教育に試験運用されている.
(4)CAIにおける知的機能:問題演習型CAIにおいて,学生との柔軟な対話や対象の本質的理解の支援を可能にするために,教材知識表現や問題解決手法について検討し,この成果に基づくシステムを試作した.
(5)ハイパ-メディアの大学数学への適用:群論入門を題材とする教師モデルの構築と,抽象代数学の教示にあたっての人間教師のとるべき教育法の研究を通じて,映像・音声を含むハイパ-メディア教科書を作成した.
(6)人文社会科学系におけるマルチメディア研究教育システムの利用:理論研究と教育実践を並行して進める事を指向して,実用性の高い対話的なマルチメディア環境を構築するための方法論を明らかにした.
(7)ソフトウェア設計用学習環境:学習者の情報獲得作業,思考作業,記述作業,コミュニケ-ション活動を支援する学習環境をハイパ-テキストを用いて実現した.

【研究種目】試験研究

【研究期間】1989 - 1991

【配分額】17,100千円 (直接経費: 17,100千円)

【研究分野】科学教育

【研究領域課題番号】63580240 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

CAI / ファジ-理論 / エキスパ-ト・システム / マルチ・メディア / FRS分析 / ビデオ・ディスク / 誤答解析 / 分数の加算 / CAI学習 / 分数加算の誤答解析法 / 教材構造 / FRS分析法 / マルティメディア / マルチメディア / CAI教材 / ファジイ / エキスパート・システム

【研究成果の概要】

最近の教育の問題点の1つは、学生や生徒の資質・志向の多様化の結果として起こる学力の低下に対応する指導法の確立であろう。数学教育もこの例外ではない。そこで、永年にわたり数学教育の改善のために、数学教材の論理構造を明確にするための教材構造の解析法を研究し、さらにこの解析を迅速にかつ精密な情報を得るためにコンピュ-タを利用して実用化に努力してきた。
この研究もこのような流れに沿って行なわれ、具体的にはつぎの3つのテ-マについて研究した。
(1) コンピュ-タ、とくにそのグラフィック機能やビデオディスクなどのマルチメディアを用いて、文系数学の活性化のための教材作製と、その教育効果の測定で、理論的にはファジ-理論が用いられた。
(2) 教材構造の解析には大量のデ-タを処理する必要があるが、パ-ソナル・コンピュ-タによりCAI化して授業の活性化を計った。
(3) エキスパ-ト・システムを用いた誤答解析法の開発。当面は分数の加法をとり上げ、適当な問題をえらぶことにより、テストの答から生徒の誤って覚えている計算法を見つけ出すことを考えた。これは、今後ますます重要性を増すと思われる人工知能の研究の1つとして位置づけられる。
以上のようなテ-マを理論と実践の両面から研究し、数学教育の改善に役立つように努力し、具体的に2、3の教材も作成した。

【研究種目】一般研究(C)

【研究期間】1988 - 1989

【配分額】2,300千円 (直接経費: 2,300千円)

【研究分野】科学教育

【研究領域課題番号】60450100 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

Audio Visual Test / Audio Visual Testing / CAI / マルチメディア

【研究成果の概要】

既存の音声機能付CAIシステム(日本ユニバック社:ソピューデント)に独自のインターフェースを開発することによって、光動画ディスク,VTRを接続した。マルチメディア型CAIシステムを開発した。
このとき、特にVTRインターフェースに関しては、2種のものが用意された。すなわち、1つは、リモートコントローラをパソコンで制御するものがあり、もう1つは、ソニー社のコントロールL端子付VTRに関して実行可能なインターフェースである。この機種では、VTRの現在の状態(テープカウンター値他)がリアルタイムで出力されており、しかもこの信号は9600ボー,8ビット,8ワードの構成となっているため、パソコンの通信回線(RS-232C)を通してデータを直接読み取り、処理することができるものである。
現状態で、完ぺきといえる状況ではないが、従前より、分析や教材作成、及びAudio Visual Testの試作に利用してきた。NHK中学校2年理科番組,「沸点・融点」を利用し、マルチメディア学習システム用のAudio-VisualTestを開発した。音声,動画,静止画,グラフィック画面,スーパーインポーズ画面と多岐にわたるメディア提示機能を有したCAIシステムである。現在、教材の整備を行なっているが、4月以降、実験的利用に入る予定である。

【研究種目】一般研究(B)

【研究期間】1985 - 1986

【配分額】4,100千円 (直接経費: 4,100千円)