JP2001343887A

JP2001343887A - 学習支援システム

Info

Publication number: JP2001343887A
Application number: JP2000161560A
Authority: JP
Inventors: Masataka Hotta; 正隆堀田
Original assignee: PROAXIS CO Ltd
Current assignee: PROAXIS CO Ltd
Priority date: 2000-05-31
Filing date: 2000-05-31
Publication date: 2001-12-14

Abstract

(57)【要約】【課題】必要な知識を学習者に効率的かつ確実に身に付
けさせること。【解決手段】設問を生成するのに必要な知識情報が格納
された知識データファイルと４、設問を表示する表示装
置２と、設問に対する学習者からの解答の入力を受け付
ける入力装置３と、表示装置２を介して学習者に設問を
提示するために、知識データファイル４を参照して設問
を生成するとともに、当該設問に関する学習者からの解
答が正答であると判断した場合には、獲得得点の加算処
理を行うコンピュータ１とを有する。このコンピュータ
１は、所定時間内において、学習者に提示する設問を間
断なく生成する設問生成処理を行うとともに、獲得得点
が目標得点に到達する前に所定時間が経過した場合に
は、設問生成処理を終了する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータを利
用した学習支援システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、教育現場におけるコンピュータの
普及が進み、コンピュータを用いた各種の学習支援シス
テムが提案されている。例えば、特開２０００−６６５
７２号公報には、学習者の学習成果に応じて、つぎに提
示される教材が動的かつ的確に選択できる教育支援シス
テムが開示されている。このシステムは、教材の提示順
序インデックスと教材のレベル情報とを含むカリキュラ
ムを格納するカリキュラムデータベースを有しており、
このカリキュラムにより参照される教材を学習者に提示
する。そして、その教材に関して、学習者から学習成果
を受け付け、この学習成果と、教材の提示順序インデッ
クスと、教材のレベル情報とに基づいて、つぎに提示す
る教材を動的に選択する。すなわち、この教育支援シス
テムは、既に理解していると判断される教材の提示をス
キップすることにより、学習効率を高めるものである。

【０００３】また、特開平６−７５５１８号公報には、
学習履歴情報を出題選択に利用した学習システムが開示
されている。このシステムは、問題を個々の問題単位で
登録した問題格納ファイルと、各問題と、その解答のた
めに必要な知識との関係を示す内容分析ファイルと、問
題間の関連を示す関連ファイルとを有する。そして、各
ファイルを参照して、利用者の弱点となる知識を含む問
題を、基礎的なものから順次高度なものを選定して出題
する。すなわち、この学習システムは、問題と解答とを
分析して、学習者にとって欠けている知識を探し出すも
のである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来技術に
は、学習時間の凝縮度を高め、かつ、設問を反復して提
示することにより、学習効率の向上を図る点については
開示されておらず、その示唆も存在しない。

【０００５】そこで、本発明の目的は、学習時間の凝縮
度を高めることにより、必要な知識を学習者に効率的か
つ確実に身に付けさせる新規な学習支援システムを提供
することである。

【０００６】また、本発明の別の目的は、設問を反復し
て学習者に提示することにより、習得すべき知識を一層
確実に身に付けさせることである。

【０００７】さらに、本発明の別の目的は、学習者に自
己の達成目標や自己の習熟度を明確に把握させることで
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
めに、第１の発明は、設問を生成するのに必要な知識情
報が格納された知識データファイルと、設問を表示する
表示装置と、設問に対する学習者からの解答の入力を受
け付ける入力装置と、表示装置を介して学習者に設問を
提示するために、知識データファイルを参照して設問を
生成するとともに、当該設問に対する学習者からの解答
が正解であると判断した場合には、獲得得点の加算処理
を行うコンピュータとを有する学習支援システムを提供
する。ここで、このコンピュータは、所定時間内におい
て、学習者に提示する設問を間断なく生成する設問生成
処理を行う。これにより、学習時間の凝縮度を高めるこ
とができるので、学習効率の向上を図ることができる。

【０００９】ここで、第１の発明において、上記コンピ
ュータは、獲得得点が目標得点に到達する前に所定時間
が経過した場合には、設問生成処理を終了することが好
ましい。これにより、学習者の学習に対する集中力を高
めることができるので、学習効率の一層の向上を図るこ
とができる。

【００１０】また、上記コンピュータは、学習者に提示
する設問をランダムに生成するようにしてもよい。これ
により、学習者に出題パターンを記憶させないようにす
ることができる。その際、学習者が同じ設問を複数回間
違えた場合には、設問生成処理を終了することが望まし
い。これにより、習得していない知識を学習者自身に明
確に認識させることができるため、知識の習得を一層確
実なものとすることができる。

【００１１】一方、第１の発明において、知識データフ
ァイルに格納された知識情報は、カリキュラム毎に分類
されているとともに、同一カリキュラムに属する知識情
報は関連した内容を有していることが好ましい。この場
合、コンピュータは、設問生成処理において、同一のカ
リキュラムに属する設問を学習者に対して間断なく提示
する。また、学習者が選択可能なカリキュラムは、その
学習者の進捗状況に応じて特定されるようにしてもよ
い。これにより、学習者に自己の達成目標や自己の習熟
度を明確に把握させることができる。

【００１２】さらに、上記コンピュータは、学習者が時
間的な制限を設けないモードを選択した場合、所定時間
経過による設問生成処理の終了は行わず、かつ、学習者
が間違えた設問を再出題することが望ましい。

【００１３】第２の発明は、学習効率が高まるような順
序で各カリキュラムが進行する学習支援システムにおい
て、学習者の進捗状況を管理するために、学習者に関連
づけられた終了カリキュラム情報を格納した進捗管理フ
ァイルと、進捗管理ファイルを参照して、従前のカリキ
ュラムに関する学習者の知識習得レベルが所定の達成基
準に到達した場合に、それ以降のカリキュラムの学習を
その学習者に許可するコンピュータとを有する学習支援
システムを提供する。これにより、あるカリキュラムで
知識を確実に習得してから、つぎのカリキュラムに進む
ため、学習効率を一層高めることができる。

【００１４】ここで、第２の発明において、上記達成基
準は、間断なく提示される設問に対する学習者の単位時
間当たりの回答数と、同じ設問に関して学習者が間違え
た回数とを考慮して決定することが好ましい。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施形態を係
る学習支援システムの構成ブロック図である。このシス
テムは、コンピュータ１、表示装置２、マウスやキーボ
ード等の入力装置３、知識データファイル４および進捗
管理ファイル５で構成されている。知識データファイル
４および進捗管理ファイル５は、ハードディスク等の記
憶装置に格納されている。

【００１６】知識データファイル４は、設問を生成する
のに必要な知識情報が格納されており、一例として、図
９に示すようなファイル構造を有している。すなわち、
それぞれの知識情報は、問題のＩＤに相当する「問題ナ
ンバー」と、その問題が属する「カリキュラム」と、そ
の問題内容、選択肢、正答等の「問題データ」とが関連
づけて記述されている。同一カリキュラムに属する問題
は、関連した内容を有している。このようなファイル構
造の場合、一つの「問題データ」により設問が一義に特
定される。なお、知識データファイル４に格納された複
数の知識情報を組み合わせることにより、コンピュータ
１が設問を自動的に生成するようにしてもよい。

【００１７】また、進捗管理ファイル５は、各生徒（学
習者）の学習の進捗状況を管理するためのものであり、
一例として、図１０に示すようなファイル構造を有して
いる。すなわち、生徒のＩＤに相当する「生徒ナンバ
ー」に関連づけて、その生徒が終了したカリキュラムを
示す「終了カリキュラムナンバー」が記述されている。

【００１８】この学習支援システムにおけるコンピュー
タ１の基本的な動作を機能的に捉えた場合、コンピュー
タ１は、主として、設問生成部６、正誤判定部７および
終了判定部８を有する。設問生成部６は、乱数生成部１
０において生成された乱数に基づいて、知識データファ
イル４に格納された多数の問題（同一カリキュラムに属
する）の一つをランダムに選択し、表示装置２を介し
て、それを設問として学習者に提示する。正誤判定部７
は、マウス等の入力装置３より入力された解答（選択さ
れた選択肢）の正誤を判定する。また、終了判定部８
は、タイマー９に基づきテスト開始からの経過時間をカ
ウントし、所定のテスト時間が経過した時点で、テスト
を強制的に終了するためのものである。このようなテス
トモードにおいて、設問生成部６は、学習者に提示する
設問をランダムかつ間断なく生成する。設問をランダム
に提示するのは、学習者に出題パターンを記憶させない
ようにするためである。また、設問を間断なく提示する
のは、学習時間を凝縮することで、学習者の集中力を高
めるためである。そして、正解することによってインク
リメントされる獲得得点が目標得点（合格得点）に到達
する前に、テスト時間が経過した場合、終了判定部８に
よってテストが強制的に終了される。要求される知識が
確実に身に付いていない限り、テスト時間内で目標得点
に到達することは困難である。

【００１９】図２は、学習支援システムの処理ルーチン
を示すフローチャートである。まず、ステップ１におい
て、図５に示す「カリキュラム選択画面」が表示装置２
に表示され、学習者に生徒ナンバーの選択を促す。学習
者は、マウス操作によりポインタ１１を移動させ、生徒
ナンバー選択エリア１２に表示された生徒ナンバーのう
ち自己の生徒番号を選択した後、確認ボタン１３をクリ
ックする。コンピュータ１は、進捗管理ファイル５を参
照して、指定された「生徒ナンバー」に関連づけられた
「終了カリキュラムナンバー」を読み出す。

【００２０】続くステップ２において、読み出された
「終了カリキュラムナンバー」に基づいて、その学習者
の学習可能なカリキュラムが明示され（図６参照）、学
習者にカリキュラムおよび学習区分の選択を促す。図６
の例は、カリキュラム選択エリア１４に表示された全カ
リキュラム（１番〜１１番）のうち、強調表示されてい
る１番〜６番が学習可能であることを示している。ここ
で、カリキュラムは、基本的には、学習効率が高まるよ
うな順序で並んでいる。また、従前のカリキュラムに関
する学習者の知識習得レベルが所定の達成基準に到達し
なければ、それ以降のカリキュラムの学習を行えないよ
うになっている。例えば、９番目の「時代の様子」が終
了しなければ、１０番目の「歴史上の人物の顔と名前」
に進めない。これは、各時代の全体的なイメージを確実
な知識とした上で歴史上の人物に関する必要知識を与え
ることで、知識習得の効率性を高めるためである。

【００２１】学習者は、ポインタ１１を移動させて、今
回学習したいカリキュラム（例えば１番）を選択し、モ
ード選択エリア１５に表示された「練習」または「テス
ト」のいずれかのモードを選択した後に、確認ボタン１
３をクリックする。

【００２２】学習者が「テスト」を選択した場合、ステ
ップ３からステップ４に進み、テストモード処理が行わ
れる。テストモードは、あるカリキュラムに関する学習
者の知識の習得度を判定するモードであり、時間的な制
限が設けられている。また、誤った知識を一つでも身に
つけたまま学習者が次のカリキュラムに進むことを防ぐ
ため、同一の設問を複数回（例えば２度）間違えた場合
には、テストが強制的に終了するようになっている。こ
れに対して、学習者が「練習」を選択した場合には、ス
テップ３からステップ５に進み、練習モード処理が行わ
れる。練習モードは、あるカリキュラムに関して必要な
知識を学習者に与えるモードであり、上述した時間的な
制限等は設けられていない。

【００２３】（テストモード）図３は、テストモードル
ーチンを示すフローチャートである。まず、ステップ１
１において、知識データファイル４を参照して、選択さ
れたカリキュラムに関する設問Ｑnが作成される。設問
Ｑnは、乱数生成部１０において生成された乱数に基づ
き、知識データファイル４に格納された同一「カリキュ
ラム」の問題（Ｑ1〜ＱN）からランダムに選択される。

【００２４】つぎに、ステップ１２において、作成され
た設問Ｑnとその選択肢とが表示される。例えば、４番
目のカリキュラムである「都道府県の位置」に関するテ
ストの場合、図７に示すような「設問画面」が表示さ
れ、日本地図上における都道府県の位置を正しく習得し
ているか否かが判定される。学習者は、設問表示エリア
１６に表示された都道府県を解答選択エリア１７（日本
地図上の各都道府県の領域に相当）において選択し、確
認ボタン１３をクリックする。なお、テストモードにお
いては、現在の獲得得点が得点表示エリア１８に表示さ
れるとともに、残り時間が残り時間表示エリア１９に適
宜表示される。また、必要に応じて、コンピュータ１か
らのコメントがコメント表示エリア２０に表示される。

【００２５】また、１１番目のカリキュラムである「歴
史上の人物と年代」に関するテストの場合、図８に示す
ような「設問画面」が表示され、有名人物が活躍した時
代を正しく習得しているか否かが判定される。設問表示
エリア１６には、ある有名人物の名前とそのグラフィッ
ク（例えば肖像画等）が表示される。学習者は、ポイン
タ１１を移動させて、その人物が活躍した時代を解答選
択エリア１７（歴史年表における各世紀に相当）から選
択し、確認ボタン１３をクリックする。

【００２６】そして、ステップ１３において、学習者が
選択した選択肢（解答）の正誤が判断される。解答が正
解の場合は、「設問画面」上に、正解である旨がテキス
トまたはグラフィック（例えば点灯したランプ等）で表
示される（ステップ１４）。そして、現在の獲得得点ｋ
に１をインクリメントし（ステップ１５）、得点表示エ
リア１８上に表示された得点を更新する（ステップ１
６）。

【００２７】そして、ステップ１６に続くステップ１７
において、獲得得点ｋが目標得点ｋtrg（例えば１００
点）に達したか否かが判断される。このステップ１７で
否定判定された場合は、ステップ１１に戻り、つぎの設
問をランダムに決定し、それを学習者に提示する。

【００２８】一方、ステップ１３において、設問Ｑnに
対する解答が間違いの場合には、ステップ１８に進む。
そして、学習者が同じ設問Ｑnを２度間違えたか否か、
すなわち、その設問Ｑnに関する誤答回数カウント値ｉn
が１であるか否かが判断される。誤答回数カウント値ｉ
nは、各設問Ｑ1〜ＱN毎に設けられており、初期的には
０に設定されている。ある設問Ｑnに関する解答が間違
いである場合、その設問Ｑnに関する誤答回数カウント
値ｉnに１がインクリメントされる。

【００２９】学習者が同じ設問Ｑnを２度間違えた場合
（ｉn＝１）、ステップ１８からステップ２３に進む。
そして、例えば、「同じ都道府県名を２度間違えまし
た」といったテスト結果を「設問画面」上に表示して、
テストモードを終了する。一方、学習者が設問Ｑnを最
初に間違えた場合（ｉn＝０）、ステップ１８からステ
ップ１９に進み、解答が間違いである旨がテキストまた
はグラフィックで「設問画面」上に表示される。そし
て、ステップ２０において、その設問Ｑnの誤答カウン
ト値ｉnに１をインクリメントした後、ステップ１１に
戻り、つぎの設問をランダムに決定し、それを学習者に
提示する。

【００３０】上述した一連の手順が繰り返し実行される
ことにより、同じ設問Ｑnを２度間違えない限り、設問
Ｑnがランダムかつ間断なく提示される。そして、獲得
得点ｋが目標得点ｋtrgに到達した場合には、ステップ
１７からステップ２１に進み、テストに合格した旨のテ
スト結果を表示し、進捗管理ファイル５を更新する（ス
テップ２２）。すなわち、その学習者の「生徒ナンバ
ー」に関連づけられた「終了カリキュラムナンバー」
に、今回合格したカリキュラムナンバーを追加する。

【００３１】図４は、強制終了判定ルーチンを示すフロ
ーチャートであり、このルーチンは、上述したテストモ
ードルーチンとは別ルーチンとして実行される。まず、
ステップ３１において、テストモード処理であるか否か
が判断される。練習モードの場合には、その後の処理を
行うことなく本ルーチンを終了する。これに対して、テ
ストモードの場合には、ステップ３２に進み、獲得得点
ｋが目標得点ｋtrgに達したか否かが判断される。ステ
ップ３２で肯定判定された場合は、その後の処理を行う
ことなく、本ルーチンを終了する。

【００３２】一方、ステップ３２において否定判定され
た場合、すなわち、獲得得点ｋが目標得点ｋtrgに到達
していない場合には、ステップ３３に進み、テスト開始
から所定時間（例えば５分30秒）が経過したか否かが判
断される。このテスト時間が経過しない限り、ステップ
３２以降の手順が繰り返される。一方、テスト時間が経
過した場合には、ステップ３４に進み、テストモードを
強制的に終了して、テスト時間が経過した旨の結果を表
示し、本ルーチンを終了する。

【００３３】以上の説明からわかるように、テストが終
了するのは以下の３つのケースである。すなわち、知識
が確実に習得されたか否かの達成基準は、学習者の単位
時間当たりの回答数（１００点／５分30秒）と、同じ設
問に関して学習者が間違えた回数（２回）とを考慮して
決定する。ケース１：（テスト時間終了前に）目標得点（１００
点）に達した場合ケース２：（目標得点到達前に）テスト時間（５分30
秒）が経過した場合ケース３：同じ問題を２度間違えた場合

【００３４】（練習モード）本実施形態に係る学習支援
システムを利用する学習者は、まず最初に、練習モード
を繰り返し実行して、そのカリキュラムで習得すべき事
項を学習し、知識をある程度習得した後に上述したテス
トにチャレンジする。したがって、練習モードでは、テ
ストモードのような時間制限や同じ間違いを繰り返した
場合のペナルティは設けられておらず、学習者からの解
答が間違いである場合には、「設問画面」上に正解が表
示されるようになっている。そして、正解した設問につ
いてはそれ以降出題せず、間違えた設問のみを再出題す
る。なお、進捗管理ファイル５の更新は、カリキュラム
毎のテストに合格することを条件としているので、練習
モードではフィルの更新処理は行われない。

【００３５】このように、本実施形態に係る学習支援シ
ステムでは、テスト時間において設問を間断なく提示す
ることで、学習時間の凝縮度を高めることができる。そ
れとともに、設問を反復して提示することで、知識習得
を確実なものとすることができる。その結果、そのカリ
キュラムにおいて必要な知識を効率的かつ確実に身に付
けさせることができる。さらに、コンピュータの利点を
活かして、写真、絵または資料等をグラフィカルに表示
することで、重要事項を学習者に印象的に提示すること
ができる。

【００３６】また、予め選択肢を用意・表示して、適切
な選択肢をマウス等の操作により選択させるようにして
いるので、文字をキーボードで入力する方法と比較して
入力効率がよいという効果がある。一般に、予め用意さ
れた選択肢から適切なものを選択する手法の欠点とし
て、知識が完全に身に付いていない場合でも消去法によ
り答えが出せてしまう点が挙げられる。この点に関し
て、本システムでは、消去法では間に合わないような問
題数とテスト時間とを適切に設定することにより、かか
る問題を解決している（問題の種類にもよるが例えば１
問２．５秒〜３．５秒程度）。それとともに、テスト時
間の制約が厳しいので、学習者の集中力を高めることが
でき、学習効率の向上を図ることができる。

【００３７】さらに、この学習支援システムでは、習得
すべき全カリキュラムのうち自己が終了したカリキュラ
ムを明示するとともに、テスト結果を表示するようにし
ている。したがって、学習者に対して達成目標（ゴー
ル）を明確に与えることができるとともに、各カリキュ
ラムにおける客観的な習熟度を分からせることができ
る。その結果、学習者の学習意欲を持続させることがで
きる。

【００３８】

【発明の効果】このように、本発明に係る学習支援シス
テムによれば、学習時間の凝縮度を高めることにより、
必要な知識を効率的かつ確実に身に付けさせることがで
きる。また、設問を反復して学習者に提示することによ
り、習得すべき知識を一層確実に身に付けさせることが
できる。さらに、学習者に自己の達成目標や自己の習熟
度を明確に把握させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を係る学習支援システムの
構成ブロック図

【図２】学習支援システムの処理ルーチンを示すフロー
チャート

【図３】テストモードルーチンを示すフローチャート

【図４】強制終了判定ルーチンを示すフローチャート

【図５】カリキュラム選択画面の説明図

【図６】カリキュラム選択画面の説明図

【図７】設問画面の一例を示す説明図

【図８】設問画面の他の例を示す説明図

【図９】知識データファイルの説明図

【図１０】進捗管理ファイルの説明図

【符号の説明】

１コンピュータ、２表示装置、３
入力装置、４知識データファイ
ル、５進捗管理ファイル、６設問生成
部、７正誤判定部、８終了判定
部、９タイマー、１０乱数生成
部、１１ポインタ、１２生徒ナン
バー選択エリア、１３確認ボタン、１
４カリキュラム選択エリア、１５モード選択エリ
ア、１６設問表示エリア、１７解答選択エ
リア、１８得点表示エリア、１９残り時
間表示エリア、２０コメント表示エリア

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】学習支援システムにおいて、設問を生成するのに必要な知識情報が格納された知識デ
ータファイルと、設問を表示する表示装置と、設問に対する学習者からの解答の入力を受け付ける入力
装置と、前記表示装置を介して学習者に設問を提示するために、
前記知識データファイルを参照して設問を生成するとと
もに、当該設問に対する学習者からの解答が正解である
と判断した場合には、獲得得点の加算処理を行うコンピ
ュータとを有し、前記コンピュータは、所定時間内において、学習者に提
示する設問を間断なく生成する設問生成処理を行うこと
を特徴とする学習支援システム。
【請求項２】前記コンピュータは、前記獲得得点が目標
得点に到達する前に前記所定時間が経過した場合には、
前記設問生成処理を終了することを特徴とする学習支援
システム。
【請求項３】前記コンピュータは、学習者に提示する設
問をランダムに生成することを特徴とする請求項１に記
載された学習支援システム。
【請求項４】前記コンピュータは、学習者が同じ設問を
複数回間違えた場合には、前記設問生成処理を終了する
ことを特徴とする請求項２に記載された学習支援システ
ム。
【請求項５】前記知識データファイルに格納された知識
情報は、カリキュラム毎に分類されているとともに、同
一カリキュラムに属する知識情報は関連した内容を有し
ており、前記コンピュータは、前記設問生成処理において、同一
のカリキュラムに属する設問を学習者に対して間断なく
提示することを特徴とする請求項１から４のいずれかに
記載された学習支援システム。
【請求項６】学習者が選択可能なカリキュラムは、その
学習者の進捗状況に応じて特定されることを特徴とする
請求項５に記載された学習支援システム。
【請求項７】前記コンピュータは、学習者が時間的な制
限を設けないモードを選択した場合、所定時間経過によ
る前記設問生成処理の終了は行わず、かつ、学習者が間
違えた設問を再出題することを特徴とする請求項１から
６のいずれかに記載された学習支援システム。
【請求項８】学習効率が高まるような順序で各カリキュ
ラムが進行する学習支援システムにおいて、学習者の進捗状況を管理するために、学習者に関連づけ
られた終了カリキュラム情報を格納した進捗管理ファイ
ルと、前記進捗管理ファイルを参照して、従前のカリキュラム
に関する学習者の知識習得レベルが所定の達成基準に到
達した場合に、それ以降のカリキュラムの学習をその学
習者に許可するコンピュータとを有することを特徴とす
る学習支援システム。
【請求項９】前記達成基準は、間断なく提示される設問
に対する学習者の単位時間当たりの回答数と、同じ設問
に関して学習者が間違えた回数とを考慮して決定される
ことを特徴とする請求項８に記載された学習支援システ
ム。