JP2002149048A

JP2002149048A - 操作型学習環境実現方法及び装置及び操作型学習環境実現プログラムを格納した記憶媒体

Info

Publication number: JP2002149048A
Application number: JP2000342417A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Seshimo; 仁志瀬下
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2000-11-09
Filing date: 2000-11-09
Publication date: 2002-05-22

Abstract

(57)【要約】【課題】モジュール化による編集の平易化と再利用性
の向上を図ると共に、最低限の簡易なデータ記述のみで
教材を作成可能な、操作型学習環境の実現方法及び操作
型学習環境プログラムを格納した記憶媒体を提供する。【解決手段】本発明は、コンピュータを利用した対話
的な学習環境上に、ユーザインタフェース手段と、動作
制御手段とを分離して構築し、ユーザインタフェース手
段において、学習者に対する教材状況の提示、及び該教
材状況に対する操作の取得を行うステップと、動作制御
手段において、学習者の操作に対応する反応の決定、及
び該ユーザインタフェースの更新を行うステップとを交
互に繰り返すことで、操作型学習を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、操作型学習環境実
現方法及び装置及び操作型学習環境実現プログラムを格
納した記憶媒体に係り、特に、コンピュータを利用した
学習（ＣＢＴ、Comoputer Based Training）を提供する
システムにおいて、仮想的に実現された学習対象に対し
て直接操作を行う操作型学習環境実現方法及び装置及び
操作型学習環境実現プログラムを格納した記憶媒体に関
する。

【０００２】近年のコンピュータ・ネットワークの爆発
的な普及に伴い、コンピュータを用いた教育システムも
また盛んに開発が行われ、普及し始めている。そうした
中でも、情報機器、ソフトウェアの操作を習得するため
の学習に対する要求は強く、より効率的で効果的な学習
のための教材の充実が望まれている。本発明は、そのよ
うな状況下における、状態遷移モデルに基づいて操作型
学習環境を実現するための操作型学習環境実現方法及び
装置及び操作型学習環境実現プログラムを格納した記憶
媒体に関する。

【０００３】

【従来の技術】従来、いわゆるマルチメディア・オーサ
リングツール（例えば、マクロメディア社(http://www.
macromedia.com) のAuthorware, Directorなど) を用い
て作成する対話的なムービーにより、操作型学習を実現
する方法が一般に用いられている。この従来の方法は、
基本的にユーザインタフェース表現と動作制御とが一体
として扱われる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の方法は、基本的にユーザインタフェース表現と動
作制御とが一体として扱われるため、部分的な変更が全
体に及ぼす影響が大きく、部分的な再利用も難しいとい
う問題がある。こうした問題を回避するためにオーサリ
ング手法や追加機能の検討や実装がなされているが、基
本的には特定ツールの多機能化によるものであって、そ
のツール自体の高度な使いこなしが要求されることにな
る。

【０００５】このような状況下において、前述のような
従来の方法では、特定のオーサリングツールによって作
り込まれた教材が多く用いられているが、これらは基本
的にその教材限りのものであり、一度作成した教材を修
正、変更、再利用することが困難である。

【０００６】また、特定のツールに対する高度な技術習
得が必要となるため、教材作成可能な人材が限られてし
まうという問題がある。

【０００７】本発明は、上記の点に鑑みなされたもの
で、モジュール化による編集の平易化と再利用性の向上
を図ると共に、最低限の簡易なデータ記述のみで教材を
作成可能な、操作型学習環境の実現方法及び装置及び、
操作型学習環境プログラムを格納した記憶媒体を提供す
ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】図１は、本発明の原理を
説明するための図である。

【０００９】本発明（請求項１）は、コンピュータを利
用した学習を提供するシステムにおいて、仮想的に再現
された学習対象に対して直接操作を行う操作型学習環境
実現方法において、操作型学習環境を、ユーザインタフ
ェース手段と、動作制御手段とを分離して構築し、ユー
ザインタフェース手段において、学習者に対する教材状
況の提示（ステップ１）、及び該教材状況に対する操作
の取得を行う処理と（ステップ２）、動作制御手段にお
いて、学習者の操作に対応する反応の決定（ステップ
３）、及び該ユーザインタフェースの更新を行う処理
（ステップ４）とを交互に繰り返すことで、操作型学習
を行う。

【００１０】本発明（請求項２）は、動作制御手段にお
いて、予め定義された動作制御データに基づいて操作に
対する反応の決定と学習状況管理を行い、決定された反
応に則してユーザインタフェースを更新する。

【００１１】本発明（請求項３）は、学習者の直接操作
または、予め記録された操作ログに基づいて操作型学習
教材の動作制御を行う。

【００１２】本発明（請求項４）は、動作制御手段にお
いて、状態遷移に基づいて記述され、教材作成者が、あ
る状態において有効な操作と該操作後に移行する状態、
及び、それらに対応するユーザインタフェース情報が定
義された動作制御データを用いる。

【００１３】本発明（請求項５）は、動作制御手段にお
いて、学習中に記録した学習者の操作ログと、正解操作
データを比較、分析することにより、操作型学習におけ
る評価を行う。

【００１４】図２は、本発明の原理構成図である。

【００１５】本発明（請求項６）は、コンピュータを利
用した学習を提供するシステムにおいて、仮想的に再現
された学習対象に対して直接操作を行う操作型学習環境
実現装置であって、学習者に対する教材状況の提示と、
該教材状況に対する操作の取得を行うユーザインタフェ
ース手段１１０と、学習者の操作に対応する反応の決定
とユーザインタフェース手段１１０の教材状況の更新を
行う動作制御手段１２０とを有する。

【００１６】本発明（請求項７）は、動作制御手段１２
０において、予め定義された動作制御データ１２３と、
動作制御データ１２３に基づいて操作に対する反応の決
定と学習状況管理を行う動作制御機能手段１２１と、動
作制御機能手段１２１で決定された反応に則してユーザ
インタフェース手段１１０の教材状況の更新を行うユー
ザインタフェース制御手段とを有する。

【００１７】本発明（請求項８）は、動作制御機能手段
１２１において、操作ログ管理手段、有効操作判定手
段、現在状態管理手段の各制御手段で構成され、制御手
段は、学習者の直接操作または、予め記録された操作ロ
グに基づいて操作型学習教材の動作制御を行う。

【００１８】本発明（請求項９）は、動作制御データ１
２３を、状態遷移に基づいて記述され、教材作成者があ
る状態において有効な操作と該操作後に移行する状態、
及び、それらに対応するユーザインタフェース情報が定
義されたデータとする。

【００１９】本発明（請求項１０）は、動作制御手段１
２０において、学習中に動作制御機能手段１２１で記録
した学習者の操作ログと、正解操作データを比較、分析
することにより操作型学習における評価を行う手段を有
する。本発明（請求項１１）は、コンピュータを利用し
た学習を提供するシステムにおいて、仮想的に再現され
た学習対象に対して直接操作を行う操作型学習環境実現
プログラムを格納した記憶媒体であって、学習者に対す
る教材状況の提示と、該教材状況に対する操作の取得を
行うユーザインタフェースプロセスと、学習者の操作に
対応する反応の決定とユーザインタフェースプロセスに
おける教材状況の更新を行う動作制御プロセスとを有
し、ユーザインタフェースプロセスと動作制御プロセス
を交互に繰り返す。

【００２０】本発明（請求項１２）は、動作制御プロセ
スにおいて、予め定義された動作制御データに基づいて
操作に対する反応の決定と学習状況管理を行う動作制御
機能プロセスと、動作制御モジュールで決定された反応
に則してユーザインタフェースプロセスにおける教材状
況の更新を行うユーザインタフェース制御機能プロセス
とを有する。

【００２１】本発明（請求項１３）は、動作制御機能プ
ロセスにおいて、操作ログ管理プロセス、有効操作判定
プロセス、現在状態管理プロセスの各制御プロセスで構
成され、制御プロセスは、学習者の直接操作または、予
め記録された操作ログに基づいて操作型学習教材の動作
制御を行う。

【００２２】本発明（請求項１４）は、動作制御プロセ
スにおいて、状態遷移に基づいて記述され、教材作成者
が、ある状態において有効な操作と該操作後に移行する
状態、及び、それらに対応するユーザインタフェース情
報が定義された動作制御データを用いる。

【００２３】本発明（請求項１５）は、動作制御プロセ
スにおいて、学習中に動作制御機能プロセスで記録した
学習者の操作ログと、正解操作データを比較、分析する
ことにより操作型学習における評価を行うプロセスを有
する。

【００２４】上記のように本発明は、操作型学習環境
を、ユーザインタフェース手段と、動作制御手段に分離
して構成し、更に、動作制御手段を動作制御機能モジュ
ール、学習評価機能モジュール等のモジュールで構成す
るため、編集が平易化し、再利用性を向上させることが
可能となる。

【００２５】また、本発明は、学習者操作入力を無効と
し、記録された操作ログに基づいて学習者の操作状況を
教材上で再現することが可能となる。

【００２６】

【発明の実施の形態】図３は、本発明の操作型学習環境
実現装置の構成を示す。同図に示す装置１００は、ユー
ザインタフェース部１１０と動作制御部１２０に分離し
て構成する。ユーザインタフェース部１１０は、操作型
学習環境を、学習者に対する教材状況の提示、及びその
状況に対する操作の取得を行う。

【００２７】動作制御部１２０は、学習者の操作に対応
する反応の決定、及びユーザインタフェース部１１０の
更新を行う。

【００２８】この構成において、学習者は、ユーザイン
タフェース部１１０に提示された状況を踏まえ、ユーザ
インタフェース部１１０に設定されたボタン、ダイヤル
等を操作する。ユーザインタフェース部１１０が取得し
た学習者操作は、動作制御部１２０に送信され、動作制
御部１２０において、その操作に対する教材の反応が決
定される。動作制御部１２０は、決定された反応に基づ
いて、ユーザインタフェース部の表示（教材状況）を更
新する。

【００２９】以上のようなユーザインタフェース部１１
０及び動作制御部１２０の動作を交互に繰り返すことで
操作型学習を実現する。

【００３０】以下に、動作制御部１２０内での動作につ
いて説明する。

【００３１】図４は、本発明の操作型学習環境実現装置
の学習時における構成を示す。

【００３２】動作制御部１２０は、動作制御機能モジュ
ール１２１、ユーザインタフェース制御モジュール１２
２とに分離して構成され、動作制御機能モジュール１２
１は、動作制御データ１２３を参照する。

【００３３】現在の教材状況が提示されたユーザインタ
フェース部１１０に対して学習者が行った操作は、動作
制御機能モジュール１２１に送信される。動作制御機能
モジュール１２１は、図５に示すように、さらに、操作
ログ管理プロセス１２１１、有効操作判定プロセス１２
１２、現在状態管理プロセス１２１３の各制御プロセス
で構成される。

【００３４】図５は、本発明の操作型学習環境実現装置
の動作制御部の動作制御機能モジュールにおける学習時
の動作を説明するための図であり、これらの図内の○内
の数字と以下の説明の数字は対応する。

【００３５】学習者の操作がユーザインタフェース部
１１０に入力されると、ユーザインタフェース部１１
０は、学習操作を動作制御部１２０に送信する。送信
された学習操作は、まず始めに動作制御機能モジュール
１２１の操作ログ管理プロセス１２１１において操作ロ
グとして記録される。次に、有効操作判定プロセス１
２１２において、現在状態管理プロセス１２１３で管理
されている現在の教材状態（現在ユーザインタフェース
部１１０で提示されている状態を示す）をキーとして、
動作制御データ１２３より現在の教材状態で有効な操作
群が抽出される。抽出された有効操作群に学習者操作
が含まれているか比較を行い、もし含まれていれば、そ
の学習者の操作は、現在の教材状態で有効とみなされ、
動作制御データ１２３に基づいて現在の状態管理プロセ
ス１２１３内の現在状態に更新されると同時に、やはり
動作制御データ１２３に基づいてユーザインタフェース
部１１０に送信する。もし、学習者操作が有効操作群に
含まれていなければ、現在状態及びユーザインタフェー
ス部１１０は更新されず、学習者の次操作待ちとなる。

【００３６】上記の動作をユーザインタフェース部１１
０及び動作制御部１２０の構成全般にわたる処理を説明
する。

【００３７】図６は、本発明の操作型学習環境実現装置
の学習時の動作のフローチャートである。

【００３８】なお、以下に用いる＜＞内の意味は以下の
通りである。

【００３９】＜状態＞：学習者に状況を提示し、操作を
待つフェーズ（及び画面）；＜遷移＞：状態遷移の再に＜状態＞間を接続するフェー
ズ（及び画面）；＜状態遷移＞：有効な操作が行われることにより発生う
る＜状態＞の移行；＜現在の状態＞：学習者に対して現に提示されている＜
状態＞（動作制御部内で管理される）；＜操作＞：ユーザインタフェース部上で可能なボタン、
ダイヤル等の操作；また、動作制御機能モジュール１２１は、操作ログ管理
プロセス１２１１、有効操作判定プロセス１２１２、現
在状態管理プロセス１２１３から構成される。ステップ
１０１）ユーザインタフェース部１１０は、＜現在の
状態＞に相当する画面が提示され、学習者の操作を待
つ。

【００４０】ステップ１０２）学習者がユーザインタ
フェース部１１０に対して＜操作＞を行うと、当該操作
に基づく＜学習操作＞を動作制御部１２０に送信する。

【００４１】ステップ１０３）動作制御部１２０の動
作制御機能モジュール１２１では、操作ログ管理プロセ
ス１２１１において、操作ログを記録する。

【００４２】ステップ１０４）動作制御機能モジュー
ル１２１において、動作制御データ１２３を参照して、
＜現在の状態＞における有効な操作群を抽出する。

【００４３】ステップ１０５）学習者の＜操作＞が有
効操作群に含まれているか否かを判定し、無効である場
合、つまり、有効操作に含まれていなかった場合、＜現
在の状態＞及びユーザインタフェース部１１０は更新せ
ず、ステップ１０１の処理に移行する。有効である場合
には、次のステップ１０６の処理に移行する（有効操作
判定プロセス１２１２）。

【００４４】ステップ１０６）有効操作に含まれてい
た場合、動作制御データ１２３に基づいて、＜現在の状
態＞を更新する（現在状態管理プロセス１２１３）。

【００４５】ステップ１０７）動作制御データ１２３
に従って、ユーザインタフェース部１１０を更新する。
但し、ユーザインタフェース部１１０の更新は、＜現在
の状態＞→＜遷移＞→＜遷移御の状態＞の順に行うもの
とする。

【００４６】また、本発明では、動作制御機能モジュー
ル１２１において、ユーザインタフェース部１２０から
の学習操作入力を無効とし、その代わりに、事前にログ
として記録された操作を操作ログ管理プロセス１２１１
から有効操作判定プロセス１２１２に送信することで、
教材における学習者の操作状況を同じ教材上で再現する
とも可能となる。

【００４７】次に、動作制御部１２０内の動作制御デー
タ１２３の詳細について説明する。動作制御データは、
操作型学習環境上で動作する操作型学習教材のふるまい
を規定する情報であり、図７に示すような状態遷移モデ
ルに基づいた構造を有する。図７は、本発明の状態遷移
モデルの概要を説明するための図である。同図におい
て、実線の矢印は有効な操作を示し、点線の矢印は無効
な操作を示している。同図に示すような状態遷移図が設
定されていると想定した場合、状態Ａにおいて操作
（ｂ）を行ったとすると、この操作（ｂ）には遷移
（ｂ）が設定されている。即ち、有効な操作であるた
め、状態遷移が発生し、状態Ｂに移行する。仮に状態Ａ
において、操作（ｃ）を行ったとしても、操作（ｃ）に
は遷移が設定されていないため、状態遷移は発生しな
い。

【００４８】この状態遷移モデルは、ユーザに現在の状
況を提示すると共に、入力（＜操作＞）を待つ＜状態＞
と、その＜状態＞において有効な＜操作＞を行うことに
より起動され、次の＜状態＞へ移行するための＜遷移＞
とから構成される。この状態遷移モデルに基づく動作制
御データ１２３は、＜状態＞を基本単位として構成さ
れ、教材中で提示される全ての＜状態＞が定義される。
各＜状態＞内には、その＜状態＞をユーザインタフェー
ス部１１０上で提示するための制御情報、及びその＜状
態＞において有効な＜操作＞群が提示される。さらに、
各有効＜操作＞内には、その＜操作＞が行われることで
発生する＜遷移＞をユーザインタフェース部１１０上で
提示するための制御情報及びその＜遷移＞後に移行する
＜状態＞が定義される。

【００４９】図８は、本発明の動作制御データの構成を
示す。同図に示す各＜状態＞には、その＜状態＞に相当
する画面情報とその＜状態＞において有効な＜操作＞群
がデータとして含まれる。逆を言えば、その＜状態＞に
おいて無効になる＜操作＞は、画面中に存在しても、動
作制御データ中には含まれない。有効な＜操作＞は、さ
らに＜遷移＞情報を持つ。＜遷移＞情報は、遷移後に移
行する＜状態＞情報と、遷移中の画面情報を持つ。動作
制御データ１２３は、同図に示されるような状態遷移図
に変換可能な形式で表現される。

【００５０】以上に示した通り、状態遷移モデルと動作
制御データ１２３とは密接に関連しており、両者は相互
に変換が可能である。

【００５１】さらに、本発明は、動作制御部１２０内
に、学習評価時に用いる学習評価機能モジュールと正解
操作データを追加することも可能である。図９は、本発
明の操作型学習環境実現装置の学習評価時における構成
を示す。同図に示す動作制御部１２０において、学習評
価モジュール１２４と正解操作データ１２５を追加する
ことにより、学習型学習における学習者の評価も可能に
なる。ユーザインタフェース部１１０を通して学習者
がその教材における学習の評価を求める操作を行うと、
その要求は、動作制御部１２０内の学習評価機能モジュ
ール１２４に送信される。学習評価機能ジュール
１２４は、学習中に動作制御機能モジュール１２１内で
記録した学習者の操作ログと、予め操作ログと同じ形式
で定義された正解操作データ１２５の比較・分析を行
い、評価結果を算出する。

【００５２】図１０は、本発明の操作型学習環境実現装
置の学習評価時の動作のフローチャートである。

【００５３】ステップ２０１）ユーザインタフェース
部１１０上において、学習者が学習評価を要求する。

【００５４】ステップ２０２）動作制御機能モジュー
ル１２１内に保持されている学習者の操作ログを要求す
る。

【００５５】ステップ２０３）正解手順データを参照
する。

【００５６】ステップ２０４）学習者の操作ログと正
解手順データとを１手順ずつ比較・分析する。

【００５７】ステップ２０５）比較・分析した結果を
もとに、学習評価を算出する。

【００５８】以上の動作により操作型学習における学習
者の評価を行うことができる。

【００５９】

【実施例】以下、図面と共に本発明の実施例を説明す
る。

【００６０】本発明の操作型学習環境をＷＷＷベースの
システムとして実装した例を示す。図１１は、本発明の
一実施例の操作型学習環境の実装例（学習時）を示す。

【００６１】操作型学習環境は、ＨＴＭＬとその埋め込
みモジュールによって実現される。ＨＴＭＬは、環境全
体を束ねると共に、学習者に対する見せ方（ＷＷＷクラ
イアント上での見え方）を決定する。ＨＴＭＬ内におい
て、ユーザインタフェース部１１０は、既存のマルチメ
ディア・オーサリングツールを利用した対話的なムービ
ーで作成される。ムービー内には、学習者に状況を提示
するための画面情報と、学習者の操作を受け付けるイン
タフェース（例えば、ボタン）が含まれるが、ムービー
の動作を制御するための情報（例えば、ボタン操作に対
するリアクション等）は含まない。ＨＴＭＬ内におい
て、動作制御部１２０は、JavaScriptによって表現され
る。動作制御部１２０内には、動作制御機能モジュール
１２１と動作制御データ１２３とが含まれるが、前者
は、JavaScriptの関数として、後者は、JavaScriptのオ
ブジェクトとして表現される。動作制御データ１２３内
には、ある＜状態＞を表現するムービー内の画面情報
と、＜状態＞に対する有効操作群と、それに対応する＜
遷移＞とが定義されている。ＨＴＭＬによって束ねられ
た操作型学習環境は、学習者の要求により、ＷＷＷサー
バ２００からＷＷＷクライアント３００へ全てダウンロ
ードされた後、ＷＷＷクライアント３００上で実行され
る。

【００６２】また、本発明では、動作制御機能モジュー
ル１２１に含まれる操作ログ管理プロセス１２１１を利
用することで、学習者の行った操作や、正解操作等を教
材上で再生することが可能になる。以下にその動作例を
示す。

【００６３】図１２は、本発明の一実施例の直接操作に
よる動作制御と操作ログに基づく動作制御を説明するた
めの図である。同図（Ａ）は、学習者による直接操作を
示し、同図（Ｂ）は、操作ログによる間接操作を示す。

【００６４】動作制御機能モジュール１２１において、
学習時の通常動作では、図１２（Ａ）に示すように学習
者の操作により、操作ログ管理プロセス１２１１で記録
された後、有効操作判定プロセス１２１２に移り、以
後、教材の制御動作が行われる。ここで、図１２（Ｂ）
に示すように、ユーザインタフェース部１１０を介した
学習者の操作を禁止し、その代わりに、操作ログ管理プ
ロセス１２１１に対して、学習者の操作ログや正解操作
ログを１ステップずつ、あるいは、指定間隔で全ステッ
プを送信することで学習時の動作制御を変更せずに、学
習者の操作や正解操作を教材上で再生することができ
る。

【００６５】次に、動作制御データ１２３について説明
する。

【００６６】動作制御データ１２３は、状態遷移モデル
に基づいて構成される。以下に、その実装例を示す。図
１３は、本発明の一実施例の動作制御データの定義例を
示す。動作制御データ１２３は、利用するプログラム言
語（ここでは、JavaScript）に表現形式に従いつつ、状
態遷移図（モデル）と同じ構造で再現される。例えば、
JavaScriptのようにオブジェクト構造を導入できる言語
であれば、＜状態＞はオブジェクトとして定義し、＜遷
移＞は、メソッド、その他の情報はプロパティとして定
義することが可能になる。以上のように、状態遷移図と
構造の同じ形式のデータとして定義することにより、例
えば、状態遷移図をグラフィカルに編集するような機能
を持つ、教材オーサリングツールを容易に実現できる。

【００６７】次に、本発明の操作型学習環境をＷＷＷサ
ーバ３００のシステムとして実装し、そこに、前述の図
９に示す学習評価機能モジュールを加えた実装例を示
す。

【００６８】図１４は、本発明は一実施例の操作型学習
環境の実装例（学習評価時）を示す。ＨＴＭＬ内におい
て、動作制御モジュール１２１と同様に、学習評価機能
モジュール１２５は、JavaScriptの関数として表現さ
れ、正解操作データは、JavaScriptのオブジェクトとし
て表現される。ユーザインタフェース部３１０を通して
学習者から評価要求を受けると、学習評価機能モジュー
ルは、図１５に示すように学習者の操作と正解操作との
比較を行い、図１６に示すように、その比較結果に基づ
いて予め規定した評価指標を算出する。算出された評価
指標は、加工して学習者に提示するだけでなく、他の教
材との連携にも利用可能になる。

【００６９】図１５は、本発明の一実施例の学習評価時
の操作比較動作を説明するための図である。

【００７０】同図に示すように定義された状態遷移図に
従って動作する操作型学習教材を想定する。正解手順
は、同図（Ａ）の太線の操作（状態Ａで操作ｃを行う）
とする。また、学習者の操作が破線の操作（状態Ａで操
作ｂ、状態Ｂで操作ａ）及び太線の操作であったとす
る。

【００７１】正解手順と学習者の操作を｛状態＋そこで
行った操作｝という組で切り分けると、同図（Ｂ）のよ
うに表すことができる。同図（Ｂ）において、正解手順
における｛状態、操作｝の組がこの順序で全て学習者の
操作に含まれているのかを順次比較する。

【００７２】図１６は、本発明の一実施例の学習評価の
分析動作を説明するためのあ図である。同図に示す例で
は、学習者の３、４番目に正解の１、２が含まれてい
る。即ち、学習者は、問題に対して正しい操作を行って
いる。

【００７３】しかし、学習者の操作には、実際には正解
操作以外の操作（１、２）が含まれている。これは、正
解操作に対して無駄な操作を行っていたと考えられる
（１操作で済むところを３操作行っている）。以上のよ
うな分析に基づいて、例えば、以下のような評価指標を
算出できる。

【００７４】・正解達成度（％）＝（学習者の行えた正
解手順数）／（全正解手順数）×１００・無駄手順率（％）＝１−（学習者の行えた正解手順
数）／（学習者の全手順数）×１００・目標達成（True or False)＝目的の状態（正解手順の
最終到達状態）に達したか否か。

【００７５】また、本発明は、図６に示す学習時の動作
及び、図１０に示す学習評価時の動作をプログラムとし
て構築し、操作型学習環境実現装置として利用されるコ
ンピュータに接続されるディスク装置や、フロッピー
（登録商標）ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬記憶媒体
に格納しておき、本発明を実施する際にインストールす
ることにより、容易に本発明を実現できる。

【００７６】なお、本発明は、上記の実施例に限定され
ることなく、特許請求の範囲内において、種々変更・応
用が可能である。

【００７７】

【発明の効果】上述のように、本発明によれば、操作型
学習環境をユーザインタフェース部と動作制御部とに分
離して構成し、更に、動作制御部を動作制御機能モジュ
ール、学習評価機能モジュール等のモジュールで構成す
ることにより、編集が平易化し、再利用性が向上する。

【００７８】また、学習者操作入力を無効とし、記録さ
れた操作ログに基づいて学習者の操作状況を教材上で再
現することにより、最低限の簡易なデータの記述のみで
教材を作成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理を説明するための図である。

【図２】本発明の原理構成図である。

【図３】本発明の操作型学習環境実現装置の構成図であ
る。

【図４】本発明の操作型学習実現装置の学習時における
構成図である。

【図５】本発明の操作型学習実現装置の動作制御部の動
作制御機能モジュールにおける学習時の動作を説明する
ための図である。

【図６】本発明の操作型学習環境実現装置の学習時の動
作のフローチャートである。

【図７】本発明の状態遷移モデルの概要を説明するため
の図である。

【図８】本発明の動作制御データの構成図である。

【図９】本発明の操作型学習環境実現装置の学習評価時
における構成図である。

【図１０】本発明の操作型学習環境実現装置の学習評価
時の動作のフローチャートである。

【図１１】本発明の一実施例の操作型学習環境の実装例
（学習時）である。

【図１２】本発明の一実施例の直接操作による動作制御
と操作ログに基づく動作制御を説明するための図であ
る。

【図１３】本発明の一実施例の動作制御データの定義例
である。

【図１４】本発明の一実施例の操作型学習環境の実装例
（学習評価時）である。

【図１５】本発明の一実施例の学習評価の操作比較動作
を説明するための図である。

【図１６】本発明の一実施例の学習評価の分析動作を説
明するための図である。

【符号の説明】

１００操作型学習実現装置１１０ユーザインタフェース手段、ユーザインタフェ
ース部１２０動作制御手段、動作制御部１２１動作制御機能手段、動作制御機能モジュール１２２ユーザインタフェース制御手段、ユーザインタ
フェース制御部１２３動作制御データ１２４学習評価機能モジュール１２５正解操作データ２００ＷＷＷサーバ３００ＷＷＷクライアント３１０ユーザインタフェース部３２０動作制御部１２１１操作ログ管理プロセス１２１２有効操作判定プロセス１２１３現在状態管理プロセス

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】コンピュータを利用した学習を提供する
システムにおいて、仮想的に再現された学習対象に対し
て直接操作を行う操作型学習環境実現方法において、操作型学習環境を、ユーザインタフェース手段と、動作
制御手段とを分離して構築し、前記ユーザインタフェース手段において、学習者に対す
る教材状況の提示、及び該教材状況に対する操作の取得
を行うステップと、前記動作制御手段において、学習者の操作に対応する反
応の決定、及び該ユーザインタフェースの更新を行うス
テップとを交互に繰り返すことで、操作型学習を行うこ
とを特徴とする操作型学習環境実現方法。
【請求項２】前記動作制御手段において、予め定義された動作制御データに基づいて操作に対する
反応の決定と学習状況管理を行い、決定された反応に則して前記ユーザインタフェースを更
新する請求項１記載の操作型学習環境実現方法。
【請求項３】前記学習者の直接操作または、予め記録
された操作ログに基づいて操作型学習教材の動作制御を
行う請求項２記載の操作型学習環境実現方法。
【請求項４】前記動作制御手段において、状態遷移に基づいて記述され、教材作成者が、ある状態
において有効な操作と該操作後に移行する状態、及び、
それらに対応するユーザインタフェース情報が定義され
た前記動作制御データを用いる請求項２記載の操作型学
習環境実現方法。
【請求項５】前記動作制御手段において、学習中に記録した学習者の操作ログと、正解操作データ
を比較、分析することにより、操作型学習における評価
を行う請求項２記載の操作型学習環境実現方法。
【請求項６】コンピュータを利用した学習を提供する
システムにおいて、仮想的に再現された学習対象に対し
て直接操作を行う操作型学習環境実現装置であって、学習者に対する教材状況の提示と、該教材状況に対する
操作の取得を行うユーザインタフェース手段と、学習者の操作に対応する反応の決定と前記ユーザインタ
フェース手段の教材状況の更新を行う動作制御手段とを
有することを特徴とする操作型学習環境実現装置。
【請求項７】前記動作制御手段は、予め定義された動作制御データと、前記動作制御データに基づいて操作に対する反応の決定
と学習状況管理を行う動作制御機能手段と、前記動作制御機能手段で決定された反応に則して前記ユ
ーザインタフェース手段の教材状況の更新を行うユーザ
インタフェース制御機能手段とを有する請求項６記載の
操作型学習環境実現装置。
【請求項８】前記動作制御機能手段は、操作ログ管理手段、有効操作判定手段、現在状態管理手
段の各制御手段で構成され、前記制御手段は、前記学習者の直接操作または、予め記録された操作ログ
に基づいて操作型学習教材の動作制御を行う請求項７記
載の操作型学習環境実現装置。
【請求項９】前記動作制御データは、状態遷移に基づいて記述され、教材作成者がある状態に
おいて有効な操作と該操作後に移行する状態、及び、そ
れらに対応するユーザインタフェース情報が定義された
データとする請求項７記載の操作型学習環境実現装置。
【請求項１０】前記動作制御手段は、学習中に前記動作制御機能手段で記録した学習者の操作
ログと、正解操作データを比較、分析することにより操
作型学習における評価を行う手段を有する請求項７記載
の操作型学習環境実現装置。
【請求項１１】コンピュータを利用した学習を提供する
システムにおいて、仮想的に再現された学習対象に対し
て直接操作を行う操作型学習環境実現プログラムを格納
した記憶媒体であって、学習者に対する教材状況の提示と、該教材状況に対する
操作の取得を行うユーザインタフェースプロセスと、学習者の操作に対応する反応の決定と前記ユーザインタ
フェースプロセスにおける教材状況の更新を行う動作制
御プロセスとを有することを特徴とする操作型学習環境
実現プログラムを格納した記憶媒体。
【請求項１２】前記動作制御プロセスは、予め定義された動作制御データに基づいて操作に対する
反応の決定と学習状況管理を行う動作制御機能プロセス
と、前記動作制御モジュールで決定された反応に則して前記
ユーザインタフェースプロセスにおける教材状況の更新
を行うユーザインタフェース制御機能プロセスとを有す
る請求項１１記載の操作型学習環境実現プログラムを格
納した記憶媒体。
【請求項１３】前記動作制御機能プロセスは、操作ログ管理プロセス、有効操作判定プロセス、現在状
態管理プロセスの各制御プロセスで構成され、前記制御プロセスは、前記学習者の直接操作または、予め記録された操作ログ
に基づいて操作型学習教材の動作制御を行う請求項１２
記載の操作型学習環境実現プログラムを格納した記憶媒
体。
【請求項１４】前記動作制御プロセスは、状態遷移に基づいて記述され、教材作成者が、ある状態
において有効な操作と該操作後に移行する状態、及び、
それらに対応するユーザインタフェース情報が定義され
た動作制御データを用いる請求項１２記載の操作型学習
環境実現プログラムを格納した記憶媒体。
【請求項１５】前記動作制御プロセスは、学習中に前記動作制御機能プロセスで記録した学習者の
操作ログと、正解操作データを比較、分析することによ
り操作型学習における評価を行うプロセスを有する請求
項１２記載の操作型学習環境実現プログラムを格納した
記憶媒体。