JP2006293101A - 教育システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 教育システム上で、あるクライアントコンピュータ10からサーバ30を介して他のクライアントコンピュータ10に対して数式を送信し、クライアントコンピュータ10の表示画面で数式を共有することができ、教育上コミュニケーションを向上できる。
【選択図】 図2
Description
本発明に係る教育システムは、サーバが複数のクライアントコンピュータにコンピュータネットワークを通じて教育用コンテンツを配信する教育システムにおいて、サーバが、コンピュータネットワークを通じて一のクライアントコンピュータから送信された数式情報を受信し、クライアントコンピュータに送信する数式提供手段を有し、クライアントコンピュータがサーバの数式提供手段から受信した数式情報をクライアントコンピュータの表示画面に数式の形で表示するものである。このように本発明においては、教育システム上で、あるクライアントコンピュータからサーバを介して他のクライアントコンピュータに対して数式を送信し、クライアントコンピュータの表示画面で数式を共有することができ、システム上でのコミュニケーションを向上できる。
本発明に係る教育システムは、サーバが複数のクライアントコンピュータにコンピュータネットワークを通じて教育用コンテンツを配信する教育システムにおいて、サーバが、シミュレーション情報を教育用コンテンツとして予め記録し、サーバが、クライアントコンピュータの要求に応じてクライアントコンピュータにシミュレーション情報を送信するシミュレーション提供手段を有し、クライアントコンピュータがサーバのシミュレーション提供手段から受信したシミュレーション情報に基づいてクライアントコンピュータ上でシミュレーションを実行し、シミュレーション結果をクライアントコンピュータの表示画面に表示するものである。このように本発明においては、教育システム上で、サーバがクライアントコンピュータに対してシミュレーション情報を送信し、クライアントコンピュータ上でシミュレーションを実行し、表示画面にてシミュレーション結果を見ることができ、単に講義を聴くだけでなくシミュレーションを行うことでより受講者の理解が高まる。シミュレーション情報とは、シミュレーションに係る情報のことであり、シミュレーションプログラム自体であったり、シミュレーションプログラムで用いる座標情報等の入力情報であったりする。
本発明に係る教育システムは、サーバが複数のクライアントコンピュータにコンピュータネットワークを通じて教育用コンテンツを配信する教育システムにおいて、サーバが、クライアントコンピュータの要求に応じてクライアントコンピュータに画像情報を送信する画像提供手段と、クライアントコンピュータで表示された画像を編集することにより生成される画像編集情報を受信し、他のクライアントコンピュータに受信した画像編集情報を送信する画像編集情報提供手段とを有し、クライアントコンピュータがサーバの画像提供手段から受信した画像情報をクライアントコンピュータの表示画面に表示し、クライアントコンピュータ上で表示画面に表示した画像に編集を加えることで画像編集情報を生成し、サーバに送信し、当該サーバの画像編集情報提供手段が画像編集情報を受信し、他のクライアントコンピュータに対して画像編集情報を送信し、他のクライアントコンピュータが表示している画像に対し受信した画像編集情報に基づき描画するものである。このように本発明においては、あるクライアントコンピュータで表示画面に表示されている画像に編集を加えると、それに応じて画像編集情報が生成され、編集が終了すると共に画総編集情報がサーバを介して他のクライアントコンピュータに送信され、他のクライアントコンピュータの表示画面に表示されている画像に画像編集情報に基づいた表示もなされ、画像の編集をクライアントコンピュータ同士で共有することができ、教育システム上のコミュニケーションを向上させることができる。
本発明に係る教育システムは必要に応じて、サーバが、動画情報及び/又は音声情報を教育用コンテンツとして記録し、サーバが、クライアントコンピュータの要求に応じてクライアントコンピュータに動画情報及び/又は音声情報を送信する動画音声配信手段を有し、クライアントコンピュータがサーバの動画音声配信手段から受信した動画情報及び/又は音声情報をクライアントコンピュータの表示画面及び/又は音声出力部に出力するものである。音声出力部とは、スピーカ、ヘッドフォン等の音声情報を音として出力することができるデバイスのことである。
本発明に係る教育システムは必要に応じて、サーバが、コンピュータネットワークを通じて一のクライアントコンピュータから送信された文字情報を受信し、クライアントコンピュータにリアルタイムに送信するチャット提供手段を有し、クライアントコンピュータがサーバのチャット提供手段から受信した文字情報をクライアントコンピュータの表示画面に表示するものである。このように本発明においては、クライアントコンピュータ同士で教育システム上でチャットを行うことができ、よりコミュニケーションを向上させることができる。
本発明に係る教育システムは必要に応じて、サーバが、コンピュータネットワークを通じて一のクライアントコンピュータから送信された情報を受信し、クライアントコンピュータの要求に応じてクライアントコンピュータに送信する電子掲示板提供手段を有し、クライアントコンピュータがサーバの電子掲示板手段から受信した情報を受信した情報の形式に合わせてクライアントコンピュータの表示画面に表示するものである。このように本発明においては、クライアントコンピュータ同士で教育システム上で電子掲示板を利用することができ、よりコミュニケーションを向上させることができる。
本発明に係る教育システムは必要に応じて、前記動画情報をフレームで画定して表示している表示画面中の同一ウィンドウにフレームで画定して、サーバから受信した動画情報以外の情報を表示するものである。このように本発明においては、クライアントコンピュータ上で動画情報をウィンドウのあるフレームで表示するだけでなく、同一ウィンドウの他のフレームで前記数式、シミュレーション、画像編集、チャット、電子掲示板を表示し、複数のメディアを介したコミュニケーションにより高い意思疎通を図ることができ、もって優れた学習効果を発揮することができる。
本発明に係る教育システムは、サーバが複数のクライアントコンピュータにコンピュータネットワークを通じて教育用コンテンツを配信する教育システムにおいて、サーバが、コンピュータネットワークを通じて一のクライアントコンピュータから送信された文字情報を受信し、クライアントコンピュータにリアルタイムに送信するチャット提供手段と、コンピュータネットワークを通じて一のクライアントコンピュータから送信された情報を受信し、クライアントコンピュータの要求に応じてクライアントコンピュータに送信する電子掲示板提供手段と、コンピュータネットワークを通じて一のクライアントコンピュータから送信された数式情報を受信し、クライアントコンピュータに送信する数式提供手段と、クライアントコンピュータの要求に応じてクライアントコンピュータに教育用コンテンツとして予め記録していたシミュレーション情報を送信するシミュレーション提供手段とを有し、クライアントコンピュータが、チャット提供手段からの文字情報と、電子掲示板提供手段からの情報と、数式提供手段からの数式情報と、シミュレーション提供手段からのシミュレーション情報とを同時に受信し、表示画面の同一ウィンドウにそれぞれの形式でフレーム毎に表示するものである。このように本発明においては、クライアントコンピュータ上で前記数式、シミュレーション、画像編集、チャット、電子掲示板を同一ウィンドウのそれぞれのフレームに同時に表示するので、受講者は自分にあったメディアを利用してコミュニケーションを図ることができ、優れた学習効果を発揮することができる。
本発明に係る教育システムは必要に応じて、サーバに、クライアントコンピュータのウィンドウのフレームを制御するフレーム制御手段を備え、当該フレーム制御手段が、クライアントコンピュータのウィンドウの各フレームを同一にするものである。このように本発明においては、サーバのフレーム制御手段が、クライアントコンピュータの表示画面のウィンドウのフレームを制御し、全てのクライアントコンピュータの表示画面のウィンドウで同じ表示となって受講者が同じ授業を受けれるだけでなく、講師も授業をし易く、コミュニケーションを取りやすく、学習効果に優れる。ウィンドウのフレームはクライアントコンピュータで操作できるものの、必要に応じてサーバのフレーム制御手段が表示を同じにすることで、講師が注目して欲しいフレームを明示させたり、受講者が質問対象としているフレームを明示させたり、不要なフレームを小さくしたり、削除したりすることができる。
これら前記の発明の概要は、本発明に必須となる特徴を列挙したものではなく、これら複数の特徴のサブコンビネーションも発明となり得る。
各実施形態では、主にシステムについて説明するが、所謂当業者であれば明らかな通り、本発明はコンピュータで使用可能なプログラム及び方法としても実施できる。また、本発明は、ハードウェア、ソフトウェア、または、ソフトウェア及びハードウェアの実施形態で実施可能である。プログラムは、ハードディスク、CD−ROM、DVD−ROM、光記憶装置または磁気記憶装置等の任意のコンピュータ可読媒体に記録できる。さらに、プログラムはネットワークを介した他のコンピュータに記録することができる。
本発明の第1の実施形態に係る教育システムについて、図に基づき説明する。
図1及び図2に示すように本実施形態に係る教育システムは、受講者が使用し、配信用コンテンツを受信して受講者に対して出力するクライアントコンピュータ10と、配信用コンテンツを記録する配信用データベース20と、クライアントコンピュータ10の要求に応じて配信用データベース20に記録された配信用コンテンツをクライアントコンピュータ10に送信するサーバコンピュータ30とを備え、サーバコンピュータ30が、コンピュータネットワークを通じて一のクライアントコンピュータ10から送信された情報を受信し、クライアントコンピュータ10の要求に応じてクライアントコンピュータ10に送信する電子掲示板提供手段31と、コンピュータネットワークを通じて一のクライアントコンピュータ10から送信された数式情報を受信し、クライアントコンピュータ10に送信する数式提供手段32と、クライアントコンピュータ10の要求に応じてクライアントコンピュータ10にシミュレーション情報を送信するシミュレーション提供手段33とを有する構成である。すなわち、教育システム上で数式及び画像を受講者が扱うことができ、シミュレーションを受講者が操作でき、取り扱う画像を受講者が自由に編集できることを特徴とする。
[シミュレーション] 図5に示すように受講者はクライアントコンピュータ10を用いてシミュレーションの要求をサーバコンピュータ30に対して行う(ステップ301)。サーバコンピュータ30のシミュレーション提供手段33は要求のあったクライアントコンピュータ10に対してパラメータ指定画面情報を送信する(ステップ302)。クライアントコンピュータ10はパラメータ指定画面を表示する(ステップ303)。受講者はクライアントコンピュータ10のキーボード、マウス等の入力手段を用いてパラメータを指定する(ステップ304)。受講者に指定されたパラメータ指定情報をクライアントコンピュータ10はサーバコンピュータ30に対して送信する(ステップ305)。サーバコンピュータ30のシミュレーション提供手段33は受信したパラメータ指定情報に基づきシミュレーションの演算を行う(ステップ306)。シミュレーション提供手段33は演算結果をクライアントコンピュータ10に送信する(ステップ307)。クライアントコンピュータ10は受信した演算結果をシミュレーションプログラムに入力して実行し、実行結果を随時ディスプレイに表示する(ステップ308)。
ステップ306でシミュレーションの演算は、サーバコンピュータ30上で行っているが、クライアントコンピュータ10のプラグインが実行する構成にすることもできる。
シミュレーションの具体例としては、実施例にて図12ないし図15に基づき説明している。
配信用コンテンツには再生時間があり、統合配信用コンテンツにも再生時間がある。
本発明の第2の実施形態に係る教育システムについて図に基づき説明する。
図7において本実施形態に係る教育システムは、前記第1の実施形態に係る教育システムと異なりオンデマンド型でなくライブ型であること、サーバコンピュータ30が電子掲示板提供手段31を有しないことを除き、略前記第1の実施形態に係る教育システムと同様に構成され、さらに、サーバコンピュータ30がコンピュータネットワークを通じて一のクライアントコンピュータ10から送信された文字情報を受信し、クライアントコンピュータ10にリアルタイムに送信するチャット提供手段37を有し、クライアントコンピュータ10の要求に応じてクライアントコンピュータ10に画像情報を送信する画像提供手段38と、クライアントコンピュータ10で表示された画像を編集することにより生成される画像編集情報を受信し、他のクライアントコンピュータ10に受信した画像編集情報を送信する画像編集情報提供手段39と有する構成である。
[チャット] 図8に示すように受講者はクライアントコンピュータ10を用いてチャットの表示の要求をサーバコンピュータ30に対して行う(ステップ401)。必要に応じて受講者を特定するための認証を経て、サーバコンピュータ30のチャット提供手段37はチャット情報を要求のあったクライアントコンピュータ10に対して送信する(ステップ402)。クライアントコンピュータ10は受信したチャット情報をディスプレイに表示する(ステップ403)。
[数式表示] 前記第1の実施形態に係る教育システムにおいては数式表示を電子掲示板上で行ったが、本実施形態に係る教育システムではチャット上で行う。すなわち、前記ステップ404で、受講者がクライアントコンピュータ10のキーボード等の入力手段を用いて数式情報をテキストボックスに入力することができる。そうすることで、ステップ408でクライアントコンピュータ10のディスプレイに表示されているチャット上に数式を表示することもでき、広く受講者同士(講師もクライアントコンピュータ10を用いることで数式を見ることができる)で共有して数式を見ることができるようになる。
[シミュレーション] 前記第1の実施形態に係る教育システムにおいては、受講者の求めに応じて、又は、統合配信用コンテンツでオーサリングコンピュータ40で編集している場合に、シミュレーションがクラインとコンピュータ10上で実行されていたが、本実施形態に係るライブ型教育システムにおいては、講師が使用するクライアントコンピュータ10(前記認証にて講師か否かを既に判断しているとする)上での前記ステップ304の指定をした場合には、前記ステップ305及び306を経て、ステップ307でサーバコンピュータ30が演算結果が反映されたシミュレーション情報をサーバコンピュータ30に接続する同じ授業を受けている受講者のクライアントコンピュータ10(かかる講師のライブ型の授業を受けている受講者のクライアントコンピュータ10に限る)に送信する。そうすることで、講師の指定に従って、シミュレーションが実行されて、円滑にライブ型の授業を行うことができる。ここで、シミュレーション情報が演算結果だけでなく、演算結果を反映させたシミュレーションプログラムをクライアントコンピュータ10に送信する構成であってもよい。
図9に示すように、受講者はクライアントコンピュータ10を用いて画像の表示の要求をサーバコンピュータ30に対して行う(ステップ501)。必要に応じて受講者を特定するための認証を経て、サーバコンピュータ30の画像提供手段38は画像情報を要求のあったクライアントコンピュータ10に対して送信する(ステップ502)。クライアントコンピュータ10は受信した画像情報をディスプレイに表示する(ステップ503)。
[講師のコンピュータ] なお、本実施形態に係る教育システムにおいては、受講者と同じクライアントコンピュータ10を使用しているが、管理者用のコンピュータとして別途コンピュータを用意することもできる。そうすることで、認証で講師と利用者を識別する必要がなくなる。
なお、前記第2の実施形態に係るライブ型教育システムにおいては、配信用コンテンツだけでなく(授業をしている講師の動画音声情報)、チャットでの受講者からの講師への質問、講師及び受講者のシミュレーションの実行、フレームの表示を含めて統合配信用コンテンツにすることもでき、実際にあったライブ型教育システムでの授業をそのまま配信用コンテンツにすることができる。また、第2の実施形態では、講師と受講者での授業であったが、複数の講師のみによる授業であってもよく、かかる複数の講師による授業を複合配信用コンテンツにすることもできる。これらを実現するために、オーサリングコンピュータ40を用いることもできるが、図10に示すように、自動的に記録するオーサリング手段61をサーバコンピュータ30上に備えることもできる。
対応OSはWindows(登録商標)かMacintosh(登録商標)とする。理由は、CortonaVRMLClientがWindowとMac上でしか動作しないからである。
また、VRMLAutomationは、MicrosoftInternetExplorer(以下IE)上でしか動作しないので、ブラウザはIEのみとする。
このシステムの想定人数はサーバーの負荷等も考え10名程度とした。対象学年は、特に定めていないが、情報系の学生を想定した。
現在、リモートセンシングという、人工衛星から得られたデータの解析を主に行われている。しかし、これを理解するには高度な数学や物理の知識が必要であり、初学者にとって敷居が高い。
そこで、一見すると、数式ばかりで難しく感じてしまう物理シミュレーションに3次元のCG(コンピュータグラフィクス)を加えることで、学習者の理解を助けることが可能になると考えられる。
そこで、実際にリモートセンシングにおけるシミュレーションプログラムを元に、3次元CGへの可視化を行った。
また、初めてこのシステムを使う学生のために、簡単なヘルプファイルを用意した。このヘルプファイルは、操作が分からない人と、うまくシステムが動作しない人の2パターンのリンクを作成した。
このアップロードツールは「レッツPHP!」というWebページ内にある、フリーのPHP画像掲示板のソースを、数式取り扱い可能なHTMLタグを使えるように改良したものである。数式の記述には、MathMLを使った。MathMLは、TeX2MathMLやTtMという、TeX形式の数式をMathMLのタグに変換するサイトで変換後、コピーしてフォームに貼り付けて送信すると、数式の記述が可能である。MathMLを選択した理由としては、HTML上でも、XML上でも記述でき(Web上に記述可能)、テキストベースで記述するので画像のようにたくさんの容量を必要としない、TeXをWebに直接貼ることは画像に変換しないと無理であるからである。なお、悪意のあるスクリプトを書かれるなどのセキュリティ面を考え、HTMLタグは、太字<b>、イタリック<i>、下線<u>、取消<s>の4つと、MathMLに関するタグだけを許可し、他のタグは無視するように制限をかけた。
画像アップロードツール、物理シミュレーション画面、画像編集ツール、チャットをフレームで統合すると、図19のようになる。左側のフレームをクリックすることで、フレームの大きさの割合を変更することが可能である。これにより、今一番見たいフレームを瞬時に大きくすることが可能となる。
[理解度実験結果] 物理シミュレーションを用いたときと、そうでない時の学生の正答率は以下の表の通りである。
MathMLは、XMLで定義された数式を記述するための記述言語である。MathMLと、HTMLと、数式画像の対比を、以下の表に示す。
20 配信用データベース
30 サーバコンピュータ
31 電子掲示板提供手段
32 数式提供手段
33 シミュレーション提供手段
34 コンテンツ配備手段
35 メニュー提供手段
36 コンテンツ配信手段
37 チャット提供手段
38 画像提供手段
39 画像編集情報提供手段
40 オーサリングコンピュータ
50 ウィンドウ
51 第1フレーム
52 第2フレーム
53 第3フレーム
61 オーサリング手段
Claims (9)
- サーバが複数のクライアントコンピュータにコンピュータネットワークを通じて教育用コンテンツを配信する教育システムにおいて、
サーバが、コンピュータネットワークを通じて一のクライアントコンピュータから送信された数式情報を受信し、クライアントコンピュータに送信する数式提供手段を有し、
クライアントコンピュータがサーバの数式提供手段から受信した数式情報をクライアントコンピュータの表示画面に数式の形で表示する教育システム。 - サーバが複数のクライアントコンピュータにコンピュータネットワークを通じて教育用コンテンツを配信する教育システムにおいて、
サーバが、シミュレーション情報を教育用コンテンツとして予め記録し、
サーバが、クライアントコンピュータの要求に応じてクライアントコンピュータにシミュレーション情報を送信するシミュレーション提供手段を有し、
クライアントコンピュータがサーバのシミュレーション提供手段から受信したシミュレーション情報に基づいてクライアントコンピュータ上でシミュレーションを実行し、シミュレーション結果をクライアントコンピュータの表示画面に表示する教育システム。 - サーバが複数のクライアントコンピュータにコンピュータネットワークを通じて教育用コンテンツを配信する教育システムにおいて、
サーバが、クライアントコンピュータの要求に応じてクライアントコンピュータに画像情報を送信する画像提供手段と、クライアントコンピュータで表示された画像を編集することにより生成される画像編集情報を受信し、他のクライアントコンピュータに受信した画像編集情報を送信する画像編集情報提供手段とを有し、
クライアントコンピュータがサーバの画像提供手段から受信した画像情報をクライアントコンピュータの表示画面に表示し、
クライアントコンピュータ上で表示画面に表示した画像に編集を加えることで画像編集情報を生成し、サーバに送信し、当該サーバの画像編集情報提供手段が画像編集情報を受信し、他のクライアントコンピュータに対して画像編集情報を送信し、他のクライアントコンピュータが表示している画像に対し受信した画像編集情報に基づき描画する教育システム。 - サーバが、動画情報及び/又は音声情報を教育用コンテンツとして記録し、
サーバが、クライアントコンピュータの要求に応じてクライアントコンピュータに動画情報及び/又は音声情報を送信する動画音声配信手段を有し、
クライアントコンピュータがサーバの動画音声配信手段から受信した動画情報及び/又は音声情報をクライアントコンピュータの表示画面及び/又は音声出力部に出力する
前記請求項1ないし3のいずれかに記載の教育システム。 - サーバが、コンピュータネットワークを通じて一のクライアントコンピュータから送信された文字情報を受信し、クライアントコンピュータにリアルタイムに送信するチャット提供手段を有し、
クライアントコンピュータがサーバのチャット提供手段から受信した文字情報をクライアントコンピュータの表示画面に表示する
前記請求項1ないし4のいずれかに記載の教育システム。 - サーバが、コンピュータネットワークを通じて一のクライアントコンピュータから送信された情報を受信し、クライアントコンピュータの要求に応じてクライアントコンピュータに送信する電子掲示板提供手段を有し、
クライアントコンピュータがサーバの電子掲示板手段から受信した情報を受信した情報の形式に合わせてクライアントコンピュータの表示画面に表示する
前記請求項1ないし5のいずれかに記載の教育システム。 - 前記動画情報をフレームで画定して表示している表示画面中の同一ウィンドウにフレームで画定して、サーバから受信した動画情報以外の情報を表示する
前記請求項3ないし6のいずれかに記載の教育システム。 - サーバが複数のクライアントコンピュータにコンピュータネットワークを通じて教育用コンテンツを配信する教育システムにおいて、
サーバが、コンピュータネットワークを通じて一のクライアントコンピュータから送信された文字情報を受信し、クライアントコンピュータにリアルタイムに送信するチャット提供手段と、コンピュータネットワークを通じて一のクライアントコンピュータから送信された情報を受信し、クライアントコンピュータの要求に応じてクライアントコンピュータに送信する電子掲示板提供手段と、コンピュータネットワークを通じて一のクライアントコンピュータから送信された数式情報を受信し、クライアントコンピュータに送信する数式提供手段と、クライアントコンピュータの要求に応じてクライアントコンピュータに教育用コンテンツとして予め記録していたシミュレーション情報を送信するシミュレーション提供手段とを有し、
クライアントコンピュータが、チャット提供手段からの文字情報と、電子掲示板提供手段からの情報と、数式提供手段からの数式情報と、シミュレーション提供手段からのシミュレーション情報とを同時に受信し、表示画面の同一ウィンドウにそれぞれの形式でフレーム毎に表示する教育システム。 - サーバに、クライアントコンピュータのウィンドウのフレームを制御するフレーム制御手段を備え、
当該フレーム制御手段が、クライアントコンピュータのウィンドウの各フレームを同一にする
前記請求項7または8に記載の教育システム。
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