JP2007334797A - 教育システム - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明では、e−learningのシンクロナス型での学習において、ネットワーク障害が生じた場合にも、学習効果の低減を抑えつつ、ネットワークが復帰した場合に円滑に他の生徒と同期をとった学習を受けられるようにするための教育システムを提供する。
【解決手段】ネットワーク障害がないか否かをPINGを送って確認する。ネットワーク障害が生じていないと判断した場合は、シンクロナス型の学習を継続する。ネットワーク障害が生じたと判断した場合、管理者端末及び受講者端末で報知する。そして、オンデマンド型に切り替えて、チャット等を除いた教材を用いて講義を継続する。質問がある場合には電話等で行う。管理者端末は、受講者から電話等により受けた質問をチャット等に掲載して、回線切断のない受講者端末に配信する。
【選択図】図4

Description

本発明は、パソコンやコンピュータネットワークなどを利用して教育を行う教育システムに関し、特に、ネットワーク障害が生じた場合においても、学習効果の低減を抑えつつ、円滑に学習を行う教育システムに関する。
近年、高等教育機関や企業研修などにおいて、e−learning等の教育システムの利用が増えている。e−learningとは、場所的、時間的な条件に束縛されない自由度の高い学習の形態である。そして、具体的な学習形態には、いわゆる“いつでも”“どこでも”という非同期に個別学習を行うオンデマンド型と、講師が複数の受講者を相手に一斉に授業を展開し、講師及び受講者たちが同期に協調学習を行うシンクロナス型がある。シンクロナス型は、コンピュータネットワークを介して、受講者が講義中に生じた疑問点をリアルタイムで講師に質問することが可能である。また、受講者の質問や講師の回答の情報を受講者同士で共有することも可能である。そのため、シンクロナス型は、オンデマンド型と比較して、学習効果が高いとされている。
このような環境に対して、本発明の背景技術となる教育システムとしては、特開2004−199506号公報に開示するものがあり、以下に説明する。
本発明は、ネットワークを介して接続された複数の受講者端末から各受講者の受講状態情報を受信して、前記受講状態情報に基づき判定された各受講者の受講状態を管理する管理サーバを備えた受講状態把握システムである。そして、管理サーバは、プログラム配信部と情報登録処理部と受講状態判定処理部と警告処理部と記憶部を備えている。また、受講状態判定処理部はネットワークを介して接続された各受講者端末の受講状態情報送信処理部から生体情報を含む受講状態情報を取得し、記憶部に予め格納された基準情報と比較した結果により、各受講者の受講状態を判定する。受講状態判定処理部は、判定結果に応じて警告処理部に警告処理の指示を行うとともに、判定結果に基づく各受講者の受講状態を講師端末に表示させる。
これにより、生体情報を含む受講状態情報に基づき、各受講者の受講状態を判定することとしたので、各受講者毎に正確な受講状態の把握が可能となり、講師は判定された受講状態に基づき、個別の対応を適切に行うことが出来る。
また、本発明の背景技術となる教育システムとしては、特開2003−44320号公報に開示するものがあり、以下に説明する。本発明の教育システムは、少なくとも1個の管理端末と、これに接続された少なくとも1個の被監視端末とからなる。管理端末が、被監視端末に対して、監視すべき特定の操作及び発生の通知の条件を通知する。被監視端末が、管理端末からの通知に基づいて監視すべき特定の操作が発生して発生通知の条件に該当した場合に当該発生を管理端末に対して通知する。
これにより、教育システムにおいて、監視すべき特定の操作が発生して発生通知の条件に該当すると、被監視端末から管理端末に通知されるので、管理端末の管理者は、被監視端末での特定の操作をリアルタイムで知ることができる。また、管理端末を使用中の教師が、特別な負担無しで、画面のフリーズ等の障害や生徒の離席等に対して、直ちに対応することができる。
特開2004−199506号公報 特開2003−44320号公報
しかしながら、シンクロナス型の学習においては、ネットワーク障害が生じた場合、受講者の管理を含めたあらゆるデータ通信が不可能になり、同期した講義を継続して受講することが出来なくなるために、想定していた学習効果を望むことが困難となる。なお、ネットワーク障害とは、遠隔地との接続において、その時点の状況により伝送の帯域幅が十分確保できず、画像や音声の伝達遅延が生じたり、突然接続が中断してしまうことである。具体的なネットワーク障害の一例としては、有線LAN(Local Area Network)を利用することが出来ない地域において、無線LANを利用する際に発生するダウンタイム(降雨減衰による回線切断)がある。
ここで、ダウンタイムが、具体的にどの様な条件で生じているかを測定した実験について、以下に説明する。
図12は、無線LANの回線切断の測定装置である。測定内容は、PING(Packet INternet Groper)による疎通確認、動画像のストリーミング再生における品質確認等である。PINGは、測定用パソコン121から、ハブ23、送受信機22を経由して、アンテナ24から無線で送信され、アンテナ24、送受信機22、ハブ23を経由して、測定用パソコン121まで到達した後、測定用パソコン121から逆戻りするルートを通って、発信元の測定用パソコン121に到達することにより、疎通確認が行われることとなる。また、動画像は、デジタルビデオ123から、MPEG2エンコーダ122、ハブ23、送受信機22を経由して、アンテナ24から無線で送信され、アンテナ24、送受信機22、ハブ23を経由して、測定用パソコン121で受信できたか確認される。
図13は、無線LANの回線切断の測定地域である。測定地域を破線で示している。測定区間は、佐賀県の北部にある馬渡島から波戸岬までの8.2km区間、波戸岬から加唐島までの4.2km区間、加唐島から小川島までの3.2km区間及び唐津市から高島までの3.5km区間である。
図14は、佐賀県の北部地域の降雨時の受信電界強度の測定結果である。TMON(送信モニター:ON)を点線で、TEMP(Temperature)を一点差線、AGC(Auto Gain Control)を直線で示している。図中の円で囲んだ部分は、回線切断が生じている状態を示している。
図15は、PINGコマンドによる疎通確認結果である。◎で示すように、波戸岬〜馬渡島の8.2km区間において、設定速度を54Mbps、IEEE802.11gを使用し、データ長を15.36Byte、時間を1分の条件で、16回コマンドを送信した結果、受信が出来ていないタイムアウト回数が13回となった。これは、回線切断が生じていることを示している。
図16は、測定地域の2004年2月の気象データである。◎で示すように、測定が行われた2004年2月22日には、降水量31mm及び最大1時間降水量11mmが認められた。これは、電波は水に吸収されやすい性質を有していることから、降雨により回線切断が生じていたことを示している。
ここでは、ダウンタイムの一例を示したが、無線LANだけでなく、有線LANにおいてもネットワーク障害の可能性は存在する。例えば、ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)を利用する際に、サービスに品質保証のあるギャランティ型を選択せずに、サービスの品質保証がないベストエフォート型による通信ネットワークやサービスを選択している場合には、帯域の確保が難しくなることがある。また、たとえ信頼性の高いネットワークであっても、利用者の操作ミス等を含めたあらゆる原因のネットワーク障害が発生する可能性を秘めている。
本発明では、e−learningのシンクロナス型での学習において、ネットワーク障害が生じた場合にも、学習効果の低減を抑えつつ、ネットワークが復帰した場合に円滑に他の生徒と同期をとった学習を受けられるようにするための教育システムを提供することを目的とする。
(1)
本発明に係る教育システムは、サーバが複数の受講者端末にネットワークを介して学習教材を配信し、管理者端末が当該受講者端末を管理している教育システムであって、サーバが、単元毎に学習教材を各受講者端末へ送信する手段と、管理者端末が、ネットワーク障害の発生を確認する手段と、ネットワーク障害が発生した場合に管理者端末が、管理者にネットワーク障害の発生を報知する手段と、各受講者端末が、ネットワーク障害の発生を確認する手段と、ネットワーク障害の発生した受講者端末が、当該端末を利用している受講者にネットワーク障害の発生を報知する手段と、管理者端末及び前記受講者端末が、ネットワーク障害からの復帰を確認する手段と、ネットワーク障害から復帰していない場合に前記受講者端末が、オンデマンド型の学習形態を継続する手段と、ネットワーク障害から復帰した場合に管理者端末が、前記受講者端末の学習進捗情報を取得する手段と、管理者端末が、前記ネットワーク障害が発生した受講者端末と当該受講者端末以外の受講者端末の学習進捗情報を比較し、前記ネットワーク障害が発生した受講者端末と当該受講者端末以外の受講者端末が同期を取れるか否かを判断する手段と、前記ネットワーック障害が発生した受講者端末と当該受講者端末以外の受講者端末が同期を取れないと判断した場合に、前記ネットワーク障害が発生した受講者端末がオンデマンド型の学習形態を継続する手段と、前記ネットワーク障害が発生した受講者端末と当該受講者端末以外の受講者端末が同期を取れると判断した場合に、前記ネットワーク障害が発生した受講者端末がシンクロナス型の学習形態に切り替える手段を含むものである。
これにより、ネットワーク障害が発生した場合に管理者は、受講者に対し速やかに適切な対応をとることが可能となり、受講者は、オンデマンド型の学習形態からシンクロナス型へスムーズに移行することができるため、シンクロナス型での学習形態の低減を抑えつつ、同様の学習効果を維持することができる。
(2)
本発明に係る教育システムは必要に応じて、サーバが、ネットワークを介して一の受講者端末から送信された文字情報を受信し、管理者端末及び他の受講者端末に送信する受信情報発信手段と、サーバが、ネットワークを介して管理者端末から送信された文字情報を受信し、すべての受講者端末に送信する受信情報発信手段と、管理者端末及び受講者端末が、サーバの受信情報発信手段から受信した文字情報を管理者端末及び受講者端末の表示画面に表示する手段と、ネットワーク障害が発生した場合に、管理者端末が、ネットワーク障害の発生から復帰までの間に取得したネットワーク障害の発生した受講者端末の受講者からの文字情報を前記受講者以外の受講者の受講者端末にサーバを介して送信する手段を含むものである。ここで、文字情報とは、受講者からの質問や意見、管理者からの回答などを含むものとする。また、受信情報発信手段とは、チャット、BBSなどを含むものとする。
これにより、ネットワーク障害が発生した場合に、ネットワーク障害の発生していない受講者は、ネットワーク障害の発生した受講者の質問や管理者からの回答の情報を取得することができるため、シンクロナス型の学習形態の学習効果の低減を抑えつつ、学習を継続することができる。
(3)
本発明に係る教育システムは必要に応じて、前記ネットワーク障害が発生した受講者端末と当該受講者端末以外の受講者端末が同期を取れるか否かを判断する手段は、前記ネットワーク障害が発生した受講者端末が、単元終了の情報を管理者端末に送信する手段と、当該受講者端末以外の受講者端末が、単元終了の情報を管理者端末に送信する手段と、管理者端末が、前記各受講者端末からの受講者毎の単元終了の情報を確認する手段と、前記ネットワーク障害が発生した受講者端末が、単元終了後に学習到達度をテストし、学習到達度情報を管理者端末に送信する手段と、当該受講者端末以外の受講者端末が、単元終了後に学習到達度をテストし、学習到達度情報を管理者端末に送信する手段と、管理者端末が、前記各受講者端末からの受講者毎の学習到達度情報を確認する手段と、管理者端末が、受講者全員の単元が終了しているか否かを判断する手段と、管理者端末が、受講者全員の単元が終了していない場合に、単元を終了した受講者に対し継続して学習到達度を再確認する手段と、管理者端末が、受講者全員の単元が終了した場合に、全受講者端末の同期をとる手段を含むものである。
これにより、ネットワーク障害が発生した場合に、受講者間の進捗状況の差を調整することができ、全ての受講者が単元毎に同期をとることが可能となるため、シンクロナス型での学習形態の低減を抑えつつ、同様の学習効果を維持することができる。
(4)
本発明に係る教育システムは必要に応じて、前記各受講者の単元の学習到達度を確認する手段は、前記各受講者端末が、単元の終了後に学習到達度をテストし、管理者端末に学習到達度情報を送信する手段と、管理者端末が、前記各受講者の学習到達度情報からの学習到達度を判定する手段と、管理者端末が、所定の学習到達条件に到達していないと判定した場合に復習単元を選択する手段と、管理者端末が、所定の学習到達条件に到達していると判定した場合に次単元を選択する手段を含むものである。
これにより、ネットワーク障害が発生した場合に、受講者の学習到達度を確認し、理解が不十分な受講生には、再度復習する機会を与えながら、受講者間の進捗状況を調整できるため、シンクロナス型での学習形態の低減を抑えつつ、同様の学習効果を維持することができる。
(5)
本発明に係る教育システムは必要に応じて、前記ネットワーク障害から復帰していない場合に前記受講者端末が、オンデマンド型の学習形態を継続する手段は、前記受講者端末が、単元の終了後に学習到達度テストをする障害時学習到達度確認手段と、前記受講者端末が、前記学習到達度を判定する障害時学習到達判定手段と、前記受講者端末が、所定の学習到達条件に到達していないと判定した場合に復習単元を選択する障害時復習単元選択手段と、前記受講者端末が、所定の学習到達条件に到達していると判定した場合に次単元を選択する障害時次単元選択手段を含むものである。
これにより、ネットワーク障害が生じた受講者に対して、シンクロナス型の学習形態に準じた形で学習到達度や学習進捗状況を管理できるため、受講者は、シンクロナス型の学習効果の低減を抑えつつ、学習することができる。
(6)
本発明に係る教育システムは必要に応じて、受講者端末が、サーバから配信された教材の再生動画を再生する手段と、サーバが、ネットワークを介して一の受講者端末から送信された文字情報を受信し、管理者端末及び他の受講者端末に送信する受信情報発信手段と、サーバが、ネットワークを介して管理者端末から送信された文字情報を受信し、すべての受講者端末に送信する受信情報発信手段と、管理者端末及び受講者端末が、サーバの受信情報発信手段から受信した文字情報を管理者端末及び受講者端末の表示画面に表示する手段と、受講者端末が、科目識別番号情報、単元識別番号情報、送信者情報、時刻印情報、再生動画のフレーム番号情報、前記文字情報をサーバに送信する手段と、サーバが、受信情報発信手段に送信があった前記時刻印情報を再生動画のフレームに挿入する時刻印挿入手段と、サーバが、前記科目識別番号情報、単元識別番号情報、送信者情報、時刻印情報、再生動画のフレーム番号情報、文字情報から再生動画と受信情報発信手段を同期して表示する再生動画再生/質問・回答表示同期手段を含むものである。
これにより、ネットワーク障害から復帰した場合などに、ネットワーク障害のあった受講者が、再度再生動画を再生させた場合において、ネットワーク障害中の受講者の質問内容等が表示されることにより、受講者はシンクロナス型の学習効果の低減を抑えつつ、学習することができる。
(7)
本発明に係る教育システムは必要に応じて、前記単元毎に学習教材を各受講者端末へ送信する手段は、サーバが、天候情報提供端末から天候予報情報を取得する手段と、前記天候予報情報のうち降雨が予想される地域の受講者端末の所在地情報を取得する手段と、前記受講者端末に予め送信する教材を選択する手段を含むものである。
これにより、単元ごとに教材を送信している場合に、天候の状態が悪い地域で受講者には複数の単元の教材をまとめて送ることができるため、ネットワーク障害が発生しても、速やかに継続して学習することが出来る。
(8)
本発明に係る学習形態の管理方法は、サーバが複数の受講者端末にネットワークを介して学習教材を配信し、管理者端末が当該受講者端末を管理している学習形態の管理方法であって、サーバが、単元毎に学習教材を各受講者端末へ送信するステップと、管理者端末が、ネットワーク障害の発生を確認するステップと、ネットワーク障害が発生した場合に管理者端末が、管理者にネットワーク障害の発生を報知するステップと、各受講者端末が、ネットワーク障害の発生を確認するステップと、ネットワーク障害の発生した受講者端末が、当該端末を利用している受講者にネットワーク障害の発生を報知するステップと、ネットワーク障害が発生した場合に前記受講者端末が、オンデマンド型の学習形態に切り替えるステップと、管理者端末が、管理者端末及び前記受講者端末が、ネットワーク障害からの復帰を確認するステップと、ネットワーク障害から復帰していない場合に前記受講者端末が、オンデマンド型の学習形態を継続するステップと、ネットワーク障害から復帰した場合に管理者端末が、前記受講者端末の学習進捗情報を取得するステップと、管理者端末が、前記ネットワーク障害が発生した受講者端末と当該受講者端末以外の受講者端末の学習進捗情報を比較し、前記ネットワーク障害が発生した受講者端末と当該受講者端末以外の受講者端末が同期を取れるか否かを判断するステップと、前記ネットワーク障害が発生した受講者端末と当該受講者端末以外の受講者端末が同期を取れないと判断した場合に、前記ネットワーク障害が発生した受講者端末がオンデマンド型の学習形態を継続するステップと、前記ネットワーク障害が発生した受講者端末と前記受講者端末以外の受講者端末が同期を取れると判断した場合に、前記ネットワーク障害が発生した受講者端末がシンクロナス型の学習形態に切り替えるステップを含むものである。
これにより、ネットワーク障害が発生した場合に管理者は、受講者に対し速やかに適切な対応をとることが可能となり、受講者は、オンデマンド型の学習形態からシンクロナス型へスムーズに移行することができるため、シンクロナス型での学習形態の低減を抑えつつ、同様の学習効果を維持することができる。
e−learningシステムは教育システムの1つであり、教育システムとしては他にCBT(Computer Base Training)やCAI(Computer Aided Instruction)等がある。
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。
本発明は、多くの異なる形態で実施可能である。従って、下記の各実施形態の記載内容のみで解釈すべきではない。また、各実施形態の全体を通して同じ要素には同じ符号を付けている。
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)
本発明の第1の実施形態について、図1から8に基づき説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る教育システムのシステム構成図である。サーバ1、受講者端末2、管理者端末3により構成されている。システムを構築する際には、有線LANだけでなく無線LANを含むネットワーク、電話線等の音声回線も可能である。
図2は、本発明の第1の実施形態に係る教育システムのネットワーク構成図である。無線LANを構築する場合に、データは、管理者端末3に入出力される。次に、サーバ1で必要に応じて処理され、ブロードバンドルータ21、送信機22を経由して、アンテナ23により送信される。そして、アンテナ23で受信した後、受信機22、ハブ24を経由して、受講者端末2で出入力される。また、電話及びFAX25がキャリア網26を通じて接続されている。
図3は、本発明の第1の実施形態に係る教育システムのハードウェア構成図である。受講者端末2及び管理者端末3には、演算処理手段のCPU31、記憶手段のRAM32、ROM33、フラッシュメモリ34、ハードディスク35、入力手段のマウス36、キーボード37、出力手段のプリンタ38、表示手段のディスプレイ39、通信接続手段のLANカード310により構成されている。なお、管理者端末3には、モデム311に電話機やFAX25の接続が可能となっている。
図4は、本発明の第1の実施形態に係る教育システムのフローシートである。
まずは、スタートとして、受講者は、受講者端末2においてログインして授業に備える。その際に、受講者端末2では、受講者の学習管理をするためのSLMS(学習管理機構:以下、SLMSとする)が、起動する。また、管理者端末3にでは、管理者は、学習単元ごとに受講者の学習を進めて受講者同士の同期をとるために、学習管理をするためのALMS(以下、ALMSとする)が、起動する。なお、SLMSは、学習教材の利用状況、学習の進捗状況、学習の成果認定、自己評価、通信状態の確認、シンクロナス型とオンデマンド型の切り替え又は認識の機能を有することができる。また、ALMSは、各受講者の学習教材の利用状況等の履歴を監視、通信状態の監視、受講者の講義状況の監視、シンクロナス型とオンデマンド型の切り替え又は認識等の機能を有することができる。
まず、その単元に必要な教材が、サーバ1から受講者端末2へ送信される(S401)。教材は、サーバ1にある教材データベースに格納されている。なお、教材は、管理者端末3に格納しておくこともできる。また、送信後は、受講者端末2のハードディスク35等の記憶手段に格納される。その内容は、再生動画、プレゼンテーション、チャット66、BBS101(Bulletin Board System)の他、発音用ソフト、数式用ソフト、3次元表示ソフト等である。
授業開始時間になると、受信した教材が受講者端末2のブラウザによって開始される(S402)。開始されるのは、受講者端末2に格納された主に再生動画、プレゼンテーションデータである。講義参加者のチャット66、BBS101の内容は、受講者端末2及び管理者端末3からキーボード37等により入出力され、サーバ1を介して、随時配信される。
ネットワーク障害がないか否かを管理者端末3が所定間隔で受講者端末2にPINGを送って確認する。同様に、受講者端末2からも所定間隔で管理者端末3にPINGを送って確認する(S403)。
管理者端末3のALMS及び受講者端末2のSLMSは、ネットワーク障害が発生しているかを判断する(S404)。
管理者端末3のALMS及び受講者端末2のSLMSが、ネットワーク障害が生じたと判断した場合、ALMSは管理者に対し報知する(S405)。SLMSは受講者に対し報知する。そして、SLMSはオンデマンド型に切り替えて、チャット66及びBBS101を除いた教材を用いて講義を継続する。ここで、回線切断により、サーバ1からチャット66及びBBS101の配信が停止するため、質問がある場合には電話又はFAX25で行う。講師は、管理者端末3からサーバ1を通じて、受講者から電話及びFAX25により受けた質問の内容をチャット66及びBBS101に掲載して、回線切断のない受講者端末2に配信する。この場合に、電話やFAX25で受けた情報を、音声認識、文字認識プログラム等により管理者端末に入力することもできる。
これにより、回線切断が発生した場合にも、受講者は、シンクロナス型での学習形態と同様の学習効果を維持することができる。
管理者端末3のALMS及び受講者端末2のSLMSは、ネットワーク障害から復帰したか否かの判断を行う(S406)。
ネットワーク障害から復帰していなければ、オンデマンド型による学習を継続する(S405)。
管理者端末3のALMS及び受講者端末2のSLMSが、ネットワーク障害から復帰したと判断した場合には、管理者は、ネットワーク障害中に受講者がどの程度まで学習が進んだか確認する(S407)。また、他の受講者の学習進捗状況で、特に最も遅い進度の受講者の学習進度も確認することとなる。
そして、単元終了までの受講者の進捗状況を考慮してシンクロナス型に戻すか否かを判断する(S408)。具体的には、オンデマンド型で学習を継続していた他の受講者が単元を終了していれば、次単元から他の受講者と同期したシンクロナス型により、講義を行う。
管理者がシンクロナス型に戻すと判断した場合は、ALMSは、対象の受講者端末2をシンクロナス型に変更する。そして、シンクロナス型の学習を継続する(S409)。なお、チャット66及びBBS101は、オンデマンド型からシンクロナス型への切り替えに関係なく、画面上には回線が接続されると復帰しているので、受講者が更新の操作を行う。ただし、SLMSが、オンデマンド型からシンクロナス型に切り替えた際に、自動的に更新させることもできる。
管理者がシンクロナス型に戻さないと判断した場合は、オンデマンド型の学習を継続する(S405)。なお、単元が終了した場合には、あらかじめ配信されていた教材にある小テストを受けることとなる。小テストとは、シンクロナス型におけるWEBTESTと同様の学習到達度を確認するテストである。受講者端末2は、小テストとしての障害時学習到達度テストを行う手段を有することとなる。なお、ネットワーク障害が生じているため、テスト結果を管理者端末2に送信することはない。そこで、管理者端末2は、学習到達度を判定するための障害時学習到達度テスト判定手段を有することにより、受講者の学習到達度を判定する。そして、かかる障害時学習到達度テストの判定結果により、判定結果が悪い場合に、復習単元を行い、判定結果が良い場合に、次単元を選択することとなる。
管理者端末3のALMS及び受講者端末2のSLMSが、ネットワーク障害が生じていないと判断した場合は、シンクロナス型の学習を継続する(S409)。
図5は、本発明の第1の実施形態に係るシンクロナス型の単元選択のフローシートである。講義は、単元ごとに進行するため、管理者は講義の進捗状況を最も遅い受講者に合わせることとなる。単元とは、教材内容の一分節をいう。例えば、数学の場合では、文字式の計算、数列、指数・対数、ベクトル、行列等であり、さらに数列については、等差数列、等比数列、階差数列、様々な数列などに細分化される。従って、管理者は、まず、単元が終了されたことを確認する(S501)。そして、学習効果を確認するためのWEBTESTを受ける指示を出す(S502)。WEBTESTとは、シンクロナスモードにおいて、管理者が受講者に単元ごとの学習到達度を確認するためのテストである。管理者は、全員が終了したかを確認する(S503)。全員が終了していなければ、単元の講義が先に終了している受講者に対して、まだ講義中の受講者が終了するまで、学習効果を再確認するためのWEBTESTを受ける指示を出す(S504)。全員が単元を終了した場合は、次の単元に移行する(S505)。
なお、管理者は、WEBTESTの結果について、基づいて次の単元に進むかの判断を行うため、テスト結果の情報を取得する(S506)。そして、所定の点数以上取れているか判断する(S507)。所定以上の点数を取れていない場合は、復習のための単元を行う(S508)。所定の点数以上を取れている場合は、次の単元に移行する(S509)。
図6は、本発明の第1の実施形態に係る教育システムの受講者端末の画面表示の一例である。受講者端末2の画面表示は、ディスプレイ39によって行われる。講義教材の再生動画61は、講師がカメラの前で一斉講義を行っている様子を予め撮影した映像である。補助教材62は、講義内容を補強するためのものである。受講者の動画63は、講義に参加している様子を撮影している。補助教材中の講師64は、補助教材を活用する際の指導的役割を果たしている。図表教材65は、例えば、グラフや実験器具などを図示したものである。チャット66は、受講者が講義中に生じた疑問を講師に対して、質問するためのものである。質問者の受講者端末2からキーボード37等により入力されたデータは、サーバ1を通して、他の受講者端末2及び管理者端末3に送られ、各端末において表示される。また、管理者端末3から講師が受講者の質問に回答した内容は、サーバ1を介して、受講者端末2に送られる。なお、BBS101が表示されている場合でもチャット66の場合と同様の処理がされる。ここで、チャットとは、コンピュータネットワークを通じてリアルタイムに文字ベースの会話を行うシステムである。また、BBSとは、受講者および管理者のすべてが読み書きできる電子的な掲示板サービスのことをいう。
ここで、サーバ1が、ネットワークを介して一の受講者端末2から送信された質問等を受信し、管理者端末3及び他の受講者端末2に送信するチャット66及び/又はBBS101の提供手段を有している。また、サーバ1が、ネットワークを介して管理者端末3から送信された回答を受信し、すべての受講者端末2に送信するチャット66及び/又はBBS101の提供手段も有している。さらに、管理者端末3及び受講者端末2が、サーバ1のチャット66及び/又はBBS101の提供手段から受信した質問及び回答などの文字情報を管理者端末及び受講者端末の表示画面に表示する手段も有している。講義状況画面67は、SLMSに記録されている単元や使用教材等の履歴を表示する。なお、ネットワーク障害が生じた場合には、チャット66の画面が表示できなくなる。また、SLMSからネットワーク障害が発生した警報が表示される。例えば、アラーム音とともに、ネットワーク障害が生じたことを画面上にメッセージを表示することができる。さらにチャット66やBBSがネットワーク障害により利用不可能になっていること、管理者に確認の連絡すること等のメッセージを画面上に表示することもできる。
図7は、本発明の第1の実施形態に係る教育システムの管理者端末の画面表示の一例である。管理者端末3のディスプレイ39には、受講生端末2のディスプレイ39の表示の内容が、各受講者毎に表示される。ここで、回線切断等のネットワーク障害が生じた場合には、図中の破線で囲まれた回線切断された受講者端末の画面71のようにチャット66が表示することができなくなる。
また、ネットワーク障害が発生した場合には、ALMSからネットワーク障害が発生した警報及びどの受講者端末2にトラブルが発生したか管理者端末3のディスプレイ39に表示される。なお、図中には点線で示してあるが、着色する場合も可能である。
図8は、本発明の第1の実施形態に係る教育システムの受講者端末におけるWEBTESTの画面表示の一例である。シンクロナス型で受講している受講者が実施したTESTの結果は、受講者端末2のSLMSに記録される。そして、受講者端末2のSLMSを通じて、管理者端末3のALMSに送信される。管理者は、ALMSによって受講者の学習効果を確認することとなる。また、ALMSにおいても学習効果に対する評価が記録されることになる。ここで、学習効果に対する評価とは、前記WEBTESTによる結果による学習到達度をいう。具体例としては、WEBTESTの結果が80点以上を合格として、80点以下の場合を不合格とする。さらに、不合格の場合は、不正解の問題から単元のどの部分の理解が不十分であるかを確認する。そのために、サーバ1や管理者端末2等に前記の学習効果に対する評価の方法を学習到達度テスト結果判定手段として実装することが可能である。
さらに、WEBTESTの結果に基づき、テストの結果が悪ければ、当該単元におけるWEBTESTの不正解箇所の復習および類題演習を行い、テストの結果が良ければ、次の単元に進めることとなる。また、これらを単元選択手段としてサーバ1や管理者端末2等に実装することも可能である。
本実施形態では、シンクロナス型において、講師がライブで講義を行うこともできる。そのためには、カメラ、マイク、MPEGエンコーダ等の受講者及び管理者を同期させるための装置及び仕組みが必要となる。かかるライブ型のとき、各受講者は、受講者端末2において、講義のライブ動画を停止させたり、早送りさせたり、巻き戻すことはできない。
回線切断等のネットワーク障害が生じた場合には、講義を受講できなかった部分をSLMSが記録しておき、別の機会でのシンクロナス型又はオンデマンド型で再講義を行う。そして、再生動画による講義の際には、ライブ型で講義を行った際のBBS等の記録が存在しているため、ライブ型での学習効果の低減を抑えつつ、学習を行うことができる。
(その他の実施形態)
[学習進度自動判定による受講単元及び学習形態選択システム]
図4のS408において、回線切断のあった受講者端末2のSLMSが、サーバ1に学習進捗状況データを送信し、管理者端末3のALMSの最も学習進度が遅い受講者の学習進捗状況のデータと比較し、受講単元及びシンクロナス型とオンデマンド型の学習形態を自動的に選択する手段を利用することができる。図9は、本発明のその他の実施形態に係る教育システムの学習進度自動判定の説明図である。受講者Aは、ネットワーク障害が発生していない受講者端末の受講者であり、受講者Bはネットワーク障害の発生している受講者端末の受講生である。実線はネットワーク障害の発生の時期91、左側の破線は単元(数列)92、右側の破線は単元(ベクトル)93を表しており、黒塗りは、受講者A及び受講者Bの学習進捗状況を表している。(1)は、受講者Aが、シンクロナス型でベクトルの単元の講義を受講中である場合に、ネットワーク障害のあった(オンデマンド型)受講者Bが、ネットワーク障害から復帰した段階で受講者Aと同じベクトルの単元の講義を受講していた場合を示している。かかる場合に学習進度自動判定手段は、学習進度が同じ単元であることから、すみやかにシンクロナス型の学習形態に移行する選択をする。(2)は、受講者Aがシンクロナス型でベクトルの単元の講義を受講中である場合に、ネットワーク障害のあった(オンデマンド型)受講者Bが、ネットワーク障害から復帰した段階で、まだ数列の単元を受講していた場合を示している。かかる場合に学習進度自動判定手段は、受講者Aに対して次の単元には進まない選択をして、さらに、受講者Bに対して数列の単元の次のベクトルの単元からシンクロナス型の学習形態に移行する選択をする。なお、次の単元に進まない場合は、受講者AはWEBTESTを行うことになる。(3)は、受講者Aがシンクロナス型で数列の単元の講義を受講中である場合に、ネットワーク障害のあった(オンデマンド型)受講者Bが、ネットワーク障害から復帰した段階で、すでにベクトルの単元を受講していた場合を示している。かかる場合に学習進度自動判定手段は、受講者Aがベクトルの単元を終了するまでは、受講者Bに対して次の単元には進まない選択をする。そして、受講者Aがベクトルの単元に進んだ場合は、受講者Bもまだ次の単元には進まない状態でシンクロナス型に移行する。なお、受講者Bは、単元を進めない場合は、WEBTESTを行う。
[講義の再生動画とチャット及びBBSの同期システム]
図6において、受講者端末2又は管理者端末3から入力されたチャット66又はBBS101における質問及び回答は、講義の再生動画61の時刻印又はフレーム数を記録し、再度再生動画を再生させた場合には、チャット66又はBBS101においてその質問及び回答を追随させて表示することができる。図10は、本発明のその他の実施形態に係る教育システムの講義の再生動画とBBSの同期システムの一例である。図中の再生動画61は、科目が数学で、単元は連立方程式である。1コマが30分の再生動画61は、54000のフレームを有している。ここで、講義が開始されて、10分後に受講者Aから質問をBBS101に入力すると、再生動画61の10分後の18000フレームにBBS101での質問があったことが記録される。さらに、管理者から回答があった場合にも同様である。そうすると、次の機会に再生動画61の講義を受講した際には、再生動画61の開始10分後に、記録されたBBS101への質問及び回答の内容が掲載される。また、質問や解答におけるBBS101での表示形式は、ツリー構造をとることができる。例えば、受講生Aの質問に対し、管理者の回答や受講生Bの意見を従属形式で表示させたり、同じテーマの質問を並列に表示したりすることもできる。ここで、受講者端末2は、科目識別番号、単元識別番号、送信者、時刻印、再生動画におけるフレーム番号、発言内容等のデータをサーバ1に送信する。サーバ1では、BBS101に送信があった時刻印を再生動画のフレームに挿入する時刻印挿入手段を有し、さらに前記科目識別番号、単元識別番号等の前記データを整理し、再生動画とBBS101を同期して表示するための再生動画再生/質問・回答表示同期手段を有する。そして、サーバ1から各受講者端末2へ配信されることになる。なお、チャット66についてもBBS101と同様に処理することができる。但し、BBS101では、受講者の更新操作が必要であるのに対し、チャット66では、サーバ1から継続的に配信される点が相違する。
受講者端末は、ネットワーク障害が生じた場合に、科目識別番号、単元識別番号、送信者、時刻印、再生動画におけるフレーム番号、発言内容等のデータを記録する手段を有し、ネットワーク復帰後に当該データを何回もサーバ及び管理者端末に自動的に送信させることもできる。
これにより、ネットワーク障害から復帰した場合などに、ネットワーク障害のあった受講者が、再度再生動画を再生させた場合において、ネットワーク障害中の受講者の質問内容等が表示されることにより、受講者はシンクロナス型の学習効果の低減を抑えつつ、学習することができる。
[事前の気象予報に基づく学習教材の配信システム]
図4のS401において、教材をデータベースから配信する場合に、事前に取得した天候情報に応じて前もって配信する教材内容を変化させることもできる。
図11は、本発明のその他の実施形態に係る教育システムの事前の気象情報に基づく学習教材の配信システムの一例である。
その内容は、気象庁や気象予報サービスのホームページを掲載している端末111にアクセスすることにより、講義が行われる際の天気、降水量、風速等のデータを取得する。そのために、サーバ1は、天候情報取得手段112を有することになる。そして、前記情報に基づき天候が悪くなる地域で講義を受講する予定の受講者端末2の所在地を確認する。そのために、サーバ1は、受講者端末の所在地の情報取得手段113を有することになる。さらに、前記情報に基づき、例えば、無線LANを利用している地域で降水量が多くなると予想される場合などは、ネットワーク障害の発生の可能性を想定し、事前にサーバ1から配信する教材を多めにするなど、講義時間中に予想される気象条件に適した教材の分量に調整することができる。そのために、サーバ1は、送信教材選択手段114を有することになる。なお、教材を配信する際には、受講者端末2の位置や気象条件のデータをもとに、サーバ1から配信する受講者端末2への優先順序を決定することもできる。例えば、降水確率の100%の地域の受講者端末2から配信し、次に、90%の地域の受講者端末2、80%の地域の受講者端末2とすることができる。
これにより、単元ごとに教材を送信している場合に、天候の状態が悪い地域で受講者には複数の単元の教材をまとめて送ることができ、ネットワーク障害が発生しても、速やかに継続して学習することが出来る。
以上の前記各実施形態により本発明を説明したが、本発明の技術的範囲は実施形態に記載の範囲には限定されず、これら各実施形態に多様な変更又は改良を加えることが可能である。そして、かような変更又は改良を加えた実施の形態も本発明の技術的範囲に含まれる。このことは、特許請求の範囲及び課題を解決する手段からも明らかなことである。
本発明の第1の実施形態に係る教育システムのシステム構成図である。 本発明の第1の実施形態に係る教育システムのネットワーク構成図である。 本発明の第1の実施形態に係る教育システムのハードウェア構成図である。 本発明の第1の実施形態に係る教育システムのフローシートである。 本発明の第1の実施形態に係るシンクロナス型の単元選択のフローシートである。 本発明の第1の実施形態に係る教育システムの受講者端末の画面表示の一例である。 本発明の第1の実施形態に係る教育システムの管理者端末の画面表示の一例である。 本発明の第1の実施形態に係る教育システムの受講者端末におけるWEBTESTの画面表示の一例である。 本発明のその他の実施形態に係る教育システムの学習進度自動判定の説明図である。 本発明のその他の実施形態に係る教育システムの講義再生動画とBBSの同期システムの一例である。 本発明のその他の実施形態に係る教育システムの事前の気象情報に基づく学習教材の配信システムの一例である。 無線LANの回線切断の測定装置である。 無線LANの回線切断の測定地域である。 降雨時の受信電界強度の測定結果である。 PINGコマンドによる疎通確認結果である。 測定地域の2004年2月の気象データである。
符号の説明
1 サーバ
2 受講者端末
3 管理者端末
21 ブロードバンドルータ
22 送受信機
23 アンテナ
24 ハブ
25 電話機及びFAX
26 キャリア網
31 CPU
32 RAM
33 ROM
34 フラッシュメモリ
35 ハードディスク
36 マウス
37 キーボード
38 ディスプレイ
39 プリンタ
310 LANカード
311 モデム
61 講義教材の再生動画
62 補助教材
63 受講者の動画
64 補助教材中の講師
65 図表教材
66 チャット
67 講義状況画面
71 回線切断された受講者端末の画面
91 ネットワーク障害の発生の時期
92 単元(数列)
93 単元(ベクトル)
101 BBS
111 気象情報の端末
112 天候情報取得手段
113 受講者端末の所在地の情報取得手段
114 送信教材選択手段
121 測定用パソコン
122 MPEG2エンコーダ
123 デジタルカメラ

Claims (8)

  1. サーバが複数の受講者端末にネットワークを介して学習教材を配信し、管理者端末が当該受講者端末を管理している教育システムであって、
    サーバが、単元毎に学習教材を各受講者端末へ送信する手段と、
    管理者端末が、ネットワーク障害の発生を確認する手段と、
    ネットワーク障害が発生した場合に管理者端末が、管理者にネットワーク障害の発生を報知する手段と、
    各受講者端末が、ネットワーク障害の発生を確認する手段と、
    ネットワーク障害の発生した受講者端末が、当該端末を利用している受講者にネットワーク障害の発生を報知する手段と、
    ネットワーク障害が発生した場合に前記受講者端末が、オンデマンド型の学習形態に切り替える手段と、
    管理者端末及び前記受講者端末が、ネットワーク障害からの復帰を確認する手段と、
    ネットワーク障害から復帰していない場合に前記受講者端末が、オンデマンド型の学習形態を継続する手段と、
    ネットワーク障害から復帰した場合に管理者端末が、前記受講者端末の学習進捗情報を取得する手段と、
    管理者端末が、前記ネットワーク障害が発生した受講者端末と当該受講者端末以外の受講者端末の学習進捗情報を比較し、前記ネットワーク障害が発生した受講者端末と当該受講者端末以外の受講者端末が同期を取れるか否かを判断する手段と、
    前記ネットワーク障害が発生した受講者端末と当該受講者端末以外の受講者端末が同期を取れないと判断した場合に、前記ネットワーク障害が発生した受講者端末がオンデマンド型の学習形態を継続する手段と、
    前記ネットワーク障害が発生した受講者端末と当該受講者端末以外の受講者端末が同期を取れると判断した場合に、前記ネットワーク障害が発生した受講者端末がシンクロナス型の学習形態に切り替える手段を含む教育システム。
  2. サーバが、ネットワークを介して一の受講者端末から送信された文字情報を受信し、管理者端末及び他の受講者端末に送信する受信情報発信手段と、
    サーバが、ネットワークを介して管理者端末から送信された文字情報を受信し、すべての受講者端末に送信する受信情報発信手段と、
    管理者端末及び受講者端末が、サーバの受信情報発信手段から受信した文字情報を管理者端末及び受講者端末の表示画面に表示する手段と、
    ネットワーク障害が発生した場合に、
    管理者端末が、ネットワーク障害の発生から復帰までの間に取得したネットワーク障害の発生した受講者端末の受講者からの文字情報を前記受講者以外の受講者の受講者端末にサーバを介して送信する手段を含む前記請求項1に記載した教育システム。
  3. 前記ネットワーク障害が発生した受講者端末と当該受講者端末以外の受講者端末が同期を取れるか否かを判断する手段は、
    前記ネットワーク障害が発生した受講者端末が、単元終了の情報を管理者端末に送信する手段と、
    当該受講者端末以外の受講者端末が、単元終了の情報を管理者端末に送信する手段と、
    管理者端末が、前記各受講者端末からの受講者毎の単元終了の情報を確認する手段と、
    前記ネットワーク障害が発生した受講者端末が、単元終了後に学習到達度をテストし、学習到達度情報を管理者端末に送信する手段と、
    当該受講者端末以外の受講者端末が、単元終了後に学習到達度をテストし、学習到達度情報を管理者端末に送信する手段と、
    管理者端末が、前記各受講者端末からの受講者毎の学習到達度情報を確認する手段と、
    管理者端末が、受講者全員の単元が終了しているか否かを判断する手段と、
    管理者端末が、受講者全員の単元が終了していない場合に、単元を終了した受講者に対し継続して学習到達度を再確認する手段と、
    管理者端末が、受講者全員の単元が終了した場合に、全受講者端末の同期をとる手段を含む前記請求項1に記載された教育ステム。
  4. 前記各受講者の単元の学習到達度を確認する手段は、
    前記各受講者端末が、単元の終了後に学習到達度をテストし、管理者端末に学習到達度情報を送信する手段と、
    管理者端末が、前記各受講者の学習到達度情報からの学習到達度を判定する手段と、
    管理者端末が、所定の学習到達条件に到達していないと判定した場合に復習単元を選択する手段と、
    管理者端末が、所定の学習到達条件に到達していると判定した場合に次単元を選択する手段を含む前記請求項3に記載された教育システム。
  5. 前記ネットワーク障害から復帰していない場合に前記受講者端末が、オンデマンド型の学習形態を継続する手段は、
    前記受講者端末が、単元の終了後に学習到達度テストをする障害時学習到達度確認手段と、
    前記受講者端末が、前記学習到達度を判定する障害時学習到達判定手段と、
    前記受講者端末が、所定の学習到達条件に到達していないと判定した場合に復習単元を選択する障害時復習単元選択手段と、
    前記受講者端末が、所定の学習到達条件に到達していると判定した場合に次単元を選択する障害時次単元選択手段を含む前記請求項1乃至請求項2に記載された教育システム。
  6. 受講者端末が、サーバから配信された教材の再生動画を再生する手段と、
    サーバが、ネットワークを介して一の受講者端末から送信された文字情報を受信し、管理者端末及び他の受講者端末に送信する受信情報発信手段と、
    サーバが、ネットワークを介して管理者端末から送信された文字情報を受信し、すべての受講者端末に送信する受信情報発信手段と、
    管理者端末及び受講者端末が、サーバの受信情報発信手段から受信した文字情報を管理者端末及び受講者端末の表示画面に表示する手段と、
    受講者端末が、科目識別番号情報、単元識別番号情報、送信者情報、時刻印情報、再生動画のフレーム番号情報、前記文字情報をサーバに送信する手段と、
    サーバが、受信情報発信手段に送信があった前記時刻印情報を再生動画のフレームに挿入する時刻印挿入手段と、
    サーバが、前記科目識別番号情報、単元識別番号情報、送信者情報、時刻印情報、再生動画のフレーム番号情報、文字情報から再生動画と受信情報発信手段を同期して表示する再生動画再生/質問・回答表示同期手段を含む前記請求項1に記載された教育システム。
  7. 前記単元毎に学習教材を各受講者端末へ送信する手段は、
    サーバが、天候情報提供端末から天候予報情報を取得する手段と、
    サーバが、前記天候予報情報のうち降雨が予想される地域の受講者端末の所在地情報を取得する手段と、
    サーバが、前記受講者端末に予め送信する教材を選択する手段を含む前記請求項1乃至請求項4に記載された教育システム。
  8. サーバが複数の受講者端末にネットワークを介して学習教材を配信し、管理者端末が当該受講者端末を管理している学習形態の管理方法であって、
    サーバが、単元毎に学習教材を各受講者端末へ送信するステップと、
    管理者端末が、ネットワーク障害の発生を確認するステップと、
    ネットワーク障害が発生した場合に管理者端末が、管理者にネットワーク障害の発生を報知するステップと、
    各受講者端末が、ネットワーク障害の発生を確認するステップと、
    ネットワーク障害の発生した受講者端末が、当該端末を利用している受講者にネットワーク障害の発生を報知するステップと、
    ネットワーク障害が発生した場合に前記受講者端末が、オンデマンド型の学習形態に切り替えるステップと、
    管理者端末及び前記受講者端末が、ネットワーク障害からの復帰を確認するステップと、ネットワーク障害から復帰していない場合に前記受講者端末が、オンデマンド型の学習形態を継続するステップと、
    ネットワーク障害から復帰した場合に管理者端末が、前記受講者端末の学習進捗情報を取得するステップと、
    管理者端末が、前記ネットワーク障害が発生した受講者端末と当該受講者端末以外の受講者端末の学習進捗情報を比較し、前記ネットワーク障害が発生した受講者端末と当該受講者端末以外の受講者端末が同期を取れるか否かを判断するステップと、
    前記ネットワーク障害が発生した受講者端末と当該受講者端末以外の受講者端末が同期を取れないと判断した場合に、前記ネットワーク障害が発生した受講者端末がオンデマンド型の学習形態を継続するステップと、
    前記ネットワーク障害が発生した受講者端末と当該受講者端末以外の受講者端末が同期を取れると判断した場合に、前記ネットワーク障害が発生した受講者端末がシンクロナス型の学習形態に切り替えるステップを含む学習形態管理方法。

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