JP2014510941A - 適応型知識評価及び学習のためのシステム及び方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明によるシステム及び方法は,学習者に多肢選択問題及び2次元回答を表示するステップと,学習教材のデータベースにアクセスするステップと,学習者に複数の多肢選択問題及び2次元回答を送信するステップとを有する。回答は,単一選択回答からなる,複数の完全に自信のある回答と,複数の単一選択開能の1又は複数の組からなる,複数のある程度自信のある回答と,自信のない回答とを含む。この方法は,学習者の2次元問題への応答に基づいて種々の知識状態名称を指定することによって,学習者に与えられた自信ベースの評価(CBA)を採点するステップを更に有する。
【選択図】図6A
Description
CBA書式で試験を作成,開発又は別様に編集することは,三択(“A”,“B”及び“C”)質問を含む標準の多肢選択試験を,三つの精神状態,自信がある,自信がない及び無知を包含する,七つの選択肢によって回答可能な質問に変換することを伴う。
学習者の自信は,知識の記憶(retention)と強く相関している。上述のとおり,本方法は学習者の自信のレベルを問い,測定する。しかし,真の知識に到達するように,被験者に自分の回答を確信させることによって,自信のレベルは更に動き,それによって知識の記憶が増加する。これは,反復ステップによってある程度達成される。上述のとおり,個人がCBAにおける教材の結果を検討した後,学習者は真の知識に達するまで必要なだけ評価を繰り返し受けることができる。これは多重知識プロファイルとなり,個人が,評価過程における自分の進捗を理解し,測定することを補助する。
上で説明した先行技術の実施形態においては,質問は全体として(すべての質問が一度にリストで)利用者に表示され,利用者もまた全体として質問に回答する。ここで説明する別の実施形態においては,質問は一つずつ表示される。更なる実施形態によれば,質問を利用者に表示する方法を全体的に無作為にすることによって学習が強化される。概略として,質問の分類を選択することによって,システムが学習環境を特定のシナリオにより良く合わせられるようになる。上述のとおり,いくつかの実施形態において,質問及び質問の集合はそれぞれ,ampUnit及びampModuleと呼ばれる。一つの実施形態においては,作者は,任意の所与の学習ラウンドにおいて,所与のampModule内の全ampUnitのうち一部だけが提示されるようにampUnitを「一かたまり」(chunk)にするか,別様にグループ分けするかを設定してもよい。ampUnitはまた,学習の各ラウンドすなわち反復において無作為順に利用者に提示してもよい。学習システムの作者は,学習の各ラウンドにおいて,所与のampUnit内の回答が常に無作為順に表示されるように選択してもよい。質問提示の無作為化は,学習環境の学習部及び評価部双方に組み込んでもよい。
知識評価及び試験システムの実現に関係する態様は,特定の試験環境を評価し,採点する種々の新規なアルゴリズムを呼び出す。図7A〜7Dは,知識評価及び学習の四つの「目標状態」方式を示すアルゴリズムのフローチャートを示す。図7Aは初期評価方式を示し,図7Bは直接採点方式を示し,図7Cは「1回正答」習熟方式を示し,図7Dは「2回正答」精通方式を示す。これらの目標状態はそれぞれ,システムの作者又は管理者が特定の試験期間における学習者に対する適切な目標として決定される。図7A〜7Dにおいて,質問に対する任意の特定の応答を記述するために次の専門用語が用いられる。CC=自信があるかつ正しい,DC=自信がないかつ正しい,NS=分からない,DI=自信がないかつ誤った,CI=自信があるかつ誤った。
1)作者が規定した目標状態構成を特定し,
2)目標状態に対する学習の各ラウンドにおける各質問に対する学習者の進捗を,同一の分類構造を用いて分類し,
3)ampUnit内の質問に対する最後の応答の分類に応じて,学習の次のラウンドにおいて当該ampUnitを表示する。
a.1回正答(熟達):ampUnitが完成したと認定されるまでに,学習者は「自信があるかつ正しい」回答を1回しなければならない。学習者が「自信があるかつ誤った」又は「ある程度自信があるかつ誤った」回答をしたときは,ampUnitが完成したと認定されるまでに,学習者は「自信があるかつ正しい」回答を2回しなければならない。
b.2回正答(精通):ampUnitが完成したと認定されるまでに,学習者は「自信があるかつ正しい」回答を2回しなければならない。学習者が「自信があるかつ誤った」又は「ある程度自信があるかつ誤った」回答をしたときは,ampUnitが完成したと認定されるまでに,学習者は「自信があるかつ正しい」回答を3回しなければならない。管理者又は試験の作者の好みとして,上述のシナリオの一つについてampUnitが「完成」と記されたとき,当該ampUnitを更なる試験ラウンドから除いてもよい。
一つの実施形態においては,評価の実行において次のステップが用いられる。下に列挙したステップのうち1又は複数を任意の順で実施してもよい。
a.作者がampUnitを計画し開発する。
b.ampUnitを集約してモジュール(ampModule)にする。
c.ampModuleを高次コンテナに集約する。これらのコンテナは,任意選択でコース又はプログラムとして分類してもよい。
d.開発されたカリキュラムが適切な機能を有するかどうか確かめるために試験する。
e.カリキュラムを発行し,利用に供する。
f.1又は複数の学習者がカリキュラムに登録される。
g.学習者は,カリキュラムに見出された評価及び/又は学習に取り組む。
h.所与のモジュールにおいて学習の各ラウンドで学習者が評価及び学習段階双方を体験するように,学習を一かたまり又は別様にグループ化してもよい。
i.学習のラウンドごとに,個別化され又は別様に適応的な知識プロファイルが開発され,各学習者に対話ベースで表示される。学習の各ラウンドにおいて提供される質問及び関連する改善は,ampModuleの構成と,当該構成がどのように基になるアルゴリズムを修正するかと,に基づいて個別化され,適応的に供される。
j.評価段階において,モジュールを完了した後で,熟達又は精通得点が学習者に示される。
k.学習段階において,回答が提出されるごとに即時フィードバックが学習者に与えられる。
l.ラウンド内の各評価ラウンドの完了後に,知識品質(分類)に関するフィードバックが与えられる。
m.これまでに完了したすべてのラウンドに渡る知識品質(分類)及び任意の所与のampModuleにおける熟達又は精通に至る進捗に関するフィードバックが与えられる。
n.次に,各ampUnitに関係する質問に学習者がどのように回答したかに応じて,学習ラウンドのampModuleのampUnitの適応型の個別化された組が学習者に提示される。システムの適応特性は,以前の学習ラウンドにおけるampUnitに対する学習者の応答に基づいて,学習者がこれらのampUnitをどれだけ頻繁に見たかを判定する計算機実現アルゴリズムによって制御される。同一の知識プロファイルがデータベースに捕捉され,後に報告データベースにコピーされる。
a.目標状態:これは,例えば1回正答又は2回正答,など,一定の正答の数として設定してもよい。
b.精通した(完了した)質問の削除:学習者が特定の問題の目標状態に到達すると,その問題はampModuleから削除することができ,以降,学習者に提示されない。
c.ampUnitの表示:作者又は管理者は,質問の各ラウンドにおいてampUnitの全リストが表示されるか,各ラウンドにおいて部分リストだけが表示されるかを設定できる。
d.完了得点:作者又は管理者は,学習者が,例えば特定の得点を達成することによって,学習のラウンドを完了したと認定される得点を設定することができる。
e.読み書き許可:これらは作者又はampUnitを設計しているほかの設計グループが設定してもよい。
ここで説明したシステムの構成要素として,利用者が利用及び検討のために種々の態様の情報を表示し編成する学習者ダッシュボードが提供される。例えば,利用者ダッシュボードは次のうち1又は複数を含んでもよい。
本発明の態様によって構築された学習システムは,作者又はほかの管理担当者が,学習者がモジュールを完了するために示さなければならない精通レベルを上げ下げできるようにするために,この実現形態において種々の「スイッチ」を用いる。これらスイッチに関係する機能は,実験心理学における関係する研究に基づいている。ここで説明する学習システムに組み込まれた種々のスイッチは,次のとおりである。実現形態はそれぞれ,本発明の特定の実施形態及び展開構成によって異なる。
本発明の態様及び種々の実施形態は,組込みの登録機能を含み,それによって,利用者アカウントをシステムに追加し又は削除することができ,利用者を「活性」状態又は「不活性」状態に置くことができ,利用者に(利用者アカウントを介して)システム内の種々の評価及び学習プログラムを与えることができる。
本発明の態様及び種々の実施形態は,スタンドアロンアプリケーションとして動作することができるか,又は第三者の学習管理システム(LMS)と技術的に統合して,LMS内で管理される種々の評価及び学習課題を有する学習者が,シングルサインオン機能を有するか,有しないシステム内の評価及び/又は学習を開始し参加することができる。この技術的統合は,航空業界CBT委員会(AICC)相互運用性標準と,httpポートと,ウェブサービスと,ほかのこのような標準技術統合方法とのような種々の業界標準の実務によって可能になる。
本システムのいくつかの実施形態においては,簡単なフラッシュカード様のインタフェースを用いて学習者を明確に識別し,学習者が選択した回答と,正答と,正答の高次の及び/又は詳細な説明と,(任意選択で)誤答とが学習者に提示される。さらに,同一のフラッシュカードインタフェースを用いて,特定の学習結果又はコンピテンスに関して,学習者に追加の学習機会を提示してもよい。
システムの種々の実施形態において,簡潔なテキストメッセージを有するアバタを必要なときに学習者を指導するために表示してもよい。メッセージの性質及びアバタをいつどこに表示するかは,システムの管理者が設定できる。アバタは利用者に顕著な指導を提供することが推奨される。例えば,アバタを用いて,上述のスイッチが学習者から見て学習にどのように影響を与えるかに関して指導を提供することができる。本発明においては,アバタは学習者にだけ表示され,システム内の作者又はほかの管理担当者には表示されない。
図16は,本発明の態様によって構築されたampUnitライブラリの全体構造を示している。一実施形態においては,ampUnitライブラリ800は,メタデータ構成要素800aと,評価構成要素800bと,学習構成要素800cとを有する。メタデータ構成要素800aは,コンピテンス,課題及び副課題のような,作者が各ampUnitに関係させることを望む構成可能項目に関するセクションに分割される。メタデータ構成要素に加えて,評価構成要素800bは,導入,質問,正答,及び誤答に関係するセクションに分割される。さらに,学習構成要素800cは説明セクション及び「知識を広げよう」セクションに分割される。
1.検定
自信ベース評価は,予備試験練習評価及び学習手段(instrument)双方としての自信ベース検定手段として用いることができる。この例又は予備試験評価において,自信ベース検定過程はいかなる改善も提供せず,得点及び/又は知識プロファイルを提供するに過ぎない。自信ベース評価は,提示された検定教材のどれにおいても,個人が誤った情報を確信的に保持しているかどうかを示す。これはまた,検定団体に対して,所与の主題領域内に誤った情報が存在する検定を禁止するという選択肢を提供する。CBA法は現在の1次元試験よりも正確であるため,自信ベース検定は検定試験の信頼性及び検定の判定の有効性を増加させる。システムが学習手段として用いられる例においては,学習者が特定の技能ギャップを特定し,これらのギャップを改善的に埋めることを支援するために,システム内の全幅の形成的評価及び学習表明を学習者に提供することができる。
自信ベース評価は,一つの回答が自信及び知識に関する二つの計量を生成する適応型学習方法に適用することができる。適応型学習において,状況を説明する映像又はシナリオの利用は,自分の学習及び理解をサポートする判断過程を通じて,個人の作業を補助する。これらのシナリオベース学習モデルにおいては,個人は自分が所与の状況にどのように対処するかに慣れるまで,何回かこの過程を反復できる。シナリオ又はシミュレーションに関しては,CBA及びCBLは,個人が自分の判断過程にどれだけ自信を持っているかを判断することによって新しい次元を追加する。シナリオベース学習法を用いた自信ベース評価を利用することによって,個人は自分に知識がなく,自分の成績及び振舞いに疑いがある点を特定できるようにする。個人が完全に確信するまでシナリオベース学習を反復することによって,個人が訓練によって迅速かつ一貫して行動する可能性が増加する。CBA及びCBLはまた,各利用者が自分自身の学習適性に基づいて評価及び学習と対話する点で「適応的」でもある。したがって,学習は各利用者に極めて個別化される。
自信ベース評価は,自信ベース調査手段として適用することができ,個人が課題について自信及び意見を示した三つの可能な回答の選択を組み込んでいる。前と同様に,個人は所与の課題おける自分の自信及び理解又は特定の視点の理解を決定するために,七つの選択肢から回答の応答を選択する。質問書式は,理解及び自信情報が要求された製品又はサービス分野についての属性又は比較分析に関係する。例えば,マーケティング会社は,「次のうちどれが,新しいポテトチップ製品を展示するのに最適な場所か?A)レジ,B)ほかのスナック製品と共に,C)通路の端。」と問うかも知れない。販売業者は消費者の選択に興味があるだけではなく,消費者の選択における自信又は自信がないことにも興味がある。自信の次元を追加することによって,人が調査質問に回答する時間(engagement)が増加し,販売業者により豊富かつより正確な調査結果が提供される。
Claims (31)
- 知識評価用のシステムであって,
複数の多肢選択質問及び2次元回答を学習者に表示する表示装置と,
通信ネットワークを介して前記表示装置と通信するようにしたアプリケーションサーバと,
学習教材のデータベースを有するデータベースサーバであって,前記複数の多肢選択質問及び2次元回答が,クライアント端末に選択配信するために前記データベースに記憶されている,データベースサーバと,を備え,前記システムは,
前記通信ネットワークを介して,前記複数の多肢選択質問及び2次元回答を前記表示装置に送信するステップであって,前記回答は,単一選択回答からなる複数の完全に自信のある回答と,複数の単一選択回答の1又は複数の組からなる複数のある程度自信のある回答と,自信のない回答とを含む,ステップと,
前記表示装置を介して,前記複数の多肢選択質問及び2次元回答を前記学習者に提示し,前記学習者が自分の実質的な回答及び自分の回答の自信レベルカテゴリ双方を示した,前記多肢選択質問に対する前記学習者の選択した回答を,前記表示装置を介して受信することによって,評価を実施するステップと,
次に掲げる知識状態名称,
前記学習者の「自信があるかつ正しい」回答に対する「熟達した」知識状態,
前記学習者の「自信がないかつ正しい」回答に対する「知識がある」知識状態,
前記学習者の「分からない」回答に対する「分からない」知識状態,
前記学習者の「自信がないかつ誤った」回答に対する「知識がない」知識状態,及び
前記学習者の「自信があるかつ誤った」回答に対する「誤解した」知識状態,
を指定することによって前記評価を採点するステップと,からなる方法を実行する,システム。 - 前記評価を再実行し,次に掲げる名称
前記学習者の第1の「自信があるかつ正しい」回答に続く,前記学習者の第2の「自信があるかつ正しい」回答に対する「熟達した」知識状態,
前記学習者の「自信があるかつ正しい」回答に続く,前記学習者の「自信がないかつ正しい」回答に対する「知識がある」知識状態,
前記学習者の「自信があるかつ正しい」回答に続く,前記学習者の「分からない」回答に対する「分からない」知識状態,
前記学習者の「自信があるかつ正しい」回答に続く,前記学習者の「自信がないかつ誤った」回答に対する「分からない」知識状態,及び
前記学習者の「自信があるかつ正しい」回答に続く,前記学習者の「自信があるかつ誤った」回答に対する「知識がない」知識状態,
を指定するステップを更に有する,請求項1に記載のシステム。 - 前記評価を再実行し,次に掲げる名称
前記学習者の「自信がないかつ正しい」回答に続く,前記学習者の「自信があるかつ正しい」回答に対する「熟達した」知識状態,
前記学習者の「自信がないかつ正しい」回答に続く,前記学習者の「自信がないかつ正しい」回答に対する知識がある知識状態,
前記学習者の「自信がないかつ正しい」回答に続く,前記学習者の「分からない」回答に対する「分からない」知識状態,
前記学習者の「自信がないかつ正しい」回答に続く,前記学習者の「自信がないかつ誤った」回答に対する「知識がない」知識状態,及び
前記学習者の「自信がないかつ正しい」回答に続く,前記学習者の「自信があるかつ誤った」回答に対する「誤解した」知識状態,
を指定するステップを更に有する,請求項1に記載のシステム。 - 前記評価を再実行し,次に掲げる名称
前記学習者の「分からない」回答に続く,前記学習者の「自信があるかつ正しい」回答に対する「熟達した」知識状態,
前記学習者の「分からない」回答に続く,前記学習者の「自信がないかつ正しい」回答に対する知識がある知識状態,
前記学習者の「分からない」回答に続く,前記学習者の「分からない」回答に対する「分からない」知識状態,
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前記学習者の「自信がないかつ誤った」回答に続く,前記学習者の「自信があるかつ正しい」回答に対する「熟達した」知識状態,
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前記学習者の「自信がないかつ誤った」回答に続く,前記学習者の「分からない」回答に対する「分からない」知識状態,
前記学習者の「自信がないかつ誤った」回答に続く,前記学習者の「自信がないかつ誤った」回答に対する「誤解した」知識状態,及び
前記学習者の「自信がないかつ誤った」回答に続く,前記学習者の「自信があるかつ誤った」回答に対する「誤解した」知識状態,
を指定するステップを更に有する,請求項1に記載のシステム。 - 前記評価を再実行し,次に掲げる名称
前記学習者の「自信があるかつ誤った」回答に続く,前記学習者の「自信があるかつ正しい」回答に対する知識がある知識状態,
前記学習者の「自信があるかつ誤った」回答に続く,前記学習者の「自信がないかつ正しい」回答に対する「分からない」知識状態,
前記学習者の「自信があるかつ誤った」回答に続く,前記学習者の「分からない」回答に対する「知識がない」知識状態,
前記学習者の「自信があるかつ誤った」回答に続く,前記学習者の「自信がないかつ誤った」回答に対する「誤解した」知識状態,及び
前記学習者の「自信があるかつ誤った」回答に続く,前記学習者の「自信があるかつ誤った」回答に対する「誤解した」知識状態,
を指定するステップを更に有する,請求項1に記載のシステム。 - 前記評価を再実行し,次に掲げる名称
前記学習者の第1の「自信があるかつ正しい」回答に続く,前記学習者の第2の「自信があるかつ正しい」回答に対する「精通した」知識状態,
前記学習者の「自信があるかつ正しい」回答に続く,前記学習者の「自信がないかつ正しい」回答に対する「知識がある」知識状態,
前記学習者の「自信があるかつ正しい」回答に続く,前記学習者の「分からない」回答に対する「分からない」知識状態,
前記学習者の「自信があるかつ正しい」回答に続く,前記学習者の「自信がないかつ誤った」回答に対する「分からない」知識状態,及び
前記学習者の「自信があるかつ正しい」回答に続く,前記学習者の「自信があるかつ誤った」回答に対する「知識がない」知識状態,
を指定するステップを更に有する,請求項1に記載のシステム。 - 前記学習者の,「精通した」,「熟達した」,「知識がある」,「分からない」,「知識がない」,「誤解した」,の回答レベルの図形表示を含む採点された自信ベース評価(CBA)から知識プロファイルを編集するステップを更に有する,請求項1に記載のシステム。
- 前記学習者に前記知識プロファイルを表示することと関係して,被験者に前記多肢選択質問及び前記学習者の回答と,正答と,説明と,前記質問に関係する学習教材への参照とのうち1又は複数も表示することによって,前記学習者の補習を奨励するステップと,複数の異なる多肢選択質問を有する前記評価を再実施するステップと,
前記の実施した評価及び再実施した評価から前記被験者に対する合成知識プロファイルを編集し,表示するステップと,
を更に有する,請求項8に記載のシステム。 - 前記アプリケーションサーバ及び前記データベースサーバは,前記クライアント端末から遠い場所にある,請求項1に記載のシステム。
- 前記アプリケーションサーバ及び前記データベースサーバは,前記クライアント端末に近い場所にある,請求項1に記載のシステム。
- 前記アプリケーションサーバと,前記データベースサーバと,前記クライアント端末とは広域ネットワークで接続されている,請求項1に記載のシステム。
- 知識評価の方法であって,
複数の多肢選択質問及び2次元回答を学習者に表示するステップと,
通信ネットワークを介したアプリケーションサーバと前記表示装置との間の通信プロトコルを開始するステップと,
データベースサーバにアクセスするステップであって,該データベースサーバは学習教材のデータベースを有し,前記複数の多肢選択質問及び2次元回答が,前記表示装置に選択配信するために前記データベースに記憶されている,ステップと,を有し,前記知識評価の方法は,
前記通信ネットワークを介して,前記複数の多肢選択質問及び2次元回答を前記表示装置に送信するステップであって,前記回答は,単一選択回答からなる複数の完全に自信のある回答と,複数の単一選択回答の1又は複数の組からなる複数のある程度自信のある回答と,自信のない回答とを含む,ステップと,
前記表示装置を介して,前記複数の多肢選択質問及び2次元回答を前記学習者に提示し,前記学習者が自分の実質的な回答及び自分の回答の自信レベルカテゴリ双方を示した,前記多肢選択質問に対する前記学習者の選択した回答を,前記表示装置を介して受信することによって,評価を実施するステップと,
次に掲げる名称
前記学習者の「自信があるかつ正しい」回答に対する「熟達した」知識状態,
前記学習者の「自信がないかつ正しい」回答に対する「知識がある」知識状態,
前記学習者の「分からない」回答に対する「分からない」知識状態,
前記学習者の「自信がないかつ誤った」回答に対する「知識がない」知識状態,及び
前記学習者の「自信があるかつ誤った」回答に対する「誤解した」知識状態,
を指定することによって前記評価を採点するステップと,
を有する方法。 - 知識評価の方法であって,
表示装置において複数の多肢選択質問及び2次元回答を学習者に表示するステップと,
データベースサーバにアクセスするステップであって,該データベースサーバは学習教材のデータベースを有し,前記複数の多肢選択質問及び2次元回答が,前記表示装置に選択配信するために前記データベースに記憶されている,ステップと,を有し,前記知識評価の方法は,
前記複数の多肢選択質問及び2次元回答を前記表示装置に送信するステップであって,前記回答は,単一選択回答からなる複数の完全に自信のある回答と,複数の単一選択回答の1又は複数の組からなる複数のある程度自信のある回答と,自信のない回答とを含む,ステップと,
次に掲げる名称
前記学習者の「自信があるかつ正しい」回答に対する第1知識状態,
前記学習者の「自信がないかつ正しい」回答に対する第2知識状態,
前記学習者の「分からない」回答に対する第3知識状態,
前記学習者の「自信がないかつ誤った」回答に対する第4知識状態,及び
前記学習者の「自信があるかつ誤った」回答に対する第5知識状態,
を指定することによって前記学習者に実施された評価を採点するステップと,
を有する方法。 - どの質問を前記学習者に提示するかを決定するための1又は複数のアルゴリズムスイッチを組み込むステップを更に有する,請求項14に記載の方法。
- 前記スイッチの少なくとも一つは反復スイッチである,請求項15に記載の方法。
- 前記スイッチの少なくとも一つは準備刺激スイッチである,請求項15に記載の方法。
- 前記スイッチの少なくとも一つはフィードバックスイッチである,請求項15に記載の方法。
- 前記スイッチの少なくとも一つはコンテキストスイッチである,請求項15に記載の方法。
- 前記スイッチの少なくとも一つは取得スイッチである,請求項15に記載の方法。
- 前記スイッチの少なくとも一つは推敲スイッチである,請求項15に記載の方法。
- 前記スイッチの少なくとも一つは間隔スイッチである,請求項15に記載の方法。
- 前記スイッチの少なくとも一つは確信スイッチである,請求項15に記載の方法。
- 前記スイッチの少なくとも一つは注意スイッチである,請求項15に記載の方法。
- 前記スイッチの少なくとも一つは動機スイッチである,請求項15に記載の方法。
- 前記第1知識状態は「熟達した」である,請求項14に記載の方法。
- 前記第2知識状態は「知識がある」である,請求項14に記載の方法。
- 前記第3知識状態は「分からない」である,請求項14に記載の方法。
- 前記第4知識状態は「知識がない」である,請求項14に記載の方法。
- 前記第5知識状態は「誤解した」である,請求項14に記載の方法。
- 前記評価は,前記学習者に対する学習,訓練及び個別化した適応型機能のうち1又は複数を適用するようになっている,請求項1に記載のシステム。
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