JP2015049306A - 情報処理装置、学習支援システム、及び学習支援プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 学習の効率を高め、学習効果を向上させることが可能な学習支援システムを提供する。
【解決手段】 本発明による情報処理装置は、問題文が表示される問題文表示エリアと、学習者が問題文の解答を記入するための解答記入エリアと、学習者が手書きの書き込みをすることが可能な手書きエリアと、を含む学習画面を表示する表示部を備え、手書きエリアに、問題文表示エリアに表示される問題文に関連する画像が表示されるものである。
【選択図】図７

Description

本発明は、情報処理装置、学習支援システム、及び学習支援プログラムに関する。

近年、インターネット等のネットワークを通じて、タブレット装置、スマートフォン、携帯電話機、ゲーム装置、パーソナルコンピュータ等の情報端末機器に学習教材を提供（配信）し、ユーザである学習者の学習（オンライン及びオフラインを問わない）を支援するサービスが普及してきている。かかる学習支援サービスは、いわゆるｅラーニング（electronic-learning）と呼ばれる教育方式の一形態であり、様々な学習用途に広く活用されつつある。

このような学習支援サービスを利用することにより、学習者は、学習拠点としての学校や受講会場等に出向かなくても、上述した情報端末機器がネットワークに接続できる環境であれば、所望の学習教材を使用して学習することができる点において、極めて利便性に優れるものと言える。また、学習時間の制約を受けることもなく、さらに、コンピュータ等のハードウェア資源を用いることができるので、学習効率が高められ、しかも、必要に応じて、ネットワーク上の情報資源を参照して活用することができるといった利点も有する。

このような学習支援サービスとして、例えば特許文献１には、学習者の意図に適合した学習教材を提供することを企図した方法が提案されている。

特開２０１３−１０９３６０号公報

ところで、ｅラーニング手法を用いた学習支援サービスは、上述した優れた特徴を有するものの、学習者に所定の問題を解かせるような場合、基本的には、画面上に設けられた解答欄に、解答を入力させるようになっている。このとき、計算問題であれば筆算の形式で解いてみたり、図形問題であれば補助線を引いてみたりといったように、学習者が問題を解く場合、種々の試行錯誤をして問題文を解きたいものである。しかしながら、従来のｅラーニング手法を用いた学習支援サービスにおいて、学習者は、情報端末機器とは別にメモ帳やノートを予め用意しておくことが多い。そして、情報端末機器に表示された問題文を見て、学習者は必要に応じて、メモ帳やノートに適宜メモ等を書き込んで答えを導出する。その後、導出された答えを解答欄に記入するようになっているが、このような問題の解き方では、ｅラーニング手法を用いた学習支援サービスの特徴であるハードウェア資源や情報資源を活用したものとは言い難い。また、情報端末機器とメモ帳等の間を行き来するため、学習効率も限定的になりかねない。

かかる不都合を改善するべく、従来においても、情報端末機器の画面上で、手書きでメモを書き込めるようにした機能が考案されてきた。しかし、従来のメモ機能は、画面上で自由に手書きの文字や図形を書き込むことができるという自由度の高いものである反面、学習者によっては問題と関係のない落書きをしたりして、却って学習を妨げるといった問題が生じ得る。

また、情報端末機器に手書きでメモを行うとき、紙にメモを書き込む場合と同じにように、画面上に一方の手を添えて、他方の手で書き込みを行う学習者が存在する。しかし、画面上に手を添えてしまうと、従来の情報端末機器はその添えた部分を認識してしまうため、学習者がメモを取りたい部分で正しく認識されないという問題が生じ得る。

そこで、本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、学習の効率を高め、学習効果を向上させることが可能な情報処理装置、学習支援システム、及び学習支援プログラム等を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明による情報処理装置は、問題文が表示される問題文表示エリアと、学習者が問題文の解答を記入するための解答記入エリアと、学習者が手書きの書き込みをすることが可能な手書きエリアと、を含む学習画面を表示する表示部を備えるものである。このとき、所定のエリア内において手書きの書き込みを可能としたため、当該エリア外に手を添えても、その部分は認識されない。そのため、学習者が手書きエリア以外の部分に手を添えても、メモを取りたい部分で正しく認識される。

また、手書きエリアに、問題文表示エリアに表示される問題文に関連する画像が表示されるものである。これにより、学習者は、解答すべき問題文に直接関連する書き込みを行うことがごく自然に誘導されるため、学習の効率を高められる。

このとき、情報処理装置は、問題文が計算問題のとき、問題文に関連する画像として、計算問題の問題を筆算の形式で記述した画像を、手書きエリアに表示することが好ましい。また、情報処理装置は、問題文がオブジェクトの数量に関する問題のとき、問題文に関連する画像として、問題文中に現れるオブジェクトの種類又は数量に基づいたイラスト画像を、手書きエリアに表示することが好ましい。さらに、情報処理装置は、問題文が図形に関する問題のとき、問題文に関連する画像として、問題文に対応する図形の画像を、手書きエリアに表示することが好ましい。

さらに、学習者が設定した利き手の情報に基づいて、学習画面における手書きエリアの配置を変えるようにしても好適である。

また、本発明による情報処理装置は、問題文が表示される問題文表示エリアと、学習者が問題文の解答を記入するための解答記入エリアと、学習者が手書きの書き込みをすることが可能な手書きエリアと、を含む学習画面を表示する表示部を備え、問題文表示エリアに表示される問題文に基づいて、手書きエリアに書き込み可能な内容が決定されるものである。これにより、学習者は、解答すべき問題文に直接関連する内容の書き込みを行うことが促される。

本発明による学習支援システムは、問題文に関する情報を記憶する情報記憶部、及び、学習支援に関する演算処理を行う処理部を備えるものである。このとき、処理部は、情報記憶部から取得された問題文が表示される問題文表示エリアと、学習者が問題文の解答を記入するための解答記入エリアと、学習者が手書きの書き込みをすることが可能な手書きエリアと、を含む学習画面を構成して、学習者に当該学習画面を提供するものである。このとき、手書きエリアに、問題文表示エリアに表示される問題文に関連する画像が挿入されるものである。

また、本発明による学習支援プログラムは、問題文に関する情報を記憶する情報記憶部にアクセス可能なコンピュータに、学習支援に関する演算処理を実行させるためのものである。情報記憶部から取得された問題文が表示される問題文表示エリアと、学習者が問題文の解答を記入するための解答記入エリアと、学習者が手書きの書き込みをすることが可能な手書きエリアと、を含む学習画面を構成するステップと、手書きエリアに、問題文表示エリアに表示される問題文に関連する画像を挿入するステップと、手書きエリアに問題文に関連する画像が挿入された学習画面を、学習者に提供するステップと、を実行させるためのものである。

本発明によれば、学習画面上に、手書きの書き込みが可能なエリアが提供されるものとした。これにより、学習者は、学習の効率を高め、学習効果を向上させることが可能となる。

本発明による学習支援システムの好適な一実施形態を示す概略構成図（システム構成図）である。 本実施形態におけるサーバ装置１００の好適な一実施形態を示す概略構成図（システムブロック図）である。 図１及び図２に示すサーバ装置１００を機能的な観点から示す概略構成図（機能構成図）である。 図１に示す端末装置２００の概略構成図であり、機能的な観点を含む機能構成図でもある。 本発明の一実施形態によって実行される処理手順の一部を示す概略フロー図である。 本実施形態においてタブレット端末に表示される学習画面２０の一例を示す図である。 問題文が計算問題の場合における、手書きエリア２５の表示の一例である。 問題文がオブジェクトの数量に関する問題の場合における手書きエリア２５の表示の一例である。 問題文が図形に関する問題の場合における手書きエリア２５の表示の一例である。 本実施形態における手書きエリア２５の一例として、学習者が利き手を設定したときに表示される右利き用または左利き用の学習画面２０の一例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明をその実施の形態のみに限定する趣旨ではない。また、本発明は、その要旨を逸脱しない限り、さまざまな変形が可能である。さらに、当業者であれば、以下に述べる各要素を均等なものに置換した実施の形態を採用することが可能であり、かかる実施の形態も本発明の範囲に含まれる。またさらに、必要に応じて示す上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図示の表示に基づくものとする。さらにまた、図面における各種の寸法比率は、その図示の比率に限定されるものではない。また、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、本発明による学習支援システムの好適な一実施形態を示す概略構成図（システム構成図）である。同図に示すように、サーバ装置１００と、端末装置２００とが、ネットワークＮを介して相互に通信可能に設定されることにより、学習支援システム１が構成される。

サーバ装置１００は、ネットワークＮに接続されたサーバ用コンピュータであり、そのサーバ用コンピュータにおいて所定のサーバ用プログラムが動作することにより、サーバ機能を実現するものである。本実施形態において、サーバ装置１００は、学習支援システム１により学習者の学習を支援する事業者等によって提供され得る。

端末装置２００は、ネットワークＮに接続され、サーバ装置１００にアクセス可能なコンピュータである。本実施形態において、端末装置２００は、学習支援システム１のユーザである学習者が家庭等で学習する際に使用されるものであるから、このような端末装置２００として、好適にはタブレットコンピュータ（以下「タブレット端末」という。）が想定される。そこで、以下においては、理解を容易にするべく、端末装置２００がタブレット端末である実施の形態を例にとって説明する。しかしながら、本発明において、端末装置２００はタブレット端末に限られるものではなく、他にも、パソコン（ＰＣ）、家庭用ゲーム機器（携帯型ゲーム機を含む）、携帯電話機（いわゆるフィーチャーフォン）、スマートフォン（多機能携帯電話機）、携帯情報端末（Personal Digital Assistant；ＰＤＡ）、携帯音楽プレイヤ、電子書籍リーダ、その他のコンピュータ機器を採用してもよいことは言うまでもない。

ネットワークＮは、例えばインターネット等を含む情報処理に係る通信回線又は通信網であり、その具体的な構成は、サーバ装置１００と端末装置２００との間でデータの送受信が可能なように構成されていれば特に制限されず、有線であるか無線であるかも問わない。また、ネットワークＮは、複数種の通信回線や通信網及び種々のネットワーク機器を含んで構成され得る。例えば、ネットワークＮは、端末装置２００に無線接続される基地局や無線ＬＡＮのアクセスポイント（ＷｉＦｉルータ等）、基地局に接続された移動体通信網、アクセスポイントからルータやモデムを介して接続された電話回線、ケーブルテレビ回線又は光通信回線などの公衆回線、サーバ装置１００に接続されたインターネット、移動体通信網や公衆回線とインターネットを接続するゲートウェイ装置を含む。

図２は、本実施形態におけるサーバ装置１００の好適な一実施形態を示す概略構成図（システムブロック図）である。同図に示すように、サーバ装置１００は、ＣＰＵやＭＰＵといった演算処理部１０１、記憶装置としてのＲＯＭ１０２及びＲＡＭ１０３、入力部１０５及び外部メモリ１０６が接続された外部インターフェース１０４、ディスプレイモニタ１１１が接続された画像処理部１０７、ディスク又はメモリデバイス等が収容又は接続されるスロットドライブ１０８、スピーカ装置１１２が接続された音声処理部１０９、並びに、ネットワークインターフェース１１０を備え、これらが、例えば、内部バス、外部バス、及び拡張バスを含むシステムバスといった伝送路１２０を介して互いに接続されて構成される。なお、入力部１０５、外部メモリ１０６、ディスプレイモニタ１１１、スピーカ装置１１２等の入出力を担うデバイス装置は、必要に応じて適宜省略してもよいし、それらを備える場合であっても、それらは伝送路１２０に常時接続されていなくてもよい。

演算処理部１０１は、サーバ装置１００全体の動作を制御し、上述した他の構成要素との間で制御信号及び情報信号（データ）の送受信を行うとともに、学習支援の実行に必要な各種の演算処理を行う。そのため、演算処理部１０１は、いわゆるレジスタ等の高速アクセス可能な記憶領域に対して、数値演算ユニット等を用いた加減乗除等の算術演算、論理和、論理積、論理否定等の論理演算、ビット和、ビット積、ビット反転、ビットシフト、ビット回転等のビット演算等、更に必要に応じて、飽和演算、三角関数演算、ベクトル演算等を行うことが可能なように構成されている。

また、ＲＯＭ１０２には、一般に、電源投入後、最初に実行されるＩＰＬ（Initial Program Loader）が記録されており、これが実行されることにより、スロットドライブ１０８に収容又は接続されるディスクやメモリデバイスに記録されたサーバ用プログラムや学習支援プログラムが、演算処理部１０１によって一旦ＲＡＭ１０３に読み出され、そのプログラムが演算処理部１０１によって実行される。さらに、ＲＯＭ１０２には、サーバ装置１００全体の動作制御に必要なオペレーティングシステムのプログラムやその他の各種データが記録されている。

さらに、ＲＡＭ１０３は、サーバ用プログラム、学習支援プログラム、及び、各種データを一時的に記憶するためのものであり、上記の如く、読み出されたサーバ用プログラムや学習支援プログラム、その他、学習の進行や複数の端末装置２００間の通信に必要なデータ等がＲＡＭ１０３に保持される。さらに、演算処理部１０１は、ＲＡＭ１０３に変数領域を設定し、その変数領域に格納された値に対しても数値演算ユニットを用いた直接演算を行ったり、或いは、ＲＡＭ１０３に格納された値をレジスタに一旦複製又は移設格納してそのレジスタに対しても直接演算を行ったり、さらには、それらの演算結果をＲＡＭ１０３に書き戻したりといった処理を行う。

また、外部インターフェース１０４を介して接続された入力部１０５は、サーバ装置１００を用いて問題や教材を含む講座を提供する事業者側のユーザが行う各種の操作入力を受け付けるものであり、入力部１０５としては、キーボード、タッチパッド、タッチパネルの他、例えば、音声入力装置を採用することができ、種々の操作入力、決定操作、取消操作、メニュー表示等の指示入力を行うことが可能であれば、デバイスの種類は特に制限されない。

さらに、ＲＡＭ１０３や、外部インターフェース１０４を介して着脱自在に接続された外部メモリ１０６には、サーバ装置１００の作動状況、各端末装置２００のアクセス状況、各端末装置２００における学習の進行状況や過去の成績等を示すデータ、端末装置２００間の通信のログ（記録）のデータ等が書き換え可能に記憶される。

また、画像処理部１０７は、スロットドライブ１０８から読み出された各種データを、演算処理部１０１により、又は、画像処理部１０７自体により加工処理した後、その処理後の画像情報をフレームメモリ等に記録する。このフレームメモリに記録された画像情報は、所定の同期タイミングでビデオ信号に変換され、画像処理部１０７に接続されるディスプレイモニタ１１１へ出力される。これにより、各種の画像表示が可能となる。また、学習支援に関する画像情報は、演算処理部１０１との協働処理等によって、画像処理部１０７及び／又は演算処理部１０１から各端末装置２００へ送出される。

またさらに、音声処理部１０９は、スロットドライブ１０８から読み出された各種データを音声信号に変換し、音声処理部１０９に接続されたスピーカ装置１１２から出力する。また、学習支援に関する音声情報（キャラクタの声や効果音など）は、演算処理部１０１との協働処理等によって、音声処理部１０９及び／又は演算処理部１０１から各端末装置２００へ送出される。

さらにまた、ネットワークインターフェース１１０は、サーバ装置１００をネットワークＮへ接続するためのものであり、例えば、ＬＡＮの構築に使用される諸規格に準拠するもの、アナログモデム、ＩＳＤＮモデム、ＡＤＳＬモデム、ケーブルテレビジョン回線を用いてインターネット等に接続するためのケーブルモデム等、及び、これらを、伝送路１２０を介して演算処理部１０１と接続するための通信インターフェース回路とから構成される。

なお、サーバ装置１００は、単一のコンピュータより構成されるものであっても、ネットワーク上に分散した複数のコンピュータより構成される、いわゆるクラウドコンピューティングの形態のものであってもよい。また、単一のコンピュータが複数のサーバ機能を備えるようなものでもよい。

サーバ装置１００のハードウェア構成は、上述したとおりであるが、図３は、図１及び図２に示すサーバ装置１００を機能的な観点から示す概略構成図（機能構成図）である。サーバ装置１００は、端末装置２００からの学習者の要求に応じて、学習を支援するためのものであり、そのための機能として、少なくともサーバ通信部１３１、サーバ記憶部１３２、及びサーバ処理部１３３を備える。

サーバ通信部１３１は、サーバ装置１００とネットワークＮとの間で通信を行うものであり、端末装置２００等から受信したデータを、サーバ処理部１３３に供給するとともに、サーバ処理部１３３から供給されたデータを、端末装置２００へ送信する機能を有する。かかるサーバ通信部１３１は、具体的には、少なくとも上述した図２に示すネットワークインターフェース１１０から構成される。

また、サーバ記憶部１３２は、各種プログラムや各種データを記憶するためのものであり、具体的には、上述した、図２に示すＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、外部メモリ１０６、及びスロットドライブ１０８の少なくとも何れか１つから構成される。ここで、サーバ記憶部１３２に記憶される学習支援プログラムは、後述する処理手順を実行する学習支援アプリケーションのプログラムであり、サーバ記憶部１３２には、かかる学習支援に係る表示データや各種演算結果のデータも記録される。

また、サーバ記憶部１３２は、データとして、少なくとも、学習者マスタ及び講座マスタが記憶される。学習者マスタは、学習者の学習の進行状況や過去の成績等を管理するためのものである。また、講座マスタは、学年別（学習者が学生の場合）又はレベル別に設けられた講座毎に、各教科における学習スケジュール、及び、各教科の複数の単元の各回において学習する内容（例えば、授業の解説、テスト問題や課題、及びそれらの解答・解説等）を含む学習過程及び学習内容のカリキュラム全般を管理するためのものである。この他に、サーバ処理部１３３における所定の演算処理に関する一時的なデータを一時的に記憶してもよい。なお、これらの各マスタは、必要に応じて、例えば学習者を識別するためのＩＤ等によって互いに関連付けられている。

サーバ処理部１３３は、図２に示す演算処理部１０１から構成されており、演算処理部１０１による制御指令に基づいて後述の各機能モジュールによる処理が実行される。すなわち、演算処理部１０１が、本実施形態におけるサーバ処理部１３３として機能する。本実施形態における学習支援を例にして更に説明すれば、機能モジュールとして、問題提示処理部１３４、採点処理部１３５、及び、修了処理部１３６を備える。これらの各部（機能モジュール）は、演算処理部１０１のプロセッサで実行される上記各種プログラムにより実現され、或いは、ファームウェアとして演算処理部１０１に実装されていてもよい。なお、これらの各部の動作については、後述する。

図４は、図１に示す端末装置２００の概略構成図であり、機能的な観点を含む機能構成図でもある。なお、端末装置２００の好適なシステム構成（ハードウェア構成）は、図２に示すサーバ装置１００のシステム構成と共通する構成を備えることに加え、例えば、デジタルカメラ等を含んでいる。本実施形態において、端末装置２００は、上述の如く、例えばタブレット端末であり、図４に示すように、端末通信部２３１、端末記憶部２３２、操作部２３３、表示部２３４、及び端末処理部２３５を備えている。

端末通信部２３１は、所定の周波数帯を感受帯域とするアンテナを含む通信インターフェース回路を備え、端末装置２００を、無線通信ネットワークを介してネットワークＮに接続する。その場合の通信形態としては、特に制限されず、例えば、通信用の基地局やアクセスポイント等により割り当てられるチャネルを介して、その基地局やアクセスポイントとの間でＷＣＤＭＡ(登録商標)（Wideband Code Division Multiple Access）方式やＷｉＦｉ（Wireless Fidelity）方式等による無線信号回線を確立し、基地局やアクセスポイントとの間で通信を行う。そして、端末通信部２３１は、端末処理部２３５から供給されたデータをサーバ装置１００に送信するとともに、サーバ装置１００から受信したデータを端末処理部２３５に供給する。

端末記憶部２３２は、例えば、フラッシュメモリ、磁気ディスク装置、又は光ディスク装置のうちの少なくとも何れか１つを備え、端末処理部２３５での処理に用いられるオペレーティングシステムプログラム、ドライバプログラム、アプリケーションプログラム、データ等を記憶する。これらのうち、ドライバプログラムとしては、例えば、操作部２３３を制御するための入力デバイスドライバプログラム、表示部２３４を制御するための出力デバイスドライバプログラム等が挙げられる。また、アプリケーションプログラムとしては、各単元の解説やテスト問題、その採点結果など、学習に係るデータの取得及び表示を行うためのプログラム等を例示することができる。さらに、データとしては、学習の進行状況や過去の成績に係る表示データ等が挙げられる。なお、端末記憶部２３２は、所定の処理に係る一時的なデータを一時的に記憶してもよい。

操作部２３３は、例えば、上述したサーバ装置１００の入力部１０５と同等の構成のものを例示することができる。本実施形態においては、操作部２３３として、例えば、タッチパネルを用いるが、端末装置２００の操作が可能であり、プレイヤが文字、数字等を入力することができるものであれば、どのようなデバイスでもよく、例えば、キーボードやマウス、タッチパッド等を用いてもよい。

タッチパネルは、表示部２３４の画面に対応する形状及び大きさの略矩形の検出面を備えており、この検出面上に物体が接触した場合に、当該物体の接触位置を検出する。本実施形態では、タッチパネルは、物体の接触位置を所定の時間間隔で順次検出する。タッチパネルの検出面は、表示部２３４の画面と重なるよう配置されている。また、タッチパネルは、必ずしも物体が検出面に接触した場合だけ物体の位置を検出するのではなく、検出面上の検出可能範囲まで物体が近接した場合に、当該物体の検出面に対する位置を検出するようにしてもよい。タッチパネルは、例えば、静電容量式や感圧式、光学式など、検出面上における物体の位置を検出可能なデバイスであれば、どのような方式のものであってもよい。

学習者は、自分の指やスタイラス等の物体をタッチパネルに接触させて操作入力を行う。学習者により操作部２３３が操作されると、操作部２３３は、その操作に対応する信号を発生し、その信号を端末処理部２３５に供給する。端末装置２００は、学習者による操作信号を、上記の端末通信部２３１を介してサーバ装置１００へ送信することにより、学習の進行に必要な動作を要求する。

また、表示部２３４は、端末処理部２３５から供給された映像データに応じた映像、画像データに応じた画像等を表示するものであり、後述する端末装置２００の画面の主要部を構成する。かかる表示部２３４としては、テキスト、映像、画像等の表示が可能であればどのようなデバイスでもよく、例えば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Electro−Luminescence）ディスプレイ等が挙げられる。

さらに、端末処理部２３５は、ＣＰＵやＭＰＵといった一又は複数個のプロセッサ及びその周辺回路を備え、端末装置２００の全体的の動作を統括制御するものであり、例えば、上述したサーバ装置１００の演算処理部１０１と同等の構成のものを例示することができる。また、端末処理部２３５は、端末装置２００の各種処理が、端末記憶部２３２に記憶されているプログラム（オペレーティングシステムプログラム、ドライバプログラム、アプリケーションプログラム等）に沿って、且つ、操作部２３３の操作等に応じて適切な手順で実行されるように、端末通信部２３１、表示部２３４等の動作を制御する。

この端末処理部２３５は、上記の各種プログラムによって実現される、又は、ファームウェアとして端末装置２００に実装された機能モジュールとして、少なくとも閲覧実行部２３６とメモ制御部２３７とを備えている。

この閲覧実行部２３６により、上述した学習の進行に係る表示データの取得及び表示が行われる。すなわち、閲覧実行部２３６は、学習者からの指示に応じて、各単元の学習に係る問題文等の取得要求を、端末通信部２３１を介してサーバ装置１００に送信するとともに、対応する問題文を含む表示データを、サーバ装置１００から端末通信部２３１を介して受信する。さらに、閲覧実行部２３６により、受信された表示データに基づいて描画データが作成される。すなわち、閲覧実行部２３６は、受信した表示データを解析して、問題文データ及び手書きエリアデータを特定し、特定したデータに従って問題文表示エリア及び手書きエリアをレイアウトすることにより、描画データを再構成し、その描画データを表示部２３４に出力する。

メモ制御部２３７は、学習者がスタイラスペン等でタッチパネル上をなぞったときに、スタイラスペン等の動きに追従して表示部に線を書き込む処理を行う。また、設定により、スタイラスペン等でタッチパネル上をタッチしたときに、線を引く換わりに、チェックマークを書き込んだり、所定のイラスト画像をタッチ位置に挿入したりする。

このように構成された学習支援システム１において実施される学習支援処理の実施形態について、以下に説明する。

図５は、本発明の一実施形態によって実行される処理手順の一部を示す概略フロー図である。ここでは、学習者がタブレット端末（端末装置２００）にスタイラス（ペン型デバイス）を用いて算数の演習問題を解く場合について説明する。同図に示すように、学習者がタブレット端末の電源を入れると、タブレット端末の表示部２３４に、ホーム画面が表示される（Ｓ５１）。好適には、このホーム画面が表示される際に、タブレット端末からサーバ装置１００に学習者のＩＤが送信される。そして、サーバ装置１００が、受信した学習者ＩＤに基づいて学習者マスタを検索し、学習者が受講している講座やコース、学習者の学習進度を判断し、学習者ごとにパーソナライズされたホーム画面情報をタブレット端末に表示させる。

次に、学習者は、学習する教科を選択し、表示部に表示された学習開始ボタンをタップするなどして、学習の開始を指示すると、選択された教科のＩＤと、学習者ＩＤとを含む学習開始指示データがタブレット端末からサーバ装置１００に送信される（Ｓ５２）。例えば、算数が選択された場合、算数のＩＤと、学習者のＩＤとを含む学習開始指示データがサーバ装置１００に送信される。

サーバ装置１００は、学習開始指示データを受信すると、問題提示処理部１３４が問題提示処理を行う（Ｓ５３）。すなわち、当該データに含まれる教科ＩＤと学習者ＩＤとに基づいて、講座マスタ及び学習者マスタを検索し、学習者が学習すべき単元を判断し、当該単元の解説文や問題文等を抽出する。なお、本実施形態において、「単元」とは、学習のカリキュラムの構成単位であり、例えば、小学２年生向け講座の７月号の算数が、全部で１０回分のまとまりによって構成されているとき、各回のまとまりを単元という。各単元は、複数の解説文及び複数の問題文を含み得る。本学習支援システム１は、学習者の学習履歴を学習マスタによって管理しているので、学習者は、学習したい教科を選択すれば、サーバ装置１００側で学習すべき教材や問題を判断して、学習者に提示する。

サーバ装置１００は、抽出された解説文や問題文に基づいて、解説文や問題文をタブレット端末に表示させるための画面データを生成し、タブレット端末に送信する（Ｓ５４）。例えば、算数の演習問題を解く場合であれば、サーバ装置１００は、タブレット端末に表示させる学習画面のデータを生成し、送信する。このとき、学習画面データは、問題文に加え、手書きのメモを学習者が自由に書き込むことのできる手書きエリアに関する情報も含み得る。

タブレット端末は、学習画面データを受信すると、当該データに基づいて、表示部に学習画面２０を表示する（Ｓ５５）。

図６は、本実施形態においてタブレット端末に表示される学習画面２０の一例を示す図である。同図に示すように、学習画面２０は、問題文が表示される問題文表示エリア２１と、解答記入後に答え合わせを実行するための答え合わせボタン２２と、学習者が問題文の解答を記入するための解答記入エリア２３と、テンキー等パネル２４と、学習者が手書きの書き込みをすることが可能な手書きエリア２５と、手書きエリア２５に書き込んだメモやノート等を消すためのメモ消しボタン２６と、を含んで構成される。

問題文は、問題文表示エリア２１内に表示される。例えば、問題文表示エリア２１には、ステップＳ５３でサーバ装置１００がサーバ記憶部に記憶されている問題文の中から取得した問題文が記述される。図６に示す例では、「７５＋６８＝」という問題文が表示されている。学習者は、問題文表示エリア２１に表示された問題文を解いて、その解答を、解答記入エリア２３に入力する。このとき、学習者は、解答記入エリア２３に解答を手書きしてもよいし、テンキー等パネル２４を用いて解答を入力してもよい。解答記入エリア２３に解答を手書きする場合、学習者が手書きで記入した数字を、タブレット端末が文字認識処理を実行して、テキストデータに変換する。また、テンキー等パネル２４は、いわゆるソフトウェアキーボードであり、学習者がテンキー等パネル２４上で選択した数字や記号等が、解答記入エリア２３に入力されるように構成される。

また、本実施形態において、問題文が表示される学習画面２０は、問題文表示エリア２１に加えて、手書きエリア２５を含む。手書きエリア２５は、スタイラスペンなどを用いて、学習者が手書きで自由に線を書き込むことのできる領域である。すなわち、本実施形態では、例えば計算問題の問題文表示エリア２１の近傍に、学習者が自由に筆算等のメモを書き込むことができる欄を設けるものである。学習画面２０の全部を自由にメモ書きできる手書きエリア２５としてもよいが、図６に示すように、学習画面２０の一部に手書きエリア２５を形成することが好ましい。

学習画面２０上の領域のうち、答え合わせボタン２２、解答記入欄２３、テンキー等パネル２４及び手書きエリア２５以外の領域については、操作部２３３（タッチパネル等）が学習者の手などの物体を検出しても、当該検出を無効化することが好ましい。このとき、答え合わせボタン２２、解答記入欄２３、テンキー等パネル２４及び手書きエリア２５のいずれかの領域で、操作部２３３が物体をさらに検出したとき、当該検出された位置が、操作入力として受け付けられることが好ましい。

さらに、問題文表示エリア２１、答え合わせボタン２２、解答記入欄２３及びテンキー等パネル２４と重ならないように手書きエリア２５を配置することがさらに好ましい。また、手書きエリア２５は、予め枠取りされていて学習画面２０内で、他の領域と視覚的に区別可能に構成されることが好ましい。このとき、単に枠取りされているのみならず、図７に示すように、実際のメモ帳を模した画像で手書きエリア２５を形成すると、当該領域に自由にメモを書けることが、学習者がより直感的に認識できるようになる。さらに詳細は後述するが、本実施形態において、手書きエリア２５内に、問題文表示エリア２１に表示される問題文に関連する所定の画像を予め挿入しておくことによって、学習効果及び効率の向上が期待される。

メモ消しボタン２６をタップすると、手書きエリア２５に書き込まれたメモが削除され、手書きエリア２５の表示が、メモを書き込む前の状態に戻る。手書きエリア２５内に所定の画像が予め挿入されているとき、メモ消しボタン２６をタップしても、予め挿入されていた当該所定の画像は削除されず、学習者が手書きしたメモが削除される。なお、ボタン形状のインターフェースに換えて、例えば、ゴミ箱のイラスト画像をメモ消しボタン２６として利用してもよい。

図５に戻り、学習者は、タブレット端末に表示された学習画面２０を見ながら、問題文を解いて、問題の解答を解答記入エリア２３に記入する。例えば、図６に示す例では、学習者は「７５＋６８」の答えを暗算で計算してもよいが、手書きエリア２５を利用して手書きで算式を書き込んで、筆算で解いてもよい（Ｓ５５）。

学習者は、解答記入エリア２３に解答を記入した後、答え合わせボタン２２をタップして、答え合わせを行う。答えあわせボタン２２のタップに応答して、タブレット端末は、解答記入エリア２３に記入された解答を含む解答データを、サーバ装置１００に送信する（Ｓ５６）。本実施形態において、解答データは、解答のほかに、学習者のＩＤと、問題文のＩＤとを含むものとする。しかし、１つの単元を学習している間、サーバ装置１００とタブレット端末との間に通信セッションが確立され続ける場合には、学習を始めるために通信セッションを確立したときに、学習者のＩＤを送信しておけば、解答の都度、学習者ＩＤを送受信する必要はない。また、解答データは、解答に要した時間を含めてもよい。

本実施形態においては、タブレット端末からサーバ装置１００に送信される解答データに、手書きエリア２５に書き込まれたメモの画像データを含めてもよい。その場合、サーバ装置１００が収集したメモ画像データは、学習者の指導など、サーバ装置１００側で適宜に活用することができる。例えば、採点者が人手で採点を行う場合、解答だけでは正誤を判定できても、誤答だった場合にどこで間違えたのかとか、学習者がどこまで理解しているのか等を採点者が把握することは困難である。しかし、採点者が利用する採点用端末装置に、学習者の解答に加え、当該解答を求めたときのメモ画像データを同時に表示するように構成すれば、メモ画像を参照することにより、学習者がどこで間違えてしまったのかといったことを採点者が把握し易くなるため、より的確な指導を行えることが見込まれる。また、個々の学習者の指導のみならず、学習者全体のメモ画像データを分析して、学習者が間違えやすいところを見つけたり、カリキュラムの作成に役立てたりしてもよい。

サーバ装置１００は、タブレット端末から解答データを受信すると、採点処理部１３５が採点処理を行う（Ｓ５７）。例えば、解答データに含まれる問題文ＩＤに基づいて講座マスタを検索して、当該問題文の正答を抽出し、それを解答データに含まれる解答と比較することによって、学習者の解答が正解であるか誤っているかを判断する。また、サーバ装置１００は、解答データに含まれる任意のデータ及び採点結果を、学習者ＩＤに紐付けて学習者マスタに記憶する。

採点処理が終わると、サーバ装置１００は、採点結果を含む採点結果データを学習者のタブレット端末に送信する（Ｓ５８）。タブレット端末は、採点結果データを受信したことに応答して、採点結果画面を表示部に表示する（Ｓ５９）。学習者は採点結果を見て、さらに、必要に応じて画面上に表示されたボタンを選択等することによって、模範解答を表示させたり、解説を表示させたりする。そして、採点結果画面に表示されている次の問題に進むためのボタンをタップすると、当該指示を含む次問題指示データがサーバ装置１００に送信される（Ｓ６０）。この次問題指示データは、次の問題に進むことの指示のほか、学習者のＩＤと、採点結果に係る問題文のＩＤを含む。

サーバ装置１００は、次問題指示データを受信すると、講座マスタを参照して、学習者が受講中の単元に次の問題があるか否かを判断する（Ｓ６１）。次の問題がある場合は、ステップＳ５３に戻り、上述の処理を繰り返す。次の問題がなく、単元が修了した場合は、修了処理部１３６が修了処理を行う（Ｓ６２）。例えば、学習者マスタに、学習者ＩＤに紐付けて、当該単元を修了した旨の履歴を記録する。これにより、学習者が次回学習をするときには、次の単元から学べばよいことが分かる。

次に、手書きエリア２５の実施例をいくつか説明する。上述のとおり、手書きエリア２５には、テキスト、図版、イラストなどの画像が、予め表示されることが好ましい。さらに、手書きエリア２５内に予め表示される画像、又は、問題文表示エリア２１に表示される問題文に応じて、書き込み可能な内容や場所を決定してもよい。このように、手書きエリアに問題文に関連する画像を表示、また、書き込みの場所や内容が特定されることにより、問題文と直接関係のない書き込みを抑制することができるため、学習効果及び学習効率がより高まることが見込まれる。

図７は、問題文が計算問題の場合における、手書きエリア２５の表示の一例である。同図に示すように、例えば、問題文が計算問題のとき、当該計算問題の問題部分を筆算の形式で記述した画像が手書きエリア２５内に表示される。図示省略しているが、図７に示す例では、図６と同様に、問題文表示エリア２１には「７５＋６８＝」という問題文が表示されているという想定である。

図７（Ａ）は、タブレット端末に問題文が新規に表示された直後の状態を図示したものである。本実施例では、問題文表示エリア２１に表示される問題文と同じ計算式を筆算の形で書いた画像が手書きエリア２５に挿入される。学習者は、手書きエリア２５に予め挿入された筆算の画像を利用して、その上から、手書きで筆算を行い、適宜繰り上がりや繰り下がりの桁を書きながら、計算式を解いていく。

このとき、図７（Ｂ）に示すように、学習者が手書きエリア２５にメモ書きを入力しているとき、テンキー等パネル２４は非表示となる。また、テンキー等パネル２４を非表示にする代わりに、テンキー等パネル２４をグレーアウトして、テンキー等パネル２４が使えない状態であることを学習者に知らせてもよい。

メモ書きを終えた後、学習者が解答記入エリア２３をタップすると、解答記入エリア２３に解答を記入できる状態になり、テンキー等パネル２４も再度表示される。図７（Ｃ）に示すように、学習者は、手書きエリア２５に記入したメモ書きなどを利用して、解答記入欄２３に解答を記入する。学習者が答え合わせボタン２２をタップすると、解答記入エリア２３に記入された解答がサーバ装置１００に送信される。また、上述のとおり、手書きエリア２５の画像データをサーバ装置１００に送信してもよい。このとき、予め挿入された画像も含めて手書きエリア２５の画像データをサーバ装置１００に送信してもよいし、予め挿入された画像は含めずに、学習者がメモ書きした画像データのみをサーバ装置１００に送信してもよい。

なお、本実施例では、学習者が手書きエリア２５にメモ書きを入力している間、解答記入エリア２３に解答を記入できないものとしたが、これに限られず、手書きエリア２５にメモ書きを入力しているときに、解答も入力できるように構成してもよい。

図８は、問題文がオブジェクトの数量に関する問題の場合における手書きエリア２５の表示の一例である。同図に示すように、例えば、問題文がオブジェクト（例えば、りんごやみかんなどの数を数える問題等）の数量に関する問題のとき、問題文中に現れる当該オブジェクトの種類又は数量に基づいたイラスト画像が手書きエリア２５内に表示される。同図（Ａ）が初期状態であり、同図（Ｂ）に示すように、スタイラスペン等でタッチしたイラストにチェックマークが付き、同図（Ｃ）に示すように、同じイラストを再度タッチすると、チェックマークが消えるように構成される。このように、物の数を数えるような問題の場合には、手書きエリア２５にイラスト画像を表示するとともに、自由にメモを書き込む代わりに、タッチしたイラストにチェックマークがつくように、書き込み可能な内容（本実施例では、メモの場所や形状）を限定することが好ましい。

図９は、問題文が図形に関する問題の場合における手書きエリア２５の表示の一例である。同図に示すように、例えば、問題文が図形に関する問題のとき、当該問題文に対応する図形の画像が表示される。例えば、三角形に関する問題であれば、同図（Ａ）に示すとおり、手書きエリア２５に三角定規のイラスト画像が表示される。このとき、三角形の各頂点近傍に、矢印マークが表示される。同図（Ｂ）に示すとおり、矢印マークを押下すると、押下している間、矢印が指している角と、当該角からでている２つの辺に接するように、第２の三角定規が重畳縦横字される。押下中の矢印マークは、他の矢印マークと識別可能に表示されることが好ましい。そして、スタイラスペンを矢印マークから離すと、同図（Ｃ）に示すように、初期状態に戻る。

図１０は、本実施形態における手書きエリア２５の一例として、学習者が利き手を設定したときに表示される右利き用または左利き用の学習画面２０の一例を示す図である。学習者が右利きを設定した場合には、同図（Ａ）に示すように、手書きエリア２５は、学習画面２０の右側に表示される。すなわち、相対的にみて解答記入欄２３の右側に手書きエリア２５が配置される。一方、学習者が左利きを設定した場合には、同図（Ｂ）に示すように、手書きエリア２５は、学習画面２０の左側に表示される。すなわち、相対的にみて解答記入欄２３の左側に手書きエリア２５が配置される。このように、学習者の利き手に応じて手書きエリア２５の配置を変えることによって、学習者の学習効率をより高められることが見込まれる。

なお、上述したとおり、本発明は、上記の実施の形態、及び、既に述べた変形例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において様々な変形が可能である。すなわち、上記実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈されるものではない。また、上述の各処理フローは処理内容に矛盾を生じない範囲で任意に順番を変更して又は並列に実行することができる。

例えば、図２に示すサーバ装置１００の構成の任意の部分は、処理能力等に相違はあるものの、端末装置２００についても適合する。逆言すれば、端末装置２００を、サーバ装置１００として使用することも可能である。すなわち、ネットワークＮを介して接続されているコンピュータ装置の何れもサーバ装置として機能させることができる。

さらに、サーバ装置１００においては、ハードディスクやＳＳＤ等の大容量記憶装置を用いて、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、外部メモリ１０６、スロットドライブ１０８に装荷されるメモリデバイス等と同等の機能を果たすように構成してもよく、それらの記憶装置は、ＲＡＩＤ等による冗長化が行われていてもいなくてもよく、また、伝送路１２０を介して演算処理部１０１に接続されていなくてもよく、例えば、クラウドコンピューティングの一環として、ネットワークＮを介して別の外部装置等に接続されていてもよい。

またさらに、サーバ装置１００及び端末装置２００におけるネットワークインターフェースとしては、無線ＬＡＮ装置及び有線ＬＡＮ装置の何れでもよく、それらは、内部に装着されていても、ＬＡＮカードの如く外部デバイスタイプのものでもよい。さらにまた、端末装置２００としては、ネットワークＮに接続可能な任意のコンピュータ機器を用いてもよい。

また、上述の実施形態では、解答を記入する解答記入エリアを、手書きエリアとは別に設けるものとしたが、証明問題などのように、最終的な解答のみならず、解答を導き出す過程を含めて採点するような問題の場合には、解答記入エリアを設けることなく、手書きエリアを解答記入エリアとして使用してもよい。

１：学習支援システム
２０：学習画面
２１：問題文表示エリア
２２：答え合わせボタン
２３：解答記入エリア
２４：テンキー等パネル
２５：手書きエリア
２６：メモ消すボタン
１００：サーバ装置
１０１：演算処理部
１０２：ＲＯＭ
１０３：ＲＡＭ
１０４：外部インターフェース
１０５：入力部
１０６：外部メモリ
１０７：画像処理部
１０８：スロットドライブ
１０９：音声処理部
１１０：ネットワークインターフェース
１１１：ディスプレイモニタ
１１２：スピーカ装置
１２０：伝送路
１３１：サーバ通信部
１３２：サーバ記憶部
１３３：サーバ処理部
１３４：問題提示処理部
１３５：採点処理部
１３６：修了処理部
２００：端末装置
２３１：端末通信部
２３２：端末記憶部
２３３：操作部
２３４：表示部
２３５：端末処理部
２３６：閲覧実行部
２３７：メモ制御部
Ｎ：ネットワーク

Claims (8)

1. 問題文が表示される問題文表示エリアと、
   学習者が前記問題文の解答を記入するための解答記入エリアと、
   前記学習者が手書きの書き込みをすることが可能な手書きエリアと、
   を含む学習画面を表示する表示部を備え、
   前記手書きエリアに、前記問題文表示エリアに表示される問題文に関連する画像が表示される、情報処理装置。
2. 前記問題文が計算問題のとき、前記問題文に関連する画像として、前記計算問題の問題を筆算の形式で記述した画像を、前記手書きエリアに表示することを特徴とする請求項１記載の情報処理装置。
3. 前記問題文がオブジェクトの数量に関する問題のとき、前記問題文に関連する画像として、前記問題文中に現れるオブジェクトの種類又は数量に基づいたイラスト画像を、前記手書きエリアに表示することを特徴とする請求項１記載の情報処理装置。
4. 前記問題文が図形に関する問題のとき、前記問題文に関連する画像として、前記問題文に対応する図形の画像を、前記手書きエリアに表示することを特徴とする請求項１記載の情報処理装置。
5. 前記学習者が設定した利き手の情報に基づいて、前記学習画面における前記手書きエリアの配置を変えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の情報処理装置。
6. 問題文が表示される問題文表示エリアと、
   学習者が前記問題文の解答を記入するための解答記入エリアと、
   前記学習者が手書きの書き込みをすることが可能な手書きエリアと、
   を含む学習画面を表示する表示部を備え、
   前記問題文表示エリアに表示される問題文に基づいて、前記手書きエリアに書き込み可能な内容が決定される、情報処理装置。
7. 問題文に関する情報を記憶する情報記憶部、及び、学習支援に関する演算処理を行う処理部を備える学習支援システムであって、
   前記処理部は、
   前記情報記憶部から取得された問題文が表示される問題文表示エリアと、
   学習者が前記問題文の解答を記入するための解答記入エリアと、
   前記学習者が手書きの書き込みをすることが可能な手書きエリアと、
   を含む学習画面を構成して、前記学習者に当該学習画面を提供するものであり、
   前記手書きエリアに、前記問題文表示エリアに表示される問題文に関連する画像が挿入される、
   学習支援システム。
8. 問題文に関する情報を記憶する情報記憶部にアクセス可能なコンピュータに、学習支援に関する演算処理を実行させるための学習支援プログラムであって、
   前記情報記憶部から取得された問題文が表示される問題文表示エリアと、
   学習者が前記問題文の解答を記入するための解答記入エリアと、
   前記学習者が手書きの書き込みをすることが可能な手書きエリアと、
   を含む学習画面を構成するステップと、
   前記手書きエリアに、前記問題文表示エリアに表示される問題文に関連する画像を挿入するステップと、
   前記手書きエリアに前記問題文に関連する画像が挿入された学習画面を、前記学習者に提供するステップと、
   を実行させるための学習支援プログラム。