JP2018109952A - 授業システム及び授業支援方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】問題の解答を発表したがっている生徒がいなくても、生徒に解答の発表を促すことができ、授業を活性化させることができる授業システムを提供する。
【解決手段】算出部(通信授業用サーバ10のCPU101)は、授業を受けている生徒の過去の学習行動を示す指標を算出する。記憶部(通信授業用サーバ10の記憶部103)は、指標を記憶する。抽出部(CPU101)は、記憶部103に記憶されている指標に基づいて特定の生徒を抽出する。
【選択図】図3

Description

本発明は、生徒に授業を提供する授業システム、及び、授業を支援する授業支援方法に関する。
特許文献1に記載されているように、教師による授業を複数の生徒が受ける授業システムの1つとして、生徒が、教師が授業する場所と離れた場所に所在していて、通信回線を介して授業を受ける通信制授業システムがある。
特開2014−127033号公報 特開2013−54255号公報
特許文献2に記載されているような教師と生徒とが教室内に一堂に会する授業においては、例えば、教師が問題を出して、いずれかの生徒に解答を発表させようとするとき、生徒による挙手または生徒の表情から、発表したがっている生徒を見つけることが容易である。また、積極的に発表したがっていなくても、個々の生徒に発表を促すことは容易である。よって、いずれかの生徒に発表させることによって授業を活性化させやすい。
ところが、通信制授業システムによる授業においては、生徒の表情が分からないため、発表したがっている生徒がいなければ生徒に発表させることが難しく、授業を活性化させにくい。これは、通信制授業システムにおける構造的な問題である。
本発明は、問題の解答を発表したがっている生徒がいなくても、生徒に解答の発表を促すことができ、授業を活性化させることができる授業システム及び授業支援方法を提供することを目的とする。
本発明は、授業を受けている生徒の過去の学習行動を示す指標を算出する算出部と、前記指標を記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶されている前記指標に基づいて特定の生徒を抽出する抽出部とを備えることを特徴とする授業システムを提供する。
本発明は、制御部が、授業を受けている生徒の過去の学習行動を示す指標を算出し、記憶部が前記指標を記憶し、前記制御部が、前記記憶部に記憶されている前記指標に基づいて特定の生徒を抽出することを特徴とする授業支援方法を提供する。
本発明の授業システム及び授業支援方法によれば、問題の解答を発表したがっている生徒がいなくても、生徒に解答の発表を促すことができ、授業を活性化させることができる。
一実施形態の授業システムである通信制授業システムの全体的な構成例を示すブロック図である。 一実施形態の授業システムである通信制授業システムの教室を概念的に示す図である。 通信制授業システムで用いられる通信授業用サーバ及び教師用端末の具体的な構成例を示すブロック図である。 通信制授業システムで用いられる生徒用端末の具体的な構成例を示すブロック図である。 生徒用端末に表示される挙手ボタンの例を示す図である。 発表率テーブルを概念的に示す図である。 一実施形態の授業支援方法の第1及び第2の例を示すシーケンス図である。 発表率テーブルに基づいて抽出した発表低頻度生徒を概念的に示す図である。 一実施形態の授業支援方法の第3の例を示すシーケンス図である。 生徒に正答・発表低頻度生徒の解答を通知する通知部の一例を示す図である。
以下、一実施形態の授業システム及び授業支援方法について、添付図面を参照して説明する。本実施形態の授業システムは通信制授業システムとするのが好適であるため、以下詳述する本実施形態においては通信制授業システム及び通信制授業システムで用いられる授業支援方法を例とする。
図1において、通信授業用サーバ10は通信回線20に接続されている。通信回線20はインターネット等の任意の通信回線である。通信回線20は、通信授業用サーバ10とは離れた位置に所在する生徒が所持する生徒用端末30が接続されている。図1においては、生徒用端末30を6台としているが、生徒用端末30の台数(即ち、生徒数)は任意である。
生徒用端末30は、スマートフォン、タブレット端末、パーソナルコンピュータ等の任意のコンピュータ機器でよい。生徒用端末30は、仮想現実(VR)または拡張現実(AR)を用いる端末であってもよい。VRを用いる生徒用端末30は、ゴーグル型の端末であってもよい。後述するように、各生徒用端末30には、生徒用アプリケーションプログラムが記憶されており、生徒を一意に識別するための生徒識別符号(生徒ID)が付与されている。
通信授業用サーバ10には、教室ディスプレイ11と、中継カメラ12と、教師用端末13と、マイクロホン14と、スピーカ15が接続されている。スピーカ15は、ヘッドホン(イヤホン)を含む。これらの機器が設置されている場所を便宜的に教室と称する。通信授業用サーバ10は教室外に設置されていてよい。教師用端末13は、タブレット端末、パーソナルコンピュータ等の任意のコンピュータ機器でよい。
図2に示すように、教師40は教室ディスプレイ11の前に立っており、教室ディスプレイ11及び教師用端末13を用いて授業を行う。教室ディスプレイ11は電子黒板と称されている大画面ディスプレイである。教師40は、通信授業用サーバ10に記憶されている授業用データを教室ディスプレイ11に表示させて授業を行う。授業用データは、教師用端末13に表示されてもよい。
教師40による授業は中継カメラ12で撮影され、中継カメラ12が撮影した動画データが通信授業用サーバ10によって、通信回線20を介して各生徒用端末30に配信される。動画データは、教師用端末13に表示されてもよい。教師40は、教室ディスプレイ11に問題を出すことができる。
教師40は、マイクロホン14とヘッドホンとしてのスピーカ15とが一体化されたヘッドセットを装着している。教師40が発した音声はマイクロホン14で収音され、通信授業用サーバ10によって通信回線20を介して各生徒用端末30に配信することもできる。教師40は、通信回線20を介して生徒用端末30から送信された音声データによる音声をスピーカ15によって聞くことができる。
マイクロホン14とスピーカ15とは別々に設置されていてもよい。マイクロホン14及びスピーカ15は教師用端末13に設けられていてもよい。
通信授業用サーバ10及び教師用端末13は、具体的に、例えば図3に示すように構成される。通信授業用サーバ10は、中央処理装置(以下、CPU)101、画像・音声処理部102、記憶部103、通信部109を有する。CPU101は制御部の一例である。記憶部103は、生徒IDと生徒名等の生徒の具体的な情報とを関連付けている生徒IDテーブル104、各生徒の授業に関する情報を集積した生徒情報データベース(以下、生徒情報DB)105、教師用アプリケーションプログラム108を記憶している。
生徒情報DB105は、教師40が出した問題に対する各生徒の発表率を示す発表率テーブル106と、正答率を示す正答率テーブル107とを含む。発表率テーブル106は、授業を受けている生徒が過去に教師40より出された問題に対する解答を発表した頻度を示す指標の一例である。正答率テーブル107は省略可能である。
生徒情報DB105は、各生徒のさらに詳細なデータを記憶してもよい。例えば、生徒情報DB105は、各生徒の得意科目または不得意科目、各生徒が間違えやすい点等を記憶してもよい。
CPU101は、各生徒の発表率を算出して発表率テーブル106を更新する。CPU101は授業を受けている生徒の過去の学習行動を示す指標を算出する算出部として動作する。CPU101は、生徒の過去の学習行動を示す指標の好適な例として、解答を発表した頻度を示す指標を算出する算出部として動作する。CPU101は、各生徒の正答率を算出して正答率テーブル107を更新する。
画像・音声処理部102は、中継カメラ12が撮影した動画データ、マイクロホン14が収音した音声データとの一方または双方に圧縮符号化等の処理を施す。通信部109は、動画データ、音声データ、または動画音声データを生徒用端末30に送信する。通信部109は、メッセージデータまたは静止画データを生徒用端末30に送信することがある。
通信部109は生徒用端末30から送信された動画データ、静止画データ、音声データ、メッセージデータのいずれかを受信する。画像・音声処理部102は受信したデータが圧縮符号化されていれば伸張復号等の処理を施す。教室ディスプレイ11は、生徒用端末30から送信された動画データまたは静止画データの画像を表示することができる。
図3に示すように、教師用端末13は、入力部131とディスプレイ132とを有する。入力部131はキーボードであってもよいし、ディスプレイ132と一体化されたタッチパネルであってもよい。ディスプレイ132に、生徒用端末30から送信された動画データまたは静止画データの画像を表示させてもよい。ディスプレイ132に、生徒用端末30から送信されたメッセージを表示させてもよい。
教師40は、入力部131を操作して生徒用端末30に送信するメッセージデータを入力することができる。教師40は、入力部131を操作して、教師用アプリケーションプログラム108で予め設定されている定型文のメッセージデータを選択することができる。
生徒用端末30は、具体的に、例えば図4に示すように構成される。生徒用端末30は、中央処理装置(以下、CPU)301、カメラ302、入力部303、記憶部304、画像・音声処理部306、ディスプレイ307、マイクロホン308、スピーカ309、通信部310を有する。記憶部304は、生徒ID及び生徒用アプリケーションプログラム305を記憶している。
入力部303は各種のキーであってもよく、ディスプレイ307と一体化されたタッチパネルであってもよい。スピーカ309は、ヘッドホン(イヤホン)を含む。
ここで、発表率テーブル106が示す発表率の一例を説明する。教師40はそれぞれの授業で生徒に問題を出し、生徒が解答した後に、生徒に発表を促す。一例として、図5に示すように、生徒用端末30のディスプレイ307には、生徒用アプリケーションプログラム305により、発表を希望する生徒が押す挙手ボタン311が表示される。生徒が挙手ボタン311を押すことにより、挙手ボタン311を押した生徒の生徒IDが教師用端末13へと通知され、教師40は発表を希望する生徒を認識することができる。
教師40は挙手ボタン311を押した生徒のいずれかを選択し、選択された生徒が問題の解答を発表する。解答の発表の仕方は任意であり、生徒が解答を発表する動画及び音声データを生徒用端末30から通信授業用サーバ10へと送信してもよいし、音声データを通信授業用サーバ10へと送信してもよい。
CPU101は、一例として図6に示すように発表率を算出する。図6は、発表率テーブル106を概念的に示している。図6では、単純に授業回数に対する発表回数を発表率としているが、発表した時期を発表率に反映させてもよい。例えば、発表回数が同じ2回であったとしても、授業回数10回のうちの最初の授業で2回発表してその後9回の授業で一切発表していない生徒と、10回目の授業で2回発表した生徒とがいるとする。この場合、後者の生徒の発表率により大きく重み付けして、発表率が多くなるようにしてもよい。
具体的には、発表回数に過去の授業ほど小さくなる係数を乗算した値を集計することにより、発表した時期を反映させた発表率とすることができる。例えば、直近2回の授業の発表では係数を1、直近2回の前の2回の授業の発表では係数を0.8、さらにその前の授業の発表では係数を0.5のように設定することが考えられる。
さて、教師40が今回の授業で生徒に対して新たに問題を出したとする。生徒は、一例として、問題の解答を紙面に手書きし、その紙面をカメラ302で撮影した静止画データを通信部310によって通信授業用サーバ10に送信する。
今回の問題でも生徒に発表を促して、生徒が挙手ボタン311を押すことにより発表の希望者を募るとすると、図6のように発表の意識が高い特定の生徒のみが希望者となる可能性が高い。これでは、発表の意識が低い生徒に発表させて、授業を活性化させることが難しい。発表の意識が高い生徒がいない場合には、どの生徒も発表を希望しないことがあり、授業を活性化させることが難しい。
そこで、問題の解答を発表したがっている生徒がいなくても(または少なくても)、生徒に解答の発表を促して、授業を活性化させるための授業支援方法の各例を説明する。
<第1の例>
図7において、教師40は教師用端末13を操作して、ステップS1にて、通信授業用サーバ10に対して、発表率が低い生徒(発表低頻度生徒)を抽出するよう指示する。通信授業用サーバ10は、ステップS2にて、図6に示すような発表率テーブル106から、発表率が所定の閾値以下の生徒を抽出する。閾値を10%とすると、図8に示すように発表低頻度生徒が抽出され、教師用端末13に供給される。
第1の例において、通信授業用サーバ10のCPU101は、記憶部103に記憶されている生徒の過去の学習行動を示す指標に基づいて特定の生徒を抽出する抽出部として動作する。CPU101は、好適な例として、発表率テーブル(各生徒の発表の頻度を示す指標)に基づいて、過去に解答を発表した頻度が所定の閾値以下の生徒を抽出する。
教師用端末13は、ステップS3にて、発表低頻度生徒をリスト表示する。教師40は教師用端末13を操作して、ステップS4にて、リスト表示された発表低頻度生徒の中からいずれかの生徒を選択して、解答を発表するよう強制的に指名する。
通信部109は、抽出部によって抽出された生徒の中からいずれかの生徒が教師によって選択(強制指名)されたとき、選択された生徒に発表するよう促す通知情報を送信する。通知情報は、「発表してください」と呼びかけるメッセージデータ、動画及び音声データ、音声データのいずれかでよい。上記のようにメッセージデータは定型文であってもよいし、挙手ボタン311と同様のボタン(アイコン)を通知情報としてもよい。
教師用端末13のディスプレイ132は、抽出部によって抽出された生徒に関する情報を教師に視覚的に提示する提示部として動作する。生徒に関する情報とは、生徒IDでもよいし、生徒ID及び生徒名でもよい。
<第2の例>
第1の例では生徒が正答しているか否かにかかわらず発表低頻度生徒を抽出しているが、第2の例のように、正答している生徒のうちで発表低頻度生徒を抽出してもよい。第1の例よりも第2の例の方が好ましい。
図7において、教師40は、各生徒の解答を見て、ステップS11にて、正答者を通信授業用サーバ10に通知する。CPU101は、正答率テーブルを更新することができる。このとき、教師40は、正答者だけでなく、誤答ではあるものの、発表するに値するおもしろい間違いをした生徒を含めて通信授業用サーバ10に通知してもよい。教師40は、ステップS12にて、発表低頻度生徒を抽出するよう指示する。
通信授業用サーバ10は、ステップS13にて、特定の生徒として、正答者であり、かつ、発表率が所定の閾値以下の生徒(正答・発表低頻度生徒)を抽出する。ここでは教師40が正答者を通信授業用サーバ10に通知しているが、選択式の問題のように通信授業用サーバ10が自動的に正答者を抽出できる場合には、自動的に、正答・発表低頻度生徒を抽出してもよい。
教師用端末13は、ステップS14にて、正答・発表低頻度生徒をリスト表示する。教師40は教師用端末13を操作して、ステップS15にて、リスト表示された正答・発表低頻度生徒の中からいずれかの生徒を選択して、解答を発表するよう強制的に指名する。同様に、通信部109は、選択(強制指名)された生徒に発表するよう促す通知情報を送信する。
第2の例においては、抽出部は、正答・発表低頻度生徒を抽出する。教師用端末13のディスプレイ132は、抽出部によって抽出された正答・発表低頻度生徒に関する情報を教師に視覚的に提示する提示部として動作する。生徒に関する情報とは、生徒IDでもよいし、生徒ID及び生徒名でもよい。
<第3の例>
図9に示す第3の例において、ステップS11〜S14は図8に示す第2の例と同じである。第3の例においては、教師40は、ステップS21にて、ステップS13にて抽出された正答・発表低頻度生徒の解答を匿名で教室ディスプレイ11に表示するよう通信授業用サーバ10に指示する。
第3の例においても、教師40は、正答者だけでなく、おもしろい間違いをした生徒を含めて通信授業用サーバ10に通知してもよい。
通信授業用サーバ10のCPU101は、ステップS22にて、各生徒から送信された解答を書いた紙面の静止画データのうち、正答・発表低頻度生徒の解答を抽出する。画像・音声処理部102は、ステップS22にて、図10に示すように正答・発表低頻度生徒の解答がそれぞれウィンドウ111となるように静止画データを合成して、教室ディスプレイ11に供給する。
これにより、教室ディスプレイ11には正答・発表低頻度生徒の解答が表示される。図10は、正答・発表低頻度生徒が6人である例を示している。図10においては、上側左端部の解答のみ、解答の一例を部分的に具体的に示しており、残りの解答は省略した状態で示している。
中継カメラ12は教室ディスプレイ11を撮影しているから、生徒は各ウィンドウ111に表示された解答を見ることができる。各ウィンドウ111には生徒IDも氏名も表示されていない。即ち、正答・発表低頻度生徒の解答は匿名で表示される。しかしながら、自分の解答が教室ディスプレイ11に表示されていれば、自分の解答であることは分かるため、生徒は、自分の解答が正しかったか否かを認識することができる。
教室ディスプレイ11は、正答・発表低頻度生徒を抽出する抽出部によって抽出された生徒に自分の解答が正しいことを知らせる通知部として動作する。通知部が教室ディスプレイ11のように全ての生徒が正答・発表低頻度生徒による解答を見ることができる場合には、通知部は、匿名で解答を公開するのがよい。教室ディスプレイ11によって通知する代わりに、正答・発表低頻度生徒に個別に解答が正しいことを通知してもよい。
教師40は、ステップS23にて、教師用端末13を操作して、6人の正答・発表低頻度生徒の中からいずれかの生徒を選択する。通信部109は、ステップS23にて、抽出部によって抽出された正答・発表低頻度生徒のうちの選択された生徒に発表するよう促す通知情報を送信する。
同様に、通知情報は、例えば「発表してみますか」と呼びかけるメッセージデータ、動画及び音声データ、音声データ、ディスプレイ307に表示されるボタンのいずれかでよい。発表を促された生徒は過去ほとんど発表していない生徒であるが、自分の解答が正しいことを既に認識しているので、発表することへの心理的なハードルを下げることができる。
発表を促された生徒は、ステップS24にて、発表することを受諾する。発表を促された生徒は、例えば「発表してみます」と回答するメッセージデータ、動画及び音声データ、音声データのいずれかを送信すればよい。なお、発表することを受諾しなければ、教師40は、正答・発表低頻度生徒の中から他の生徒を選択して、再びステップS23を実行すればよい。
教師40は、ステップS25にて、発表することを受諾した生徒に発表を開始するよう促す通知情報を送信する。通知情報は、例えば「では、発表してください」と呼びかけるメッセージデータ、動画及び音声データ、音声データのいずれかでよい。
発表を促された生徒は、ステップS26にて、生徒用端末30で解答を発表する自分自身を撮影して動画及び音声データを通信授業用サーバ10に送信するか、音声のみを収音して音声データを通信授業用サーバ10に送信する。通信授業用サーバ10の通信部109は、ステップS27にて、解答発表の動画及び音声データまたは音声データを、解答を発表する生徒以外の生徒の生徒用端末30及び教師用端末13に配信する。
生徒が送信した動画及び音声データをそのまま各生徒用端末30に配信する代わりに次のようにしてもよい。教室ディスプレイ11に、正答・発表低頻度生徒の解答に代えて、解答を発表する生徒の動画データの動画を表示させる。各生徒用端末30に中継カメラ12が撮影した解答を発表する生徒の動画データを配信する。併せて、生徒が送信した音声データを各生徒用端末30に配信する。
なお、第1〜第3の例による発表後、CPU101は、自動的に、または、教師40による操作に応じて、発表率テーブル106の発表率を更新する。
以上のように、本実施形態の授業システム及び授業支援方法によれば、問題の解答を発表したがっている生徒がいなくても、生徒に解答の発表を促すことができ、授業を活性化させることができる。
特に上述した第3の例によれば、発表を促された生徒が過去ほとんど発表していない生徒であっても、発表することへの心理的なハードルを下げることができるので、過去ほとんど発表していない生徒を積極的に授業に参加させることができる。よって、授業を効果的に活性化させることができる。
ところで、本実施形態においては、教師と生徒と表現したが、教師とは教える立場、生徒とは教師から教えられる立場という意味である。教師には、教員免許を有する教師だけではなく、教員免許を有さない講習会の講師等も含まれる。
本発明は以上説明した本実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。本実施形態においては通信制授業システムを例としたが、本発明は、教師と生徒とが教室内に一堂に会して教師と生徒とがそれぞれ端末を使って行う授業においても使用できる。本発明は通信制授業システムに限定されない。
本実施形態の授業システムを構成するに際して、ハードウェアとソフトウェア(コンピュータプログラム)との使い分けは任意である。
10 通信授業用サーバ
11 教室ディスプレイ(通知部)
12 中継カメラ
13 教師用端末
14 マイクロホン
15 スピーカ
20 通信回線
30 生徒用端末
101 中央処理装置(CPU,制御部,算出部,抽出部)
102 画像・音声処理部
103 記憶部
105 生徒情報データベース
106 発表率テーブル
109 通信部
132 ディスプレイ(提示部)

Claims (13)

  1. 授業を受けている生徒の過去の学習行動を示す指標を算出する算出部と、
    前記指標を記憶する記憶部と、
    前記記憶部に記憶されている前記指標に基づいて特定の生徒を抽出する抽出部と、
    を備えることを特徴とする授業システム。
  2. 前記算出部は、授業を受けている生徒が過去に教師より出された問題に対する解答を発表した頻度を示す指標を算出し、
    前記抽出部は、前記特定の生徒として、過去に解答を発表した頻度が所定の閾値以下の生徒を抽出する
    ことを特徴とする請求項1に記載の授業システム。
  3. 前記抽出部は、教師より新たに出された問題に対して生徒が解答したとき、解答が正しく、かつ、前記指標に基づいて前記頻度が前記閾値以下の生徒を抽出することを特徴とする請求項2に記載の授業システム。
  4. 前記抽出部によって抽出された生徒に関する情報を教師に提示する提示部と、
    前記抽出部によって抽出された生徒のうちの選択された生徒に解答を発表するよう促す通知情報を送信する通信部をさらに備えることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の授業システム。
  5. 前記抽出部によって抽出された生徒に自分の解答が正しいことを知らせる通知部をさらに備えることを特徴とする請求項3に記載の授業システム。
  6. 前記抽出部によって抽出された生徒に関する情報を教師に提示する提示部をさらに備えることを特徴とする請求項5に記載の授業システム。
  7. 前記提示部に提示された情報に基づいて教師によって選択された生徒に対して、解答を発表するよう促す通知情報を送信する通信部をさらに備えることを特徴とする請求項6に記載の授業システム。
  8. 前記通知部は、前記新たに出された問題に対して生徒が送信した解答を匿名で公開することにより、前記抽出部によって抽出された生徒に自分の解答が正しいことを知らせることを特徴とする請求項5〜7のいずれか1項に記載の授業システム。
  9. 制御部が、授業を受けている生徒の過去の学習行動を示す指標を算出し、
    記憶部が前記指標を記憶し、
    前記制御部が、前記記憶部に記憶されている前記指標に基づいて特定の生徒を抽出する
    ことを特徴とする授業支援方法。
  10. 前記制御部は、
    授業を受けている生徒が過去に教師より出された問題に対する解答を発表した頻度を示す指標を算出し、
    前記特定の生徒として、過去に解答を発表した頻度が所定の閾値以下の生徒を抽出する
    ことを特徴とする請求項9に記載の授業支援方法。
  11. 前記制御部が、教師より新たに出された問題に対する解答が正しく、かつ、前記指標に基づいて前記頻度が前記閾値以下の生徒を抽出することを特徴とする請求項10に記載の授業支援方法。
  12. 通知部が、抽出された生徒に自分の解答が正しいことを通知し、
    通信部が、抽出された生徒のうちの選択された生徒に解答を発表するよう促す通知情報を送信する
    ことを特徴とする請求項11に記載の授業支援方法。
  13. 前記通知部は、前記新たに出された問題に対して生徒が送信した解答を匿名で公開することにより、抽出された生徒に自分の解答が正しいことを知らせることを特徴とする請求項12に記載の授業支援方法。
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