JP2024004313A - 学習支援システム、プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】学習者の能力をより効率的に伸ばすことのできる学習支援システムを提供する。【解決手段】問題及びその正解に関する情報を記憶する問題情報記憶部１０１と、問題情報記憶部１０１に記憶している情報を基に問題を学習者に提示するべく出力する問題出力制御部１０２と、学習者による解答の入力を取得する解答入力受付部１０３と、その解答が正解であるか不正解であるかを判定する正否判定部１０４と、正否判定部１０４で解答が不正解であると判定した場合、不正解である旨とともにこれから同じ問題を再度解くかまたは別の問題を解くかの質問を学習者に提示するべく出力する結果出力制御部１０５と、学習者による質問に対する応答の入力を取得する応答入力受付部１０６とを具備し、応答入力受付部１０６で学習者による同じ問題を再度解く旨の応答の入力を取得したならば同じ問題を再度学習者に提示するべく出力するシステムを構成した。【選択図】図４

Description

本発明は、学習者、特に教育を受け勉学に励む児童や生徒等による学習の能率の向上を企図した学習支援システムに関する。

コンピュータ支援教育（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ－Ａｉｄｅｄ Ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）またはｅ－ラーニング（ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｌｅａｒｎｉｎｇ）を実現するシステムが周知である（例えば、下記特許文献を参照）。一般に、この種のシステムは、学習者が学習するべき内容に関わる問題を出題し、学習者にその問題に対して解答させ、その解答が正解であるか不正解であるかを判定して結果を出力するという問題演習機能を提供する。

特開２０１７－０６２３３２号公報 特許第７０２２４３１号公報

既存の学習支援システムでは、学習者が入力した問題の解答が正解であっても不正解であっても、その結果を出力した後、新たな別の問題に遷移することが専らである。

解答が不正解であった場合には、正解や問題の解き方に関する解説を学習者に教示し、その上で次の問題を提示することが通例となっている。この仕組みは、学習者が一旦不正解の解答をした問題を、即座に解き直すことを許さないことを意味する。

だが、実のところ、不正解であった問題に直ちに再挑戦できる方が、学習者の意欲を増進し、または学習者の躓きを早期に解消して弱点を克服するために有効であろうと推察される。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、学習者の能力をより効率的に伸ばすことのできる学習支援システムを提供することを所期の目的としている。

本発明では、学習者が学習するべき内容に属する問題及びその問題の正解に関する情報を記憶する問題情報記憶部と、前記問題情報記憶部に記憶している情報を基に問題を学習者に提示するべく出力する問題出力制御部と、学習者による前記問題に対する解答の入力を取得する解答入力受付部と、前記解答入力受付部で取得した学習者による前記問題に対する解答の入力と、前記問題情報記憶部に記憶している前記問題の正解の情報とを突き合わせて、その解答が正解であるか不正解であるかを判定する正否判定部と、前記正否判定部で前記問題に対する解答が不正解であると判定した場合、解答が不正解である旨とともに、これから同じ問題を再度解くかまたは別の問題を解くかの質問を学習者に提示するべく出力する結果出力制御部と、学習者による前記質問に対する応答の入力を取得する応答入力受付部とを具備し、前記応答入力受付部で学習者による同じ問題を再度解く旨の応答の入力を取得したならば、前記問題出力制御部が、直近に提示し解答がなされた問題と同じ問題を再度学習者に提示するべく出力する学習支援システムを構成した。

前記正否判定部で前記問題に対する解答が正解であると判定した場合には、前記結果出力制御部が、解答が正解である旨を学習者に提示するべく出力するが、前記質問を学習者に提示するべく出力することはしない。

より具体的には、前記問題出力制御部が、問題を学習者に提示するべく出力するにあたり、その問題の正解を含む複数の解答の選択肢を学習者に提示するべく出力するものであり、直近に提示し解答がなされた問題と同じ問題を再度学習者に提示するべく出力する際には、複数の解答の選択肢を、直近に同じ問題について複数の解答の選択肢を提示したときの順序とは異なる順序で提示するべく出力する。

前記結果出力制御部が、直近に提示し解答がなされた問題とは別の問題であって、前記問題情報記憶部に記憶している情報により規定される次の問題を解くか、またはそうではない他の問題を解くかの質問を学習者に提示するべく出力し、前記応答入力受付部が、学習者による前記質問に対する応答の入力を取得し、前記問題出力制御部が、前記応答入力受付部で取得した応答の入力に従い、これから学習者に提示するべき問題として、前記情報により規定される次の問題、またはそうではない他の問題を選定するシステムとすることも好ましい。

さらには、前記正否判定部で判定した前記問題に対する解答が正解であるか不正解であるかを、前記問題を識別できまたは当該問題の属する単元を識別できる識別子に関連づけて記憶する過程情報記憶部を具備し、前記問題出力制御部が、前記過程情報記憶部に記憶している情報に応じて、これから学習者に提示するべき問題と選定する仕組みとすることも考えられる。

本発明によれば、学習者の能力をより効率的に伸ばすことのできる学習支援システムを実現できる。

本発明の一実施形態の学習支援システムの全体概要を示す図。 同実施形態において学習者が使用するコンピュータが備えるハードウェア資源を示す図。 同実施形態において外部のコンピュータが備えるハードウェア資源を示す図。 同実施形態の学習支援システムの機能ブロック図。 同実施形態の学習支援システムにおける問題及び解答の選択肢の出力例を示す図。 同実施形態の学習支援システムにおける解答の正否の判定結果の出力例を示す図。 同実施形態の学習支援システムにおける解答の正否の判定結果の出力例を示す図。 同実施形態の学習支援システムにおける問題及び解答の選択肢の出力例を示す図。 同実施形態の学習支援システムにおける問題及び解答の選択肢の出力例を示す図。 同実施形態の学習支援システムにおいて問題情報記憶部が格納する情報を例示する図。 同実施形態の学習支援システムにおいて過程情報記憶部が格納する情報を例示する図。 同実施形態の学習支援システムにおいてコンピュータがプログラムに従い実行する処理の手順例を示すフロー図。

本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。図１に示すように、本実施形態における学習支援システムは、学習を行う学習者が使用するコンピュータ１と、コンピュータ１と電気通信回線３を介して通信可能に接続する外部のコンピュータ２とを要素として構成される。本学習支援システムを利用して学習を行う学習者は、複数人（多数人）存在し得る。

学習者が使用する各コンピュータ１はそれぞれ、例えば、汎用的な携帯電話端末または情報処理端末、特にスマートフォンやタブレット型コンピュータ、パーソナルコンピュータ、ビデオゲーム機等である。

図２に示すように、学習者が使用するコンピュータ１は、プロセッサ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１ａ、メインメモリ１ｂ、補助記憶デバイス１ｃ、ビデオコーデック１ｄ、オーディオコーデック１ｅ、通信インタフェース１ｆ、入力デバイス１ｇ、ディスプレイ１ｈ、音声出力デバイス１ｉ、カメラ１ｊ等のハードウェア資源を備え、これらがコントローラ（システムコントローラ、Ｉ／Ｏコントローラ等）１ｋにより制御されて連携動作するものである。

補助記憶デバイス１ｃは、フラッシュメモリ、ハードディスクドライブ、光学ディスクドライブ、その他である。ビデオコーデック１ｄは、プロセッサ１ａより受けた描画指示をもとに表示させるべき画面を生成しその画面信号をディスプレイ１ｈに向けて送出するＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、画面や画像のデータを一時的に格納しておくビデオメモリ等を要素とする。オーディオコーデック１ｅは、符号化されている音声データを復号化して音声出力デバイス１ｉであるスピーカ等から音声出力する。ビデオコーデック１ｄ及びオーディオコーデック１ｅはそれぞれ、ハードウェアでなくソフトウェアとして実装することも可能である。

通信インタフェース１ｆは、当該コンピュータ１がＰＡＮ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＷＡＮ（Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、インターネット等の電気通信回線３を通じて外部の他の装置またはコンピュータ１、２との間で情報通信を行うためのデバイスである。通信インタフェース１ｆは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）や無線ＬＡＮ、携帯電話網、ＷｉＭＡＸ（Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ａｃｃｅｓｓ）網等を介した無線通信を実施するための無線トランシーバ、有線ＬＡＮ等を介した有線通信を実施するためのＮＩＣ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）カードリーダを含む。

入力デバイス１ｇは、コンピュータ１を使用する者が手指で操作するタッチパネル（ディスプレイ１ｈに重ね合わされたものであることがある）やマウス等のポインティングデバイス、押下ボタン、キーボード、または、コンピュータ１を使用する者が肉声により指令を入力する音声入力デバイス即ちマイク等である。コンピュータ１が携行可能なものである場合、当該コンピュータ１に加速度センサが実装されていることがあり、この加速度センサを入力デバイス１ｇに含めることもできる。加速度センサは、例えば、互いに直交するｘ軸、ｙ軸及びｚ軸の三軸のそれぞれの方向に沿った加速度を計測する三軸加速度センサの機能と、ｘ軸回りのθ方向、ｙ軸回りのφ方向及びｚ軸回りのΨ方向のそれぞれの回転方向に沿った角速度を計測する三軸回転角速度センサ（ジャイロセンサ）の機能とを兼ね備えた、いわゆる六軸加速度センサまたは九軸加速度センサである。加速度センサにより、コンピュータ１を使用する者が把持しているコンピュータ１の現在の姿勢や、コンピュータ１をどの方向にどの程度の量またはどの程度の速さで傾けたり回したりしたか等を検出できる。

コンピュータ１にあって、本システムの実現のためにプロセッサ１ａにより実行されるべきプログラム（または、スクリプト）は補助記憶デバイス１ｃに格納されており、プログラムの実行の際には補助記憶デバイス１ｃからメインメモリ１ｂに読み込まれ、プロセッサ１ａによって解読される。コンピュータ１は、プログラムに従って上記ハードウェア資源を作動させる。

外部のコンピュータ２は、例えば汎用的なパーソナルコンピュータ、サーバコンピュータ、ワークステーション等であるが、クラウドコンピューティングにより構成されることもあり得る。図３に示すように、コンピュータ２は、プロセッサ２ａ、メインメモリ２ｂ、補助記憶デバイス２ｃ、通信インタフェース２ｄ等のハードウェア資源を備え、これらがコントローラ２ｅにより制御されて連携動作するものである。

コンピュータ２にあって、本システムの実現のためにプロセッサ２ａにより実行されるべきプログラム（または、スクリプト）は補助記憶デバイス２ｃに格納されており、プログラムの実行の際には補助記憶デバイス２ｃからメインメモリ２ｂに読み込まれ、プロセッサ２ａによって解読される。コンピュータ２は、プログラムに従って上記ハードウェア資源を作動させる。

図４に示すように、本実施形態の学習支援システムは、問題情報記憶部１０１、問題出力制御部１０２、解答入力受付部１０３、正否判定部１０４、結果出力制御部１０５、応答入力受付部１０６及び過程情報記憶部１０７を具備する。これら各部１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７の機能は、コンピュータ１側で具現してもよいし、コンピュータ２側で具現してもよい（その場合、学習者の使用するコンピュータ１がシンクライアントとなり得る）し、両コンピュータ１、２の協働によって具現してもよい。

本学習支援システムの各部１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７の機能を詳説する。まず、問題情報記憶部１０１は、コンピュータ１及び／またはコンピュータ２のメインメモリ１ｂ、２ｂ若しくは補助記憶デバイス１ｃ、２ｃの所要の記憶領域を利用し、学習者に対して出題する複数の問題４０、５０、及び各問題の解答の選択肢（正解の選択肢と不正解の選択肢とを含む）４１、４２、４３、４４、４５、５１、５２、５３、５４、５５に関する情報を記憶する。

図５、図８及び図９に例示するように、本実施形態では、学習者に対して出題する問題の内容４０、５０及びその解答の選択肢４１、４２、４３、４４、４５、５１、５２、５３、５４、５５を、学習者の視覚に向けて提示するべくコンピュータ１のディスプレイ１ｈの画面に表示して出力し、及び／または、それらを学習者の聴覚に伝える音声を音声出力デバイス１ｉを介して出力する。問題４０、５０や解答の選択肢４１、４２、４３、４４、４５、５１、５２、５３、５４、５５が、アニメーションや実写映像等であることもある。従って、問題情報記憶部１０１が記憶する問題及び解答の選択肢の情報は、画面に表示するためのテキストデータ、静止画像データ、動画像データ、三次元オブジェクトデータ、または音声出力するための音声データ等を含む。図１０に示すように、問題情報記憶部１０１は、各問題毎に、その問題及び解答の選択肢の内容を表示及び／または音声出力するのに用いられるデータを、当該問題を識別する識別子、当該問題が属する単元を識別する識別子、当該問題の難易度を示す値、そして当該問題の正解の解答を示す情報と組にして記憶保持する。

単元とは、学習者が学習するべき内容の一部分をなすひとまとまりの単位のことである。単元は、日本国文部科学省が制定している小学校、中学校または高等学校の学習指導要領に則って設定されてもよいし、そうでなくともよい。個々の単元の内容の範囲は、学習指導要領に基づく各単元の内容に一致することもあるし、それよりも狭いこともあるし、それよりも広いこともある。

なお、コンピュータ１及び／またはコンピュータ２において、学習者に対して出題する問題及びその解答を、画面表示または音声出力する直前の時期に、コンピュータ１及び／またはコンピュータ２上で実行されるプログラム（または、スクリプト）により自動生成することもあり得る。一例を挙げると、「一円玉と五円玉とが合わせてＡ枚あり、その合計金額はＢ円です。一円玉の枚数Ｘ、五円玉の枚数Ｙについて、答えが正しいものを選びなさい。」という問題文中の値Ａ、Ｂ及び正解の値Ｘ、Ｙが未定であり、問題を画面表示または音声出力するに至る段階で値Ａ、Ｂ及び値Ｘ、Ｙの複数の選択肢（正解の選択肢と不正解の選択肢とを含む）を決定するような態様である。このときには、問題情報記憶部１０１に、「一円玉と五円玉とが合わせてＡ枚あり、その合計金額はＢ円です。一円玉の枚数Ｘ、五円玉の枚数Ｙについて、答えが正しいものを選びなさい。」という問題の枠組みとなるデータを、当該問題が属する単元を識別する識別子や当該問題の難易度を示す値等と組にして予め記憶しておく。それとともに、問題を画面表示または音声出力する段階で、問題の枠組みの中にある随意の値（これが決定されることで問題の具体的内容が確定する値）Ａ、Ｂ、Ｘ、Ｙを決定し、問題情報記憶部１０１に、それらＡ、Ｂ、Ｘ、Ｙを含む問題及び／または当該正解の解答の選択肢の情報を、当該問題を識別する識別子、当該問題が属する単元を識別する識別子、当該問題の難易度を示す値、そして当該問題の正解の解答を示す情報と組にして記憶する。

問題出力制御部１０２は、学習者に対して出題するべき問題及びその解答の複数の選択肢を出力する。問題及び解答の選択肢は、学習者の使用するコンピュータ１に実装されているビデオコーデック１ｄ、オーディオコーデック１ｅ、ディスプレイ１ｈ及び／または音声出力デバイス１ｉを用いて、学習者の視覚及び／または聴覚に訴えかける態様にて表示及び／または音声出力される。問題出力制御部１０２は、図５、図８及び図９に例示しているように、コンピュータ１のディスプレイ１ｈの画面内の所定の領域に、学習者に対して出題する問題の内容４０、５０と、当該問題の解答の選択肢４１、４２、４３、４４、４５、５１、５２、５３、５４、５５とを、文字や記号、静止画像、動画像、若しくは仮想的な三次元立体オブジェクト、またはそれらの組み合わせとして表示させる。それとともに、またはこれに代えて、問題４０、５０の内容及び解答の選択肢４１、４２、４３、４４、４５、５１、５２、５３、５４、５５を、コンピュータ１の音声出力デバイス１ｉを介して音声出力させても構わない。問題出力制御部１０２が出力する問題４０、５０及び解答の選択肢４１、４２、４３、４４、４５、５１、５２、５３、５４、５５を構成する情報、即ちテキストデータ、静止画像データ、動画像データ、三次元オブジェクトデータ、または音声データ等は、問題情報記憶部１０１から読み出す。

問題情報記憶部１０１が外部のコンピュータ２上に設けられている場合には、問題出力制御部１０２の機能として、学習者の使用するコンピュータ１が、問題４０、５０及び解答の選択肢４１、４２、４３、４４、４５、５１、５２、５３、５４、５５を構成する情報を要求する指令を、電気通信回線３を介して外部のコンピュータ２に送信する。同指令を受信したコンピュータ２は、コンピュータ１に問題４０、５０及び解答の選択肢４１、４２、４３、４４、４５、５１、５２、５３、５４、５５を構成する情報を返信する。そして、これを受信したコンピュータ１上で、問題４０、５０及び解答の選択肢４１、４２、４３、４４、４５、５１、５２、５３、５４、５５を表示または音声出力させる。なお、コンピュータ１がコンピュータ２から受信する情報は、ウェブサーバからＨＴＭＬ（ＨｙｐｅｒＴｅｘｔ Ｍａｒｋｕｐ Ｌａｎｇｕａｇｅ）やＪａｖａＳｃｒｉｐｔ（登録商標）その他の言語で記述されているスクリプトの形でもたらされることがあり、コンピュータ１上で実行される既知のウェブブラウザ等のプログラムのレンダリング機能を援用して出力することがある。

コンピュータ１上で問題及びその解答の複数の選択肢を学習者に対して出力するとき、同じ問題であってもその都度、出力する複数の選択肢の組が異なることがある（例えば、問題情報記憶部１０１が記憶する選択肢の数（図１０中の例示では、六択）が問題出力制御部１０２により出力する選択肢の数（図５、図８及び図９中の例示では、五択）よりも多く、問題情報記憶部１０１が記憶する選択肢の中から所要数の選択肢をランダムに抽出して問題出力制御部１０２に提供し、それを問題出力制御部１０２において出力する）。

また、問題出力制御部１０２がディスプレイ１ｈや音声出力デバイス１ｉを介して複数の選択肢を出力する際に、その選択肢の出力の順序が異なることもある（例えば、図５及び図９に示すように、問題４０が同じであっても、解答の選択肢４１、４２、４３、４４、４５の並び順が相異することがあり得る）。

解答入力受付部１０３は、学習者がコンピュータ１に実装されている入力デバイス１ｇを介して行う、問題に対する解答の入力の情報を取得する。学習者による入力とは、例えば、学習者が手指やペン等によりタッチパネルに触れて、またはマウス等を操作してディスプレイ１ｈの画面内の所定位置を指し示したり、文字や記号を描いたりする入力、学習者が手指により押下ボタンまたはキーボード等を押下操作して行う入力、学習者が発声しその声をマイクで集音する音声入力、学習者がカメラ１ｊにより撮影する画像の入力、学習者がコンピュータ１を把持してその向きや姿勢を変化させたときに加速度センサが計測する変位量または速度、等々である。

学習者は、出題された問題に解答するための入力行為を行う。例えば、ディスプレイ１ｈの画面内に表示されている解答の選択肢４１、４２、４３、４４、４５、５１、５２、５３、５４、５５の何れかを選択するべく、タッチパネルにおける所望の選択肢４１、４２、４３、４４、４５、５１、５２、５３、５４、５５の箇所をタップしたり、マウスを操作してクリックしたりする。あるいは、タッチパネルの表面上に解答またはその選択肢を示す文字や記号を手書き入力したり、押下ボタンまたはキーボード等を操作して解答または選択肢の選択を入力したりする。学習者が発声して解答または選択肢の選択を音声入力することもあり得る。解答入力受付部１０３は、入力デバイス１ｇを介して学習者が行った解答の入力を受け付ける。

正否判定部１０４は、学習者側入力受付部１０３で学習者による解答の入力を取得したときに、その解答が正解であるか不正解であるかを判定する。問題に対する正解を示す情報は、問題情報記憶部１０１に記憶している。正否判定部１０４は、現在出力して出題している問題に対応した正解の情報（即ち、当該問題を識別する識別子と組となって格納されている、当該問題に紐付けされている正解の情報）を、問題情報記憶部１０１に記憶保持している多数の問題及びその正解の情報の中から検索して読み出す。そして、その正解の情報と、学習者が入力した解答とを比較して、両者が合致していれば正解、合致していなければ不正解であると判定する。

正否判定部１０４は、学習者の使用するコンピュータ１に設けられることがあり、外部のコンピュータ２に設けられることもある。正否判定部１０４がコンピュータ１に設けられているならば、問題に対する正解を示す情報をコンピュータ１のメインメモリ１ｂ若しくは補助記憶デバイス１ｃに記憶保持し、学習者が解答を入力したときにその解答を正解と比較して正否を判定する。

正否判定部１０４がコンピュータ２に設けられれているならば、問題に対する正解を示す情報をコンピュータ２のメインメモリ２ｂ若しくは補助記憶デバイス２ｃに記憶保持している。コンピュータ１を使用する学習者が解答を入力したとき、解答入力受付部１０３の機能として、その入力した解答の情報をコンピュータ１からコンピュータ２へと送信する。これを受信したコンピュータ２が、解答を正解と比較して正否を判定する。そして、コンピュータ２が、その正否の判定結果を含む情報をコンピュータ１に返信する。

結果出力制御部１０５は、正否判定部１０４が判定した学習者の解答の正否の情報を出力し、学習者に提示する。出題した問題に対して学習者が入力した解答が正解であったならば、例えば図６に示すように、コンピュータ１のディスプレイ１ｈの画面内に解答が正解である旨６１を、文字や記号、静止画像、動画像、若しくは仮想的な三次元立体オブジェクト、またはそれらの組み合わせとして表示させる。これとともに、またはこれに代えて、学習者が入力した解答が正解である旨を、音声出力デバイス１ｉを介して音声出力させても構わない。

加えて、結果出力制御部１０５は、図６に示しているように、次に出題する（学習者が解く）べき問題につき、「ＡＩの推薦を受ける」６３か、「類題を解く」６４かといった選択肢を提示して、学習者に質問する。選択肢６３、６４は、コンピュータ１のディスプレイの画面内に、文字や記号、静止画像、動画像、若しくは仮想的な三次元立体オブジェクト、またはそれらの組み合わせとして表示させる。これとともに、またはこれに代えて、選択肢６３、６４を音声出力デバイス１ｉを介して音声出力させても構わない。後述するが、当該質問に対して、学習者が「ＡＩの推薦を受ける」６３を選択するか、「類題を解く」６４を選択するかに応じて、次に学習者に出題する問題が異なる。

翻って、出題した問題に対して学習者が入力した解答が不正解であったならば、例えば図７に示すように、コンピュータ１のディスプレイ１ｈの画面内に解答が正解である旨６２を、文字や記号、静止画像、動画像、若しくは仮想的な三次元立体オブジェクト、またはそれらの組み合わせとして表示させる。これとともに、またはこれに代えて、学習者が入力した解答が不正解である旨を、音声出力デバイス１ｉを介して音声出力させても構わない。

加えて、結果出力制御部１０５は、図７に示しているように、次に出題するべき問題につき、今学習者が誤答した同じ問題を「もう一度解く」６５か、「ＡＩの推薦を受ける」６３か、「類題を解く」６４かといった選択肢を提示して、学習者に質問する。選択肢６３、６４、６５は、コンピュータ１のディスプレイの画面内に、文字や記号、静止画像、動画像、若しくは仮想的な三次元立体オブジェクト、またはそれらの組み合わせとして表示させる。これとともに、またはこれに代えて、選択肢６３、６４、６５を音声出力デバイス１ｉを介して音声出力させても構わない。当該質問に対して、学習者が「もう一度解く」６５を選択するか、「ＡＩの推薦を受ける」６３を選択するか、「類題を解く」６４を選択するかに応じて、次に学習者に出題する問題が異なる。

結果出力制御部１０５が出力する、解答の正否の判定結果６１、６２や、次に出題する問題についての質問の選択肢６３、６４、６５を提示するための情報、即ちテキストデータ、静止画像データ、動画像データ、三次元オブジェクトデータ、または音声データ等は、メインメモリ１ｂ若しくは補助記憶デバイス１ｃに記憶しており、それを読み出し出力する。または、コンピュータ２のメインメモリ２ｂ若しくは補助記憶デバイス２ｃに記憶しており、コンピュータ２から解答の正否の判定結果の情報とともに送信されるそれをコンピュータ１が受信して出力する。

応答入力受付部１０６は、学習者がコンピュータ１に実装されている入力デバイス１ｇを介して行う、上記の質問に対する選択肢６３、６４、６５のうち何れを選ぶのかの応答の入力の情報を取得する。学習者は、提示された質問に応答するための入力行為を行う。例えば、ディスプレイ１ｈの画面内に表示されている選択肢６３、６４、６５の何れかを選択するべく、タッチパネルにおける所望の選択肢６３、６４、６５の箇所をタップしたり、マウスを操作してクリックしたりする。あるいは、タッチパネルの表面上に選択肢を示す文字や記号を手書き入力したり、押下ボタンまたはキーボード等を操作して選択肢の選択を入力したりする。学習者が発声して選択肢の選択を音声入力することもあり得る。応答入力受付部１０６は、入力デバイス１ｇを介して学習者が行った応答の入力を受け付ける。

応答入力受付部１０６が受け付けた応答は、問題出力制御部１０２が出力する、次に学習者に出題する問題の選定に影響を及ぼす。先に出題した問題につき学習者が誤答し、その上で同学習者が図７に示している選択肢「もう一度解く」６５を応答として選択した場合には、図９に例示するように、問題出力制御部１０２が、同学習者が誤答した同じ問題４０を再度出力する。ここで、出力する問題４０が同一であっても、当該問題の解答の選択肢４１、４２、４３、４４、４５を出力する順序が、図５と図９とで相異していることに留意する。具体的には、図５中では、解答の選択肢が「３０まい」４１、「９まい」４２、「３５まい」４３、「１０まい」４４、「２５まい」４５の順に並んでいるが、図９中では、「９まい」４２、「３０まい」４１、「１０まい」４４、「２５まい」４５、「３５まい」４３の順に並んでいる。

当然のことながら、同じ問題４０を再出題する場合であっても、正解の選択肢（図示例の問題の正答は「２５まい」）４５は必ず含まれることになる。だが、他の不正解の選択肢４１、４２、４３、４４は変更する可能性がある（変更しない可能性もある）。例えば、先に出題したときには「１５まい」の選択肢が含まれていないが、再度出題したときには先に出題したときの選択肢４１、４２、４３、４４の何れかに代えて別の選択肢「１５まい」を出力するかもしれない。

先に出題した問題につき学習者が誤答または正答し、同学習者が図６または図７に示している選択肢「ＡＩの推薦を受ける」６３か「類題を解く」６４を応答として選択した場合には、図８に例示するように、問題出力制御部１０２が、同学習者が先に解答した問題４０とは異なる問題５０及び解答の選択肢５１、５２、５３、５４、５５を出力することになる。学習者が「ＡＩの推薦を受ける」６３を選択した場合、コンピュータ１またはコンピュータ２上で人工知能（Ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ。機械学習によってなるニューラルネットワークを模擬した関数式または行列式であることがある）により、問題情報記憶部１０１内に記憶保持している問題の中から次に学習者に対して出題する問題５０の選択を実行し、当該問題５０及び解答の選択肢５１、５２、５３、５４、５５を出力して学習者に提示する。

学習者が「類題を解く」６４を選択した場合にも、コンピュータ１またはコンピュータ２上で問題情報記憶部１０１内に記憶保持している問題の中から次に学習者に対して出題する問題５０の選択を実行し、当該問題５０及び解答の選択肢５１、５２、５３、５４、５５を出力して学習者に提示する。だが、学習者が「類題を解く」６４を選択した場合、問題出力制御部１０２は基本的に、プログラムまたはスクリプトによる規定に従い、予め定められた順序に沿って直近に出題した問題４０の次問にあたる問題５０を選択したり、直近に出題した問題４０と同一の単元に属する問題５０をランダムに選択したりする。結局のところ、問題情報記憶部１０１に記憶している情報により規定される次の問題５０を出力して学習者に提示する。

学習者が「ＡＩの推薦を受ける」６３を選択した場合には、規定された順序に沿って直近に出題した問題４０の次問にあたる問題５０を選択するとは限られないし、直近に出題した問題４０と同一の単元に属する問題５０をランダムに選択するとも限られず、直近の問題４０とは異なる単元に属する問題５０を選択することもあり得る。換言すれば、学習者毎に、または学習機会毎に次の問題５０が異なり得る。その帰結として、学習者が「ＡＩの推薦を受ける」６３を選択した場合と、「類題を解く」６４を選択した場合とで、次問５０が変化し得るのである。

既に述べた通り、問題情報記憶部１０１は、学習者の使用するコンピュータ１に設けられることがあり、外部のコンピュータ２に設けられることもある。問題情報記憶部１０１がコンピュータ１に設けられているならば、応答入力受付部１０６で受け付けた学習者による応答（即ち、「もう一度解く」６５、「ＡＩの推薦を受ける」６３または「類題を解く」６４）に則り、コンピュータ１において次問４０、５０を選定する。問題出力制御部１０２は、その選定した問題４０、５０及び当該問題の解答の選択肢４１、４２、４３、４４、４５、５１、５２、５３、５４、５５を構成する情報を問題情報記憶部１０１から読み出し、これを出力して学習者に提示する。

問題情報記憶部１０１がコンピュータ２に設けられているならば、問題出力制御部１０２の機能として、応答入力受付部１０６で受け付けた学習者による応答が何れであるかを含む、次問４０、５０及びその解答の選択肢４１、４２、４３、４４、４５、５１、５２、５３、５４、５５を構成する情報を要求する指令を、電気通信回線３を介してコンピュータ２に送信する。同指令を受信したコンピュータ２は、学習者による応答に則り、次問４０、５０を選定して、選定した問題４０、５０及び当該問題の解答の選択肢４１、４２、４３、４４、４５、５１、５２、５３、５４、５５を構成する情報をコンピュータ１に返信する。コンピュータ１はこれを受信し、問題出力制御部１０２が当該問題４０、５０及び解答の選択肢４１、４２、４３、４４、４５、５１、５２、５３、５４、５５を出力して学習者に提示する。

以上の一連の流れを、図１２のフロー図に示している。

過程情報記憶部１０７は、コンピュータ１及び／またはコンピュータ２のメインメモリ１ｂ、２ｂ若しくは補助記憶デバイス１ｃ、２ｃの所要の記憶領域を利用し、学習者が出題された問題に正解するまでの間にとった一連の行動等に関する情報を記憶する。図１１に例示するように、過程情報記憶部１０７は、学習者を識別する識別子、同学習者に対して出題（または、出力）した問題を識別する識別子及び／または当該問題が属する単元を識別する識別子、当該問題の難易度を示す値、同学習者が当該問題に対して入力した解答の正否、当該問題が出題された時点から同学習者が解答を入力した時点までの間の所要時間を示す情報（問題の出題時点を起点として解答の入力までに経過した時間、または出題時点及び解答入力時点の各日時を示すタイムスタンプ）、同学習者が当該問題を解くにあたり参照したヒントの種別、当該問題が出題された時点から同学習者がヒントを参照（または、ヒントの提示を求める旨を示す入力を）した時点までの所要時間を示す情報（問題の出題時点を起点としてヒントの提示を求める旨を示す入力までに経過した時間、または出題時点及びヒント参照時点の各日時を示すタイムスタンプ）、同学習者がヒントを参照していた時間の長さを示す情報（ヒントを提示してから学習者が同じ問題に再挑戦する旨を示す入力までに経過した時間、またはヒントの提示時点及びヒントの提示終了時点の各日時を示すタイムスタンプ）、等を組にして記憶保持する。

学習者が出題された一つの問題に正解するまでに複数回解答の入力を行った場合には、その各回の解答について、解答の正否、及び問題が出題された時点から学習者が解答を入力した時点までの間の所要時間を示す情報を記録する。並びに、学習者が出題された問題に正解するまでに複数回ヒントを参照した場合には、その各回のヒントの参照について、ヒントの種別、問題が出題された時点から学習者がヒントを参照した時点までの間の所要時間、学習者がヒントを参照していた時間を示す情報を記録する。つまるところ、過程情報記憶部１０７は、出題した問題に対して解答するために学習者がどの種別のヒントを何回参照したが、問題に正解するまでに学習者が何回解答したか、問題に正解するまでにどれくらいの時間を要したかを記録する。もしも、学習者が問題に解答するためにヒントを一度も参照しなかったならば、当該問題を識別する識別子及び／または当該問題が属する単元を識別する識別子と組となった情報の中に、ヒントの種別、問題が出題された時点から学習者がヒントを参照した時点までの間の所要時間、学習者がヒントを参照していた時間を示す情報が含まれない。逆に言えば、そのような情報が含まれていないことが、学習者が当該問題に解答するにあたりヒントを参照しなかったことを意味する。そして、学習者が問題を解いた回数分だけ、上述した情報が過程情報記憶部１０７に蓄積されることとなる。

過程情報記憶部１０７に記憶、蓄積した情報は、各学習者に最適な問題を選定し出題するためのＡＩの作成のための機械学習に利用することができる。

なお、本発明は以上に詳述した実施形態に限られるものではない。各部の具体的な構成や処理の手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

１…学習者の使用するコンピュータ
２…外部のコンピュータ
３…電気通信回線
１０１…問題情報記憶部
１０２…問題出力制御部
１０３…解答入力受付部
１０４…正否判定部
１０５…結果出力制御部
１０６…応答入力受付部
１０７…過程情報記憶部

Claims (10)

1. 学習者が学習するべき内容に属する問題及びその問題の正解に関する情報を記憶する問題情報記憶部と、
   前記問題情報記憶部に記憶している情報を基に問題を学習者に提示するべく出力する問題出力制御部と、
   学習者による前記問題に対する解答の入力を取得する解答入力受付部と、
   前記解答入力受付部で取得した学習者による前記問題に対する解答の入力と、前記問題情報記憶部に記憶している前記問題の正解の情報とを突き合わせて、その解答が正解であるか不正解であるかを判定する正否判定部と、
   前記正否判定部で前記問題に対する解答が不正解であると判定した場合、解答が不正解である旨とともに、これから同じ問題を再度解くかまたは別の問題を解くかの質問を学習者に提示するべく出力する結果出力制御部と、
   学習者による前記質問に対する応答の入力を取得する応答入力受付部と
   を具備し、
   前記応答入力受付部で学習者による同じ問題を再度解く旨の応答の入力を取得したならば、前記問題出力制御部が、直近に提示し解答がなされた問題と同じ問題を再度学習者に提示するべく出力する学習支援システム。
2. 前記正否判定部で前記問題に対する解答が正解であると判定した場合、前記結果出力制御部が、解答が正解である旨を学習者に提示するべく出力するが、前記質問を学習者に提示するべく出力することはしない請求項１記載の学習支援システム。
3. 前記問題出力制御部は、問題を学習者に提示するべく出力するにあたり、その問題の正解を含む複数の解答の選択肢を学習者に提示するべく出力するものであって、
   直近に提示し解答がなされた問題と同じ問題を再度学習者に提示するべく出力する際には、複数の解答の選択肢を、直近に同じ問題について複数の解答の選択肢を提示したときの順序とは異なる順序で提示するべく出力する請求項１記載の学習支援システム。
4. 前記結果出力制御部が、直近に提示し解答がなされた問題とは別の問題であって、前記問題情報記憶部に記憶している情報により規定される次の問題を解くか、またはそうではない他の問題を解くかの質問を学習者に提示するべく出力し、
   前記応答入力受付部が、学習者による前記質問に対する応答の入力を取得し、
   前記問題出力制御部が、前記応答入力受付部で取得した応答の入力に従い、これから学習者に提示するべき問題として、前記情報により規定される次の問題、またはそうではない他の問題を選定する請求項１記載の学習支援システム。
5. 前記正否判定部で判定した前記問題に対する解答が正解であるか不正解であるかを、前記問題を識別できまたは当該問題の属する単元を識別できる識別子に関連づけて記憶する過程情報記憶部を具備し、
   前記問題出力制御部が、前記過程情報記憶部に記憶している情報に応じて、これから学習者に提示するべき問題と選定する請求項４記載の学習支援システム。
6. 請求項１、２、３、４または５記載の学習支援システムを構築するために用いられるものであって、コンピュータを、少なくとも。
   問題出力制御部に記憶している、学習者が学習するべき内容に属する問題及びその問題の正解に関する情報を基に問題を学習者に提示するべく出力する問題出力制御部、
   学習者による前記問題に対する解答の入力を取得する解答入力受付部、
   前記解答入力受付部で取得した学習者による前記問題に対する解答の入力と、前記問題情報記憶部に記憶している前記問題の正解の情報とを突き合わせて、その解答が正解であるか不正解であるかが判定された結果、前記問題に対する解答が不正解であると判定された場合に、解答が不正解である旨とともに、これから同じ問題を再度解くかまたは別の問題を解くかの質問を学習者に提示するべく出力する結果出力制御部、並びに、
   学習者による前記質問に対する応答の入力を取得する応答入力受付部
   として機能させ、
   前記応答入力受付部で学習者による同じ問題を再度解く旨の応答の入力を取得したならば、前記問題出力制御部が、直近に提示し解答がなされた問題と同じ問題を再度学習者に提示するべく出力するプログラム。
7. 前記正否判定部で前記問題に対する解答が正解であると判定した場合、前記結果出力制御部が、解答が正解である旨を学習者に提示するべく出力するが、前記質問を学習者に提示するべく出力することはしない請求項６記載のプログラム。
8. 前記問題出力制御部は、問題を学習者に提示するべく出力するにあたり、その問題の正解を含む複数の解答の選択肢を学習者に提示するべく出力するものであって、
   直近に提示し解答がなされた問題と同じ問題を再度学習者に提示するべく出力する際には、複数の解答の選択肢を、直近に同じ問題について複数の解答の選択肢を提示したときの順序とは異なる順序で提示するべく出力する請求項６記載のプログラム。
9. 前記結果出力制御部が、直近に提示し解答がなされた問題とは別の問題であって、前記問題情報記憶部に記憶している情報により規定される次の問題を解くか、またはそうではない他の問題を解くかの質問を学習者に提示するべく出力し、
   前記応答入力受付部が、学習者による前記質問に対する応答の入力を取得し、
   前記問題出力制御部が、前記応答入力受付部で取得した応答の入力に従い、これから学習者に提示するべき問題として、前記情報により規定される次の問題、またはそうではない他の問題を選定する請求項６記載のプログラム。
10. さらに、コンピュータを、
    前記正否判定部で判定した前記問題に対する解答が正解であるか不正解であるかを、前記問題を識別できまたは当該問題の属する単元を識別できる識別子に関連づけて記憶する過程情報記憶部としても機能させ、
    前記問題出力制御部が、前記過程情報記憶部に記憶している情報に応じて、これから学習者に提示するべき問題と選定する請求項９記載のプログラム。

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