JP2708450B2 - コンピュータ援用学習システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 コンピュータ援用学習システム，特に，コンピュータ
を用いて学習を行う際にゲーム的要素を取り込んだコン
ピュータ援用学習システムに関する。

コンピュータ援用学習／教育（CAL/CAI）の分野で
は，種々の学習形態に応じて問題を簡単に作成できるこ
と，また学習者が興味をもって取り組める問題を作成で
きることが望まれる。

〔従来技術と発明が解決しようとする課題〕

従来，コンピュータを用いた学習用の教材を作成する
場合，例えばキータイピング練習，語彙習得演習，穴埋
め式ドリル演習というような学習形態に応じて，個別に
教材を作成しなければならず，これらを共通の技法で捉
える試みはなかった。そのため，各種学習形態毎に教材
支援ツールが必要になった。

また，学習者が一定のカリキュラムを消化するための
動機づけの手段として，ゲーム的要素を導入し，ゲーム
に勝つことを目的とさせると，学習目的の達成に効果的
であると考えられるが，従来，一般にオーサリングシス
テムと呼ばれる穴埋め式ドリル演習用教材作成の支援ツ
ール等では，教材の中にゲーム機能を設定することは困
難であった。

本発明は上記問題点の解決を図り，単一の問題データ
形式で複数種類の学習形態に対応可能とすると共に，ゲ
ーム要素の導入により，学習の動機づけを行うようにし
たコンピュータ援用学習システムを提供する。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は本発明の原理説明図である。

第１図において,10は問題データが格納された問題デ
ータファイル,11はアニメーション等のゲーム用データ
が格納されたゲーム用データファイル,12はキーボード
やマウス等の入力装置,13はCPUおよびメモリ等からなる
処理装置,14は問題表示処理部,15は正誤判定処理部,16
はゲーム勝敗処理部,17はディスプレイ,18は問題表示お
よび解答入力域,19はゲームのアニメーション等が表示
されるゲーム画面表示域を表す。

問題データファイル10には，問題中に正解が組み込ま
れた形の所定のデータ形式で作成された問題データが予
め格納される。問題データ形式は，学習形態によらずに
単一である。問題表示処理部14は，問題データファイル
10から問題データを読み込み，各問題データについて，
表示用データと正解データとに分解し，正解部分を空欄
にした表示用データを作成して，ディスプレイ17におけ
る問題表示および解答入力域18に表示する処理を行うも
のである。

正誤判定処理部15は，入力装置12から，問題表示およ
び解答入力域18中に入力された解答入力データを，問題
表示処理部14が問題データから抽出した正解データと照
合し，正誤を判定する処理を行うものである。

ゲーム勝敗処理部16は，問題表示処理部14による問題
の表示の際に，ゲーム用データファイル11に格納された
アニメーション等によるゲーム画面を，ゲーム画面表示
域19に表示し，正誤判定処理部15による正解・不正解の
判定結果に応じて，ゲームの勝敗を決め，その勝敗によ
って定められた画面を表示する処理を行うものである。
ゲーム勝敗処理部16は，請求項１に記載する動作制御部
と表示制御部とを持つ。動作制御部は，ゲームの対象物
を，解答入力時間の計時開始とともに画面に登場させ，
解答入力時間中は画面内を動作させ，解答入力時間の終
了とともに画面から退場させる処理を行う。表示制御部
は，正誤判定処理部15の判定結果に基づいて，ゲームの
対象物についての表示を制御する手段であり，特に，ゲ
ームの対象物が射撃の標的であるような場合に，正誤判
定処理部の判定結果が正解であれば，当該射撃の標的に
弾が命中するように表示し，判定結果が不正解であれ
ば，当該射撃の標的に弾が命中しないように表示する。

〔作用〕

本発明では，問題演習の枠組みとして，ゲーム勝敗処
理部16により，ゲーム機能が取り入れられる。そして，
問題演習における正解・不正解を，ゲームの勝敗に反映
させることにより，ゲームに勝つことを学習目的の達成
に結び付ける。また，問題表示処理部14によって扱う問
題のデータ形式を，問題中に正解が組み込まれた形にす
ることにより，キータイピング練習，語彙習得演習，穴
埋め式ドリル演習といった各種学習形態に対して，共通
なツールによって実現できるようにする。

これにより，問題作成者および学習者は，学習形態毎
に問題を作成する操作や解答入力の操作を覚える必要が
なく，形態に関係なく同じ操作で，教材作成および演習
を行うことができる。

〔実施例〕

第２図は本発明の一実施例に係る問題データの例，第
３図は本発明の一実施例に係る実行画面の例，第４図は
問題演習実行時におけるデータ構造説明図，第５図は本
発明の一実施例に係るメイン処理フロー，第６図は本発
明の一実施例に係る問題ファイル作成処理フロー，第７
図は本発明の一実施例に係る問題演習実行処理フロー，
第８図は本発明の一実施例に係る実行処理フロー，第９
図は本発明の一実施例に係る総合判定処理フローを示
す。

問題作成者は，予めエディタ等を使用し，所定のデー
タ形式により問題データを作成して，問題データファイ
ル10に設定する。この問題データは，例えば第１図に示
す問題データ（１）のような形式である。第１図の問題
データ（１）において,D1,D2は，表示用データであり，
問題の内容を提示するものである。A11,A12,A2は，正解
データであり，学習者が入力した解答と照合されるデー
タである。

正解データは，“〔”と“〕”で括ることにより，問
題データ中に表示用データと区別して設定する。一つの
設問に対し，複数の正解がある場合には，別解を“,"で
区分することにより記述する。

問題データは，行単位に最大80桁で作成され，問題デ
ータファイル10の形式は，第２図（イ）に示すように，
タイトル表示用データに続いて，最大100行の問題デー
タを格納できるようになっている。

第２図（ロ）は，キータイピング練習用の問題データ
の例であり，第２図（ハ）は，語彙習得演習用の問題デ
ータの例であり，第２図（ニ）は，穴埋め式ドリル演習
用の問題データの例である。これらの種類の異なる学習
形態に対して，データ形式は単一であり，いずれも正解
データが括弧で示される。

第２図（ロ）に示す“あ〔あ〕”という問題の場合，
演習実行時には，“あ〔 〕”が表示され，“〔 〕”
の中が解答入力域とされる。「あ」とタイプ入力すれば
正解で，他の入力は不正解となる。表示されている文字
（または単語，文章）と同じものを入力することになる
ので，「キータイピング練習」となる。

第２図（ハ）に示す“FLOWER〔花〕”という問題の場
合，演習実行時には，“FLOWER〔 〕”が表示される。
単語の意味が問われているので，「語彙習得演習」とな
る。

第２図（ニ）に示す“源頼朝，〔武家〕政治を始め
る。”という問題の場合，演習実行時には，“源頼朝，
〔 〕政治を始める。”が表示され，「穴埋め式ドリル
演習」となる。

このような問題データに対する演習実行時におけるデ
ィスプレイへの表示は，第３図に示すように行われる。

問題データを読み取ると，その正解データ部分を空欄
にして，問題表示および解答入力域18に表示する。そし
て，インベーダゲーム等のような，アクション型のゲー
ム画面をゲーム画面表示域19に表示する。第３図の例で
は，攻撃対象物をUFOにして，出題と同時にUFOを右から
左へ向かって動作させている。

ここで制限時間内に，解答入力域に正解である「日本
国憲法」が入力されると，ウルトラ光線砲から発射させ
た弾を,UFOに命中させる。もし，間違った解答が入力さ
れた場合には，弾が外れるように表示する。

配点方式は，ユーザが次の２通りの方式のいずれかを
選択できる。

（ａ） １問毎に配点する。

（ｂ） １行毎に配点する。

この（ａ）の方式を選択した場合，行数にかかわら
ず，設問毎に正解すれば得点できる。（ｂ）の場合は,1
行内にある設問をすべて正解しないと得点できない。

このような処理を行うために，入力した問題データ
は，第４図に示すようなデータ構造によって管理する。

問題データとして，第４図（イ）に示すように，最大
100行ぶんの問題について,1行単位の問題データ,1行単
位の配点,1行単位の正誤判定情報,1行単位の得点と，総
問題数，総正解問題数，総配点，総得点とが，内部にお
ける管理対象となる。

１行単位の問題データは，第４図（ロ）に示すよう
に，表示用問題データと，各設問毎の正解データ，解答
入力域長，配点，正誤判定情報，得点の各領域によって
管理する。表示用問題データは，第４図（ハ）に示すよ
うに，最大11個の表示用部品データに分解される。正解
データは,1設問について，最大５通りと別解に分解され
る。

例えば，問題データファイル10の内容が，次のように
なっていたとする。

『※英文法ドリル１ （１） Ｉ〔have to,must〕go at once. （２） Take good〔care〕〔of〕yourself.』 この場合，タイトル表示用データは，“※英文法ドリ
ル1"である。表示用問題データは,1行目が“（１） Ｉ
〔〕go at once."であり,2行目が“（２） Take good
〔〕〔〕yourself."である。演習時に,1行目の表示用問
題データは，次の２つの部品データに分解される。

“（１） Ｉ〔",“〕go at once." ２行目の表示用問題データは，次の３つの部品データに
分解される。

“（２） Take good〔",“〕〔",“〕yoursel
f." 正解データは,1行目が“have to,must",2行目が“car
e"と“of"である。１行目の正解データは，演習時にさ
らに次の２つの分解される。

“have to",“must" 解答入力域長は,1行目の問題が7,2行目の第１問目が
4,第２問目が２に設定される。１行目の問題の場合，正
解が“have to"と“must"の２通りあるが，文字数が多
い方の“have to"の文字数＝７が設定値となる。

配点を１行単位で行う場合には，第４図（イ）に示す
１行単位の配点欄に，暗黙値またはユーザ設定値を設定
し,1問単位で配点する場合には，第４図（ロ）に示す配
点欄に，暗黙値またはユーザ設定値を設定する。

この英文法ドリルの例では,1行単位で配点する場合，
総問題数は２であり，総配点は，「１行の配点×２」で
ある。１問単位で配点する場合には，総問題数は３であ
り，総配点は，「１問の配点×３」である。

この問題に対して，学習者が演習を行い，第１行目の
問題の解答として“must",第２行目の問題の解答として
“kare"と“of"とを入力したとする。正誤判定情報とし
て，第１行目の問題に対しては“正",第２行目の問題に
対しては,1番目に“誤",2番目に“正”が設定される。
そして，この正誤判定情報に基づいて，それぞれ１行単
位または１問単位の得点計算が行われる。

次に第５図ないし第９図に従って，本発明の一実施例
に係る処理の流れを説明する。

メイン処理は，第５図に示すようになっている。

“終了”のメニュー項目が選択されるまで，メニュー
選択に応じて，「問題ファイル作成処理」，「問題
演習実行処理」，「ファイル削除処理」を呼び出す。

第５図に示すの「問題ファイル作成処理」では，第
６図に示すように，問題ファイル（第１図に示す問題デ
ータファイル10）を，予め問題の作成用に用意されたス
クリーンエディタで作成する。

第５図に示すの「問題演習実行処理」では，第７図
に示すように，「初期設定処理」を行い，次に所定の
演習終了フラグがセットされるまで，「問題データの
読み込み処理」，「実行処理」，「総合判定処理」
を続ける。

第７図に示すの「初期設定処理では，図示省略する
が,ESCキーによる設定完了の指示があるまで,1行単位で
配点するか１問単位で配点するかの配点方式の設定，お
よびゲーム画面に表示するUFOの表示速度について，
“遅い",“普通",“速い”の選択を行う。ユーザによる
指示がない場合，予め設定されている暗黙値が有効とな
る。設定完了後，これから使用する他の作業変数等の初
期化を行う。

第７図に示すの「問題データの読み込み処理」で
は，図示省略するが，次の処理を行う。

まず，ファイル名入力が完了するか，またはESCキー
により入力中断が指示されるまで，ユーザから問題デー
タ（ファイル）名を受け取る。

入力中断またはファイル指示誤りがあった場合には，
演習終了フラグをセットし，呼び出し元へ制御を戻す。
ファイル指定が正しい場合，問題データ（ファイル）を
オープンし，そのデータ形式をチェックする。形式が正
しくない場合，問題データ（ファイル）をクローズし，
演習終了フラグをセットした後，呼び出し元へ復帰す
る。形式が正しい場合，問題データを１行ずつ読み込
み，第４図で説明したデータ構造に従って，表示用問題
データ，正解データ，解答入力域長を設定する。また，
配点方式に従って,1問単位の配点または１行単位の配点
を設定する。ファイル中のすべての問題についての処理
が終了したならば，問題データ（ファイル）をクローズ
し，呼び出し元へ制御を戻す。

第７図に示すの「実行処理」では，第８図に示す
（ａ）〜（ｓ）の処理を実行する。

（ａ） 最初にタイトル表示用データをディスプレイに
表示する。

（ｂ） 次に,1行単位の問題データがなくなるか,ESCキ
ーにより途中終了が指示されるまで，以下の処理（ｃ）
〜（ｒ）を繰り返す。

（ｃ） 表示用部品データおよび正解を作業用変数に設
定する。

（ｄ） 次に，表示用部品データがなくなるまで，表示
用部品データを表示し，解答入力域長だけ空白をあける
処理を繰り返す。

（ｅ） 次に１行内の設問がなくなるまで，以下の処理
（ｆ）〜（ｒ）を繰り返す。

（ｆ） ゲーム画面において，攻撃対象物であるUFOを
スタートさせる。

（ｇ） １つの設問演習が終了するか,UFOが画面を通過
して時間切れになるか,ESCキーにより途中終了が指示さ
れるまで，以下の処理（ｈ）〜（ｏ）を繰り返す。

（ｈ） ユーザからのキー入力解答があるまで，攻撃対
象物（UFO）を一定区間，右から左へ動かす。この区間
の長さは，第７図に示すの「初期設定処理」におい
て，いずれか１つが設定されているUFOの表示速度の３
つのパターン，“遅い",“普通",“速い”について，そ
れぞれ“短い",“普通",“長い”が対応するように定め
る。この処理を繰り返し，ユーザからのキー入力解答を
受け取ったならば，その入力データをユーザの解答とし
て設定する。

（ｉ） ユーザの解答と正解データとが一致するかどう
かを調べ，一致する場合には，処理（ｊ）〜（ｌ）を実
行し，一致しない場合には，処理（ｍ）〜（ｏ）を実行
する。

（ｊ） ユーザの解答が正解データに一致する場合，ゲ
ーム画面において弾を発射させ，攻撃対象物（UFO）に
命中させるように表示する。

（ｋ） １問単位で配点が設定されているかどうかを調
べ,1問単位で配点が設定されている場合には,1問の配点
を得点とする。総正解問題数に１を加え，総得点に得点
を加える。

（ｌ） 正誤判定情報に“正”を設定する。

（ｍ） ユーザの解答と正解データが一致しない場合,U
FOに向かって発射させた弾が外れるように表示する。

（ｎ） １問単位で配点が設定されている場合，その設
問の得点を０にする。

（ｏ） 正誤判定情報に“誤”を設定する。

（ｐ） １問単位ではなく,1行単位で配点が設定されて
いる場合，以下の処理（ｑ）〜（ｒ）を行う。

（ｑ） １行内の正誤判定情報をチェックし,1行内に誤
答がない場合,1行単位の正誤判定情報に“正”を設定
し,1行単位の得点に１行の配点を設定する。総正解問題
点に１を加える。

１行内の設問中に誤答がある場合,1行単位の正誤判定
情報に“誤”を設定し,1行単位の得点を０にする。

（ｒ） 総得点に１行単位の得点を加える。

（ｓ） 実行処理中に,ESCキーによって途中終了が指示
されたならば，これまでの設定値をすべてクリアし，演
習終了フラグをセットして，呼び出し元へ制御を戻す。
途中終了ではなく，全問についての演習が終了したなら
ば，正常終了として呼び出し元へ制御を戻し，実行処理
を終了する。

第７図に示すの「総合判定処理」では，第９図に示
すように処理する。

まず，この演習に関する総合結果判定ファイルを新規
にオープンする。この総合結果判定ファイルは，演習毎
に自動的に作成されるシーケンシャルファイルである。
総合的なデータがなくなるまで，総正解問題数，総得点
などの総合結果を書き込み,1行単位の個々の演習結果
を，そのデータがなくなるまで書き込む。その後，総合
結果判定ファイルをクローズする。

次に,ESCキーが押されるまで，総合結果判定情報を表
示し,ESCキーが押されたならば，演習終了フラグをセッ
トし，呼び出し元へ制御を戻す。

第５図に示すの「ファイル削除処理」では，図示省
略するが，“問題ファイルの削除",“総合結果判定ファ
イルの削除",“終了”のメニューを表示し，“終了”が
選択されるまで，指定された問題ファイルの削除または
総合結果判定ファイルの削除を繰り返す。

以上説明した実施例によれば，単一の問題データ形式
により，各種の学習形態を実現できるようになり，汎用
性がある。またゲーム的要素の導入により，学習効果を
上げる教材を簡単に作成できるようになる。問題の作成
および演算を統一的に行うことができ，操作が分かりや
すい。

〔発明の効果〕

以上説明したように，本発明によれば，設定された解
答入力時間とゲームの対象物の動作とを関係づける制御
手段を持つことにより，利用者に残りの解答入力時間を
知らせることができるという効果があり，また，入力さ
れた解答の正誤をゲームの勝敗に結び付ける手段を持つ
ことにより，学習の動機づけを行い，学習効果を上げる
ことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図， 第２図は本発明の一実施例に係る問題データの例， 第３図は本発明の一実施例に係る実行画面の例， 第４図は問題演習実行時におけるデータ構造説明図， 第５図は本発明の一実施例に係るメイン処理フロー， 第６図は本発明の一実施例に係る問題ファイル作成処理
フロー， 第７図は本発明の一実施例に係る問題演習実行処理フロ
ー， 第８図は本発明の一実施例に係る実行処理フロー， 第９図は本発明の一実施例に係る総合判定処理フローを
示す。 図中,10は問題データファイル,11はゲーム用データファ
イル,12は入力装置,13は処理装置,14は問題表示処理部,
15は正誤判定処理部,16はゲーム勝敗処理部,17はディス
プレイ,18は問題表示および解答入力域,19はゲーム画面
表示域を表す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−170865（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−72472（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−148367（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−81069（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−66371（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−93490（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−131071（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−90689（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】コンピュータを用いて学習を行う際，ゲー
   ム的要素を取り込んだコンピュータ援用学習システムに
   おいて， 各問題データについて，正解データを記憶する正解記憶
   部と， 一問についての解答入力時間を記憶する解答入力時間記
   憶部と， ゲームの対象物を，当該解答入力時間の計時開始ととも
   に画面に登場させ，当該解答入力時間中は画面内を動作
   させ，当該解答入力時間の終了とともに画面から退場さ
   せる動作制御部と， 前記解答入力時間内に各問題について入力される解答と
   当該問題の正解データとを照合し，当該解答の正誤を判
   定する正誤判定処理部と， 当該判定結果に基づいて，ゲームの対象物についての表
   示を制御する表示制御部とを有する ことを特徴とするコンピュータ援用学習システム。
2. 【請求項２】前記ゲームの対象物は射撃の標的であっ
   て， 前記表示制御部は，正誤判定処理部の判定結果が正解の
   場合，当該射撃の標的に弾が命中するように表示し，当
   該判定結果が不正解の場合，当該射撃の標的に弾が命中
   しないように表示する表示制御部である ことを特徴とする請求項１のコンピュータ援用学習シス
   テム。