JP3245782B2 - 教材作成支援方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、教材作成支援方式に係
り、特に、装置操作に代表される手続き知識の習得をコ
ンピュータにより支援する教育システムの教材作成支援
方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】教育支援システムにおいて、装置操作等
に関する手続き知識の習得には、コンピュータ上に手続
きを実行する仮想世界を構築し、学習者に操作を疑似体
験させることが有効である。従来の教材作成システムで
は、このような教材の作成を支援するツールは提供され
ていないため、教材作成者がプログラミング言語を用い
て教材を作成している。また、教育支援システムでは、
あるトレーニング項目（システムにとっては教育目標、
学習者にとっては学習目標）を設定し、教材作成システ
ムで、この目標を達成するための教材を作成する。

【０００３】一般に、１つの装置には複数のトレーニン
グ項目が設定されるので、１トレーニング項目を１プロ
グラム（プログラム言語を用いて作成した教材）で実現
すると教材作成者はトレーニング項目毎に複数のプログ
ラムを作成することにより教材を作成する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の方式では、教材作成にプログラミング言語を用いて
プログラムを作成しているため、教材作成に多大な労力
が必要となるという問題がある。これは、教材作成者
が、ターゲットとなる教材分野に関しては深い知識を有
するが、高度なプログラミングスキルを持つとは限らな
い。

【０００５】また、トレーニング項目が複数存在する場
合は、複数のプログラムを作成することが必要になり、
ある程度ソースコードを共有したとしても教材作成者の
負荷はさらに重いものになる。教材の保守（修正）にも
同様に問題が発生する。

【０００６】例えば、装置のボタンの位置を変更する場
合でも、すべてのプログラム（教材）を修正する必要が
ある。

【０００７】本発明は上記の点に鑑みなされたもので、
教材作成者がプログラムレスで教材を容易にかつ誤りな
く作成でき、しかも保守性に優れる教材作成支援方式を
提供することを目的とする。

【０００８】

【発明を解決するための手段】図１は本発明の原理構成
図である。

【０００９】本発明は、手続き知識を教授対象とするコ
ンピュータ支援教育システムにおける教材作成支援方式
において、手続きの操作対象を定義する操作対象表、一
連の手続きを施していく途中に現れる経過状態を管理す
る状態定義表、各操作対象・状態毎に実行可能な操作を
管理する動作定義表、及びこれらの管理表をグループ化
するためのページ定義表を含み、教授対象となる実装置
の動作を表現し、実装置を単純にシミュレートするシミ
ュレータ部教材知識と、学習者が行うべき操作列を含む
トレーニング部教材知識とを作成する教材知識作成手段
と、シミュレータ部教材知識を修正する場合に、操作対
象表、状態定義表、動作定義表、及びページ定義表のう
ち修正対象となる管理表の種別と修正操作種別からトレ
ーニング部教材知識への影響の有無を調べ、影響がある
ときは見直すべきトレーニング部教材知識を指摘し、該
トレーニング部教材知識を修正する場合は、シミュレー
タ部教材知識に影響を及ぼすことなく、該トレーニング
部教材知識を修正する教材知識修正手段とを有する。

【００１０】

【作用】本発明は、教授対象となる実装置を単純にシミ
ュレートするだけのシミュレータ部教材知識と、装置の
故障などの具体的な症状に対する対処操作手順を表現す
るトレーニング部教材知識を別々に作成しているため、
シミュレータ部教材知識を修正する場合に、修正対象と
なる管理表の種別と修正操作種別（追加／削除／フィー
ルド値変更）からトレーニング教材知識への影響の有無
を調べ、影響があるときは、見直すべきトレーニング部
教材知識を指摘し、トレーニング部教材知識を修正する
場合は、修正操作種別にかかわらず、シミュレータ部教
材知識に影響を及ぼすことなく知識を修正する。

【００１１】

【実施例】以下、図面とともに本発明の実施例を説明す
る。

【００１２】図２は本発明の一実施例の教材作成支援シ
ステムのブロック図である。同図において、教材作成者
１は、教材作成システム２を介して教材３を作成し、教
材３を学習者５は学習システム４を通して学習する。

【００１３】教材３は、最終的に学習者５に提示される
図形、文字、音声及び動画等の情報である実世界知識１
０と、学習者５に何をどういう順番で提示するかを決定
するための動作制御知識１５から成る。動作制御知識１
５は、さらにシミュレータ部教材知識９とトレーニング
教材知識８に分かれる。

【００１４】動作制御知識１５のシミュレータ部教材知
識９は、装置自身の振る舞いを表現し、教授対象となる
実装置を単純にシミュレートするだけの知識である。ト
レーニング部教材知識８は、装置の故障等の具体的な症
状に対処するための操作手順を表現し、学習者の学習目
標となる。

【００１５】トレーニング部教材知識８は、学習者５が
装置に行なう操作手順だけを管理し（例えば、このボタ
ンを押して、次にあのコマンドを投入する等）、その操
作が装置に及ぼす影響（反応／状態）については関知し
ない。逆に、シミュレーション部教材知識９では、操作
の正しい手順については関知しない。１つのトレーニン
グ項目に１トレーニング部教材知識を作成するため、１
つのシミュレータ部教材知識９には複数のトレーニング
部教材知識８が存在することになる。トレーニング部教
材知識８は、シミュレータ部教材知識９をまず作成して
から、その上に構築していくが、２つの知識は独立して
作成／管理される。トレーニング部教材知識８は最初に
すべて作成する必要はなく、必要なものだけ始めに作成
しておき、後から追加して作成してもよい。シミュレー
タ部教材知識９、トレーニング部教材知識８はそれぞれ
教材作成システム２のシミュレータ部７、トレーニング
作成部６で作成される。

【００１６】図３は本発明の一実施例のシミュレータ部
教材知識を格納するために使用する管理表を示す図であ
る。同図において、ページ定義表１１は、管理表をグル
ープ化するもので、ページ名、教材ファイル名、初期ペ
ージフラグのフィールドから構成される。教材ファイル
は実世界知識１０であり、ページが活性状態のとき、学
習者５に提示される。初期ページフラグ値はシミュレー
タ動作を開始したとき最初に活性状態にするページで示
し、この時ページ定義表の１レコードだけが真であり、
その他のレコードは偽である。

【００１７】操作対象表１２は、手続きの操作対象を定
義する。操作対象名、操作対象の種別（ボタン・コンソ
ール）、出力装置に提示されたときの表示範囲、操作対
象が有効となる有効期間と同期種別（全部、無し、最
新、最古）の各フィールドからなる。種別ボタンは装置
のボタン等を表す時に使用し、種別コンソールはパソコ
ンのコマンド行投入画面等を表現する。有効期間フィー
ルドは動画と密接に関係する。一般に、動画上に配置さ
れた操作対象は、動画の再生状況により有効になったり
無効になったりするため、操作対象の有効期間が必要に
なる。有効期間のフィールドの値には、動画提示が開始
されてからの相対時間を用いる。

【００１８】状態定義表１３は、一連の手続きを施して
いく途中に現れる経過状態を管理する状態定義表であ
り、親状態名、状態名と初期状態フラグのフィールドか
らなる。状態は、親子関係により木構造として定義さ
れ、初期状態フラグは各親状態に属する子状態の１レコ
ードだけで真であり、その他のレコードは偽である。

【００１９】動作定義表１４は、各操作対象、状態毎に
実行可能な操作を管理する動作定義表であり、状態名、
操作対象名、入力値、動作、次状態のフィールドからな
る。但し、状態、操作対象、入力の各フィールドが同一
値でありながら、次状態フィールド値が異なるレコード
は存在してはならない。状態フィールド、次状態フィー
ルドには状態名を記述し、操作対象フィールドには操作
対象名を記述する。動作フィールドは、｛動作種別 xx
、動作ファイル yyyy ｝のペアからなり、動作種別に
は、図形、音声、動画の提示の他に、操作対象領域の塗
り潰し、部分図形提示等、実世界知識１０へのポインタ
を記述する。

【００２０】基本的な動作は、システム内部の動作を状
態の集合と状態間の遷移によって表現する状態遷移モデ
ルに準じ、装置が状態フィールド値のときに、操作対象
フィールド値に、学習者から入力フィールドと同じ入力
がなされたとき、装置は、動作フィールド値の振る舞い
を行い、装置の状態は、次状態フィールド値に遷移する
（この一連の流れを発火と呼び、発火した動作定義表の
レコードを発火レコードと呼ぶ）。

【００２１】状態遷移モデルを拡張した点は、系導入し
ていることである。実際の装置は、比較的独立した複数
のサブシステムから成ることが多く、各サブシステム間
の複合状態を表現するために、状態数が多数必要になる
場合がある。サブシステム毎に、知識を分割し、状態数
を極力減らすことが系の役割であり、状態の遷移に関し
て各々独立した状態遷移を一つの系としてグループ化す
る。管理表では、系は、状態定義表１３の状態の親子関
係により表現する。親状態名が系の名前となり、親状態
に属する子状態及び動作定義表の状態名フィールド値が
子状態であるレコード群が系の知識となる。

【００２２】学習者５からの入力は全て系に平等に振り
分け、各系毎に独立して状態は推移する。系同士は完全
に独立しているわけではなく、操作対象に関しては、共
有を許している。従って、学習者からの１回の入力に対
して複数の系で発火レコードが存在する場合があるが、
操作対象表１２の同期種別により発火レコードをふるい
落とす処理（“全部”のときは、ふるい落としをしな
い、“無し”は全てふるい落とす、“最新”は最も新し
く、現状態に遷移したレコードだけ選択、“最古”は最
も古く現状状態に遷移したレコードだけを選択する）を
行なう。

【００２３】ページ定義表１１は、シミュレータ部教材
知識９毎に１つ存在し、操作対象表１２、状態定義表１
３、動作定義表１４は、ページ定義表１１のレコード毎
に存在する。上記すべての管理表は、シミュレータ作成
部７の表形式エディタ画面を通して教材作成者１によっ
て投入される。

【００２４】トレーニング部教材知識８は、学習者５が
装置に対して行なう操作の列で表現する。操作対象名と
入力値の組を操作項と呼ぶと、トレーニング部教材知識
８は操作項の列（列の先頭から操作する順番に操作項を
並べたもの） ［（操作対象名、入力値）、（操作対象名、入力
値）．．．（ 、）］ として表す。トレーニング部教材知識８は、教材作成者
１によりトレーニング作成部６を通して入力する。

【００２５】図４は本発明の一実施例のシミュレータ部
教材知識の修正動作を示すフローチャートである。同図
により、シミュレータ部教材知識の修正方式を説明す
る。

【００２６】ｉ．〈修正対象が操作対象表である場合〉 ステップ０において、修正対象が操作対象表１２の場合
であり、ステップ１において、修正種別が変更である場
合には、操作対象表１２のフィールド値を変更して（ス
テップ２）終了し、修正種別が追加の場合には、操作対
象表１２の操作対象レコードを追加して（ステップ３）
終了し、修正種別が削除の場合には、操作対象を削除
し、削除した操作対象を含む動作定義表１４のレコード
を削除し（ステップ４）、トレーニング部教材知識８を
修正する（ステップ２２）。

【００２７】ii. 〈修正対象が状態定義表である場合〉 ステップ０において、修正対象が状態定義表１３の場合
であり、ステップ１０において、状態定義表１３に状態
を追加する場合には、単に追加し（ステップ１１）、終
了するが、状態を削除する場合は、状態を削除し、削除
した状態を含む動作定義レコードを削除し（ステップ１
２）、さらに、トレーニング部教材知識８を修正する
（ステップ２２）。

【００２８】iii. 〈修正対象が動作定義表である場
合〉 ステップ０において、修正対象が動作定義表１４の場合
であり、ステップ２０において、レコードを追加する場
合には、単に追加し（ステップ２１）終了する。動作定
義表１４のフィールドの変更を行なう場合には、所望の
フィールド値を修正し、トレーニング部教材知識８を修
正する（ステップ２３）。フィールドを削除する場合
は、動作定義表１４の該当するレコードを削除し、トレ
ーニング部教材知識８を修正する（ステップ２２）。

【００２９】このように、フィールド値の変更もしく
は、レコードの削除を行なう場合は、教材作成者は修正
対象となったレコードの操作対象を含むトレーニング部
教材知識８を見直し、矛盾のないように修正する。

【００３０】例えば、操作対象表１２の位置フィールド
の値を変更する場合は、単に座標を変更するだけでよ
く、トレーニング教材知識に影響を及ぼさないが、操作
対象表１２のレコードを削除した場合には、削除した操
作対象を含むトレーニング部教材知識８を教材作成者１
が見直す必要がある。

【００３１】図５は本発明の一実施例のトレーニング部
教材知識修正の動作のフローチャートを示す。

【００３２】ステップ５０において、操作項を追加する
場合には、操作対象はすでにシミュレータ部教材知識９
に定義されているものとし、単に、トレーニング部教材
知識８を新規に作成する（ステップ５１）。

【００３３】ステップ５０において、トレーニング部教
材知識８自体の削除を行なう場合には、トレーニング部
教材知識８の全操作項を削除する（ステップ５２）。

【００３４】ステップ５０において、トレーニング部教
材知識８の変更を行なう場合には、ステップ６１におい
て、追加の場合には、トレーニング部教材知識８に１つ
操作項を追加する（ステップ６２）。また、ステップ６
１において、削除の場合には、トレーニング部教材知識
８から１つ操作項を削除する（ステップ６３）。さら
に、ステップ６１において、変更の場合には、操作項の
操作対象名または入力値を変更する（ステップ６４）。

【００３５】上記のように、トレーニング部教材知識８
の修正には、トレーニング部教材自体の新規追加、削除
及び操作項の追加、削除、変更が考えられるが、いづれ
も単に追加、削除、修正を行なうだけでよく、シミュレ
ータ部教材知識に影響を及ぼさない。

【００３６】例えば、トレーニング部教材知識８ ［（Ｏ１，Ｉ１）、（Ｏ２，Ｉ２）］ があるとき、１番目と２番目の間に操作項を追加する場
合には、単に、 ［（Ｏ１，Ｉ１）、（Ｏ，Ｉ）（Ｏ２，Ｉ２）］ とすればよく、操作対象をＯ２からＯ３に変更する場合
は ［（Ｏ１，Ｉ１）、（Ｏ３，Ｉ２）］ とすればよい。

【００３７】

【発明の効果】上述のように、本発明によれば、プログ
ラムを用いずに、教材を作成できるため、教材作成者が
プログラミングを新たに覚えることなく、教材作成工数
を短縮できる。また、シミュレータ部教材知識とトレー
ニング部教材知識を分離して管理することにより、教材
作成の見通しがよくなり、教材の作成、保守が容易に行
なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理構成図である。

【図２】本発明の一実施例の教材作成支援システムのブ
ロック図である。

【図３】本発明の一実施例のシミュレータ部教材知識を
格納するために使用する管理表を示す図である。

【図４】本発明の一実施例のシミュレータ部教材知識の
修正動作を示すフローチャートである。

【図５】本発明の一実施例のトレーニング部教材知識修
正の動作のフローチャートである。

【符号の説明】

１ 教材作成者 ２ 教材作成システム ３ 教材 ４ 学習システム ５ 学習者 ６ トレーニング作成部 ７ シミュレータ作成部 ８ トレーニング部教材知識 ９ シミュレータ部教材知識 １０ 実世界知識 １１ ページ定義表 １２ 操作対象表 １３ 状態定義表 １４ 動作定義表 １５ 動作制御知識 １００ 教材知識作成手段 １１０ シミュレータ部教材知識 １２０ トレーニング部教材知識 １３０ 教材知識修正手段

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 手続き知識を教授対象とするコンピュー
   タ支援教育システムにおける教材作成支援方式におい
   て、 手続きの操作対象を定義する操作対象表、一連の手続き
   を施していく途中に現れる経過状態を管理する状態定義
   表、各操作対象・状態毎に実行可能な操作を管理する動
   作定義表、及びこれらの管理表をグループ化するための
   ページ定義表を含み、教授対象となる実装置の動作を表
   現し、実装置を単純にシミュレートするシミュレータ部
   教材知識と、学習者が行うべき操作列を含むトレーニン
   グ部教材知識とを作成する教材知識作成手段と、 前記シミュレータ部教材知識を修正する場合に、前記操
   作対象表、前記状態定義表、前記動作定義表、及び前記
   ページ定義表のうち修正対象となる管理表の種別と修正
   操作種別から前記トレーニング部教材知識への影響の有
   無を調べ、影響があるときは見直すべきトレーニング部
   教材知識を指摘し、該トレーニング部教材知識を修正す
   る場合は、前記シミュレータ部教材知識に影響を及ぼす
   ことなく、該トレーニング部教材知識を修正する教材知
   識修正手段とを有することを特徴とする教材作成支援方
   式。