JP4117626B2 - 電子教育用サーバ及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、コンピュータを用いた電子教育システムであって、通信ネットワークを介して接続された遠隔地にある端末に対して教育に関するコンテンツを配信する電子教育システムに関する。

近年、通信ネットワークを介して遠隔地点間を接続し、遠隔会議、遠隔講義が様々な分野で行われている。従来より、そのような遠隔会議、遠隔講義を実現する種々の遠隔通信システムが考案されている。そのような遠隔通信システムにおいては、遠隔地にある複数の拠点が通信回線を介して接続され、端末間で双方向に映像、音声情報、データ等の送受信が行われる。例えば、端末に接続されたカメラ、マイクを通して取得された映像、音声情報が、必要に応じて資料データとともに他の拠点の端末に送信され、再生される。また、従来の遠隔通信システムには、会議等の様子をデータとして蓄積し、後の閲覧を可能するものもある。

特に、教育分野において、通信回線を介して遠隔地間の教育（講義等）を可能とする電子教育システムは一般に「ｅラーニングシステム」と呼ばれている。そのようなｅラーニングシステムにおいては、学校等の教育機関に設置されたサーバと学習者宅に設定された端末とがインターネット等の通信回線で接続され、双方向データ通信を行うことにより、遠隔地からの学習者に対する指導（講義、授業等）を可能としている（例えば特許文献１、２参照）。このような電子教育システムは、学習者にとって時間や場所を選ばないで指導を受けられるという点で非常にメリットがある。

一般的なｅラーニングシステムは、サーバ側から学習者の端末へネットワークを介して、講義等の映像情報をストリーミングで配信したり、問題、解説、解答等を含む一連の教育用コンテンツを順次配信したりする機能を有する。また、ｅラーニングシステムには、講義に関するコンテンツの配信のみならず、学習者の成績や学習進捗状況の管理や、講師と学習者間のメッセージ交換等、種々の付加的な機能を有するものがある。

特開２００３−６３４８号公報 特開２００３−２９６１３号公報

実際の教育現場では、講師（教師）から学生（生徒）への一方向の講義のみならず、学生から講師への質問もあり、講師（教師）から学生（生徒）間の双方向のコミュニケーションがなされている。よって、ｅラーニングシステムにおいても双方向のコミュニケーションを実現する環境を整えることが重要である。

例えば、講師は生徒から質問を受けると、過去の経験に基づき、学生の学力レベルのみならず学生の性格（情意面）をも考慮した最適な回答を見出して提示することで、各学生毎に適切な対応を行っている。このような実際の教育現場で見られるような対応が今後ｅラーニングシステムにおいても要望される。

また、ネットワークを介して講師と学生間でコミュニケーションを図る有効な手段として電子メールの利用が考えられる。講師は、ある条件を満たす一部の学生に対して連絡したい場合に、この電子メールを利用できる。しかし、その場合、全体の学生数が多ければ、ある条件を満たす学生の抽出作業や電子メール作成の作業が煩雑になり、また時間がかかるという問題がある。

本発明は、上記課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、過去の経験に基づき且つ学生の情意面に応じた対応を可能とする電子教育システム用サーバを提供することにある。また、本発明は、所定の条件を満たす対象へのコミュニケーションを容易に実現する電子教育システム用サーバを提供することにある。

本発明に係る電子教育用サーバは、遠隔地にある端末との間でネットワークを介した双方向通信を行い、教育に関する種々の情報の交換を可能とする電子教育用サーバである。電子教育用サーバは、ネットワークを介して端末との間でデータの送受信を行う通信手段と、データベースを格納する記憶手段と、記憶手段に格納されたデータベースを参照して電子教育用サーバの動作を制御する制御手段とを備える。記憶手段は、ユーザに関する種々の情報を管理するユーザ情報データベースと、過去の質問と、その質問の質問者であるユーザとを関連づけて管理する質問データベースと、質問者の情意情報を管理する情意データベースと、質問に対する応答文書を格納する応答文書データベースとを格納する。制御手段は、通信手段を介して新たな質問を受信したときに、受信した新たな質問と一致または類似する過去の質問を前記質問データベースから取得し、情意データベースを参照し、取得した質問の質問者の情意情報と、受信した新たな質問の質問者の情意情報とを取得し、それら情意情報間の類似度を計算し、取得した質問の中から、類似度が最大となる一の質問を選択し、選択した質問に対する応答文を、応答文書データベースを参照して求め、応答文に基づき新たな質問に対する回答文を作成して通信手段を介して端末に送信し、その後、前記新たな質問と、その質問者とを関連づけて前記質問データベースに登録するように、制御する。

情意情報には、ユーザの科目に対する、興味、関心、態度、好き嫌い、得意・不得意、成績の善し悪しのうちの少なくとも１つについて、その程度を示す情報が含まれてもよい。

電子教育用サーバは、質問データベースに登録された質問の中で検索対象として除外する質問を管理する失敗データベースをさらに備えてもよい。このとき、制御手段は、失敗データベースに登録された質問を除外して、質問データベースから、新たな質問と一致または類似する過去の質問を取得し、回答文を出力後、新たな質問の質問者から返答文を受けた時に、返答文に含まれる用語に基づき返答文が否定的な返答であるか否かを判定し、返答文が否定的であったときは、新たな質問に一致する過去の質問を前記失敗データベースに登録するように、制御する。

質問データベースは、過去の質問のテキストを形態素解析して得られる単語群である質問語群を質問毎に管理する質問語データベースを含んでもよい。制御手段は、新たな質問のテキストを形態素解析して質問語に分解し、質問語データベースに登録された質問の中から、形態素解析により前記新たな質問から得られた質問語を含む質問を取得してもよい。

新たな質問と過去の質問との間の文書内容の類似度が所定値より高い場合、制御手段は、回答文を出力後、新たな質問の質問者から返答文を受けた時に、返答文に含まれる用語に基づき返答文が肯定的な返答であるか否かを判定し、新たな質問の質問者から肯定的な返答があったときにのみ、質問データベースを更新するように制御してもよい。

制御手段は、新たな質問と前記過去の質問との間の文書内容の類似度に応じて、作成する回答文の内容を異ならせるように制御してもよい。

制御手段は、所定の端末の表示手段上に、各ユーザ毎に、ユーザ情報データベースに格納された定量的に示される情報の値を棒グラフ表示し、さらに、棒グラフに重畳させて範囲指定バーを表示し、範囲指定バーにより指示される境界を上限または下限とする範囲を設定するとともに、棒グラフの値が設定された範囲内にあるユーザを特定し、特定したユーザに対してユーザ情報データベースを参照してメールアドレスを取得し、電子メールを送信するように、制御してもよい。

定量的に示される情報は、ユーザの成績及び／または学習進捗状況を含んでもよい。

さらに、制御手段は、表示手段上に範囲指定バーを２本表示し、その際、一方の範囲指定バーにより指示される境界を上限とし、他方の範囲指定バーにより指示される境界を下限として範囲を設定してもよい。

制御手段は、範囲指定バーにより指示される境界の値が、範囲に含まれる場合と、含まれない場合とで、範囲指定バーの線の種類を異ならせて表示させてもよい。

本発明によれば、過去の質問を質問データベースとして管理しておき、ユーザから新たな質問があったときに、質問データベースから、ユーザの情意面を考慮して、同一または類似の過去の質問を検索し、その検索した質問に基づいて回答文を作成し出力する。このため、ユーザに対し、その情意面に応じた適切な応答が可能となるとともに、過去の質問の経験を生かした対応が可能となる。

以下、添付の図面を参照し、本発明に係るオンラインコミュニケーションシステムの一実施形態である電子教育システムについて説明する。電子教育システムは、大学等の教育機関において遠隔地点間の講義を可能とするシステムである。

実施の形態１
本実施形態の電子教育システムは、学習者が端末上で質問することを可能とし、その質問に対しシステムは自動で質問に対する適当な答を検索し、学習者に回答する機能を有する。以下、その詳細を説明する。

（１．電子教育システムの全体構成）
図１に電子教育システムの構成を示す。図１に示すように電子教育システムは、インターネット１００を介してコミュニケーションサーバ（以下「サーバ」という）１と、複数のクライアント端末（以下「端末」という）２０、２１、２２、２３…が接続されている。なお、インターネット１００の代わりに他の通信ネットワークを用いることもできる。

サーバ１は、インターネットを介して端末２０、２１、２２、２３…とデータのやりとりを制御するための通信インタフェース１１と、サーバ１の動作（例えば画面表示、メール作成処理）の制御を行う制御部１２と、プログラム３１やデータ等を格納するデータ格納部１３を備える。サーバ１の制御部１２は所定のプログラムを実行することで、後述する電子教育システムの種々の機能を実現する。これらのプログラムは、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の情報記録媒体、電気通信回線等の伝送媒体を介して提供されてもよい。

各端末２０、２１、２２、２３…もサーバ１と同様の構成を有しており、所定のプログラムを実行することにより、後述する機能を実現する。各端末２０、２１、２２、２３…にはカメラ、マイク、スピーカが接続されており、インターネット１００を介して双方向にデータ及び映像音声通信が可能となっている。サーバ１、端末２０、２１、…は例えばコンピュータにより構成できる。

なお、サーバ１の機能に端末２０、２１、２２、２３…の機能を統合させてもよい。また、サーバ１と端末２０、２１、２２、２３…は、従来のネットワークを介して電子教育システムを実現するための一般的な機能（例えば、チャット機能、電子メール機能）を備えている。

以下の説明においては、端末２０は講義を行う講師が使用する講師用端末であり、端末２１、２２、２３…は講師用端末２０から遠隔地にあり、授業を受ける学生すなわち学習者が使用する学習用端末であるとする。講義の様子を示す映像、音声はインターネット１００を介して学習用の各端末２１、２２、２３…に配信される。また、学習用の各端末２１、２２、２３…からも他の全ての端末に対してデータ、映像、音声等の送信が可能である。学生用の端末２１、２２、２３…においては、講師用端末２０からの情報を受信できればよいため、カメラ、マイクが接続されていなくてもよい。

（２．データベース）
サーバ１のデータ格納部１３には、本電子教育システムの機能を実現するためのプログラムや、必要なデータが格納される。具体的には、図２に示すように、データ格納部１３には、ユーザ情報データベース３３と、文書データベース３４と、質問語データベース３５と、文書情意データベース３６と、失敗文書データベース３７と、応答文書データベース３８とが格納される。以下、図３を参照し各データベースについて説明する。

図３（ａ）はユーザ情報データベース（以下「ユーザ情報ＤＢ」という）３３のデータ構造の一例を示した図である。ユーザ情報ＤＢ３３は、ユーザ（すなわち学生、生徒）に関する種々の情報を格納するデータベースである。ユーザ情報ＤＢ３３は、各ユーザの識別情報であるユーザＩＤと、そのユーザに関する情意値１〜ｎと、所定の科目（講義）に対するそのユーザの成績１、２、…、ｍとを含む。なお、ユーザ情報ＤＢ３３には、図示した情報以外にも、ユーザに関する種々の情報（例えば、ユーザ名、メールアドレス等）が含まれる。

ここで、「情意」とは、興味、関心、態度、好き嫌い、意欲、科目に対する得意／不得意、成績の善し／悪し等のユーザの感情、気持ちのことであり、「情意値」とは、ある科目に対する学生のそのような気持ちの度合いを数値化したものである。情意を数値化して表すことについては、例えば、「島根式数学に対する情意特性検査」による手法が知られている。本実施形態では、各学生に対し事前に所定のアンケートを行い、その結果に基づいてユーザ情報ＤＢ３３の情意値を設定しておく。アンケートの例を以下に示す。

＜アンケート＞
質問１：私はいつも数学の勉強で、人から頼りにされたいと思う。
（思う：５ 〜 思わない：１）
------------------------------------------------------
質問２：私は、自分の今の数学の成績に満足している。
（満足している：５ 〜 満足していない：１）
------------------------------------------------------
質問３：私は、人から数学の勉強ができないと思われたくありません。
（思われたくない：５ 〜 思われてよい：１）
------------------------------------------------------
質問４：私は、数学の勉強で、他人からうらやましがられることがあります。
（ある：５ 〜 ない：１）
------------------------------------------------------
質問５：私は、他の人と比べて数学の力は優れていると思います。
（思う：５ 〜 思わない：１）
------------------------------------------------------
質問６：私は、数学の勉強で、他の人から尊敬されるような人間であると思います。
（思う：５ 〜 思わない：１）
------------------------------------------------------
質問７：私は、数学の勉強に自信を持っています。
（持っている：５ 〜 持っていない：１）
------------------------------------------------------
質問８：私は、数学の問題を解くとき、失敗するのではないかと恐れたりしません。
（恐れない：５ 〜 恐れる：１）
------------------------------------------------------
質問９：私は、数学の問題を解いた後、他の人と答えが違うのではないかと、心配にはなりません。
（心配しない：５ 〜 心配する：１）
------------------------------------------------------
質問１０：難しい数学の問題を自分から進んで解きます。
（解く：５ 〜 解かない：１）
------------------------------------------------------
・・・
・・・
・・・

図３（ｂ）は文書データベース（以下「文書ＤＢ」という）３４のデータ構造の一例を示した図である。文書ＤＢ３４は、ユーザ（すなわち学生、生徒）が本電子教育システム上で過去に行った質問を管理するデータベースである。文書ＤＢ３４は、過去に質問された文書の識別情報である文書ＩＤと、その質問に対する応答文書の識別情報である応答ＩＤと、質問者の識別情報である質問者ＩＤと、質問の内容を示すテキスト情報とを格納する。

図３（ｃ）は質問語データベース（以下「質問語ＤＢ」という）３５のデータ構造の一例を示した図である。質問語ＤＢ３５は、質問（文書）を、質問を構成する複数の単語群（以下「質問語」という）で管理するデータベースである。質問語は質問を形態素解析することで自動的に得られる。質問語ＤＢ３５は、元の質問の識別情報である質問ＩＤと、その質問に対する応答文書の識別情報である応答ＩＤと、元の質問を構成する質問語１、２、…とを格納する。

なお、文書データベース３４と、質問語データベース３５とは双方とも、過去の質問の内容と、その質問者とを関連づけて管理しており、これらをまとめて質問データベース４０とする。

図３（ｄ）は文書情意データベース（以下「文書情意ＤＢ」という）３６のデータ構造の一例を示した図である。文書情意ＤＢ３６は、質問語ＤＢ３５により管理される各質問に対する情意値を管理するデータベースである。文書情意ＤＢ３６は、質問ＩＤと、その質問に対する応答文書の応答ＩＤと、その質問に対する情意値１、２、…とを格納する。質問に対する情意値として、その質問を行った質問者（ユーザ）の情意値が付加される。

図３（ｅ）は失敗文書データベース（以下「失敗文書ＤＢ」という）３７のデータ構造の一例を示した図である。失敗文書ＤＢ３７は、文書ＤＢ３４に登録されている文書または質問語ＤＢ３５に登録される質問のうち、検索対象として排除されるべき文書または質問を管理するデータベースである。失敗文書ＤＢ３７は文書ＩＤまたは質問ＩＤを格納する。

図３（ｆ）は応答文書データベース（以下「応答文書ＤＢ」という）３８のデータ構造の一例を示した図である。応答文書ＤＢ３８は質問に対する回答である応答文書の内容を管理する。応答文書ＤＢ３８は、応答文書の識別情報である応答ＩＤと、応答文書の内容とを格納する。

（３．システムの動作）
以上のように構成される電子教育システムの動作を説明する。図４は、学生すなわち学習者が電子教育システムに質問するときに使用する画面の表示例を示した図である。本電子教育システムは図４に示すような画面５０を表示し、学習者、システム、講師間でのメッセージ交換を可能とする。画面５０において、質問者は質問入力ボックス５１に質問を入力する。学習者、システム、講師間で交換されたメッセージは領域Ｒに表示される。

以下、画面５０上で、ある学習者により質問が入力されたときの電子教育システムの動作を図５〜図１０のフローチャートを用いて説明する。以下の処理は制御部１２により実行される。

（３．１ メインフロー）
図５において、学習者Ａにより新たな質問が画面５０上のボックス５１に書き込まれると、まず、ユーザ情報ＤＢ３３を参照し、学習者Ａ（すなわち質問者）の情意情報を取得する（Ｓ１１）。次に、文書ＤＢ３４を参照し、書き込まれた質問と同じ質問を含む文書を検索する（Ｓ１２）。なお、このとき、文書ＤＢ３４中で同じ質問が検索されても、その質問が失敗文書ＤＢ３７にも登録されている場合、その質問は抽出しないようにする。すなわち、検索対象から除外する。検索した結果、少なくとも１つの文書が見つかったときは、同一の質問があったときの処理を行う（Ｓ２０）。この処理の詳細は後述する。

一方、検索した結果、文書が全く見つからなかったときは、書き込まれた質問文を形態素解析し、質問語に分解する（Ｓ１４）。質問語ＤＢ３５に登録された過去の質問群の中から、形態素解析により得られた複数の質問語を含む質問を取得する（Ｓ１５）。質問語ＤＢ３５から取得される質問の数は１つに限られず、通常複数になると考えられる。なお、この場合も失敗文書ＤＢ３７に登録されている質問については検索対象から除外する。

質問語ＤＢ３５から取得した過去の質問と、書き込まれた質問との間の内容の類似度を計算する（Ｓ１６）。内容の類似度は、質問に含まれる質問語の構成に基づいて計算できる。例えば、取得した過去の質問において、全質問語数に対する、取得した過去の質問と書き込まれた質問との間で共通する質問語の数の割合を求める。この場合、その割合が小さいほど、類似度は低く、その割合が大きいほど、類似度は高いことを意味する。

計算した内容の類似度を所定値と比較する（Ｓ１７）。ここで、所定値は、取得した過去の質問と、書き込まれた質問とが類似するか否かの判断基準として適当な値に設定する。なお、ステップＳ１５で複数の文書（質問）が取得されたときは、その中で最も類似度の高いものについてのみ、所定値と比較する。

内容の類似度が所定値より低いとき、すなわち、取得した過去の質問と書き込まれた質問とがほとんど類似してないと判断されるときは、同一・類似の質問がないときの処理を行う（Ｓ１８）。一方、内容の類似度が所定値以上のとき、すなわち、取得した過去の質問と書き込まれた質問とが類似していると判断されるときは、類似の質問があったときの処理を行う（Ｓ１９）。以下、これらの処理の詳細を説明する。

（３．１ 同一・類似の質問がないときの処理）
図６を参照し、同一・類似の質問がないときの処理（ステップＳ１８）を説明する。
応答文書ＤＢ３８を参照し、同一・類似の質問がないときの応答文書のテキスト情報を取得し、そのテキスト情報を用いて回答文書を作成し、出力する（Ｓ３１）。例えば、「ちょっと、わからないので、担当者に聞いてみます。しばらくしてから再度質問してください。」等の文書を作成し、画面５０上に表示する。

システムは、回答文書を出力するとともに、管理者に質問内容をメールで通知する（Ｓ３２）。管理者は、質問内容をメールで受け取ると、システムに代わって、それに対する回答を画面５０上に書き込む。学習者Ａ（質問者）は管理者による回答を受け、それに対する返答を画面５０上に書き込む。

システムは、学習者Ａからの返答を受信すると（Ｓ３３）、学習者Ａがした質問と、管理者が書き込んだ回答とを関連づけ、それぞれ、文書ＤＢ３４、質問語ＤＢ３５等に登録する（Ｓ３４）。具体的には、そのときの質問者（ユーザＩＤ）、質問（テキスト）を文書ＤＢ３４に新規に登録する。このとき、文書ＩＤ，応答ＩＤは新規に設定する。また、その質問を形態素解析し、得られた質問語を質問語ＤＢ３５に登録する。このとき、文書ＤＢ３４に登録される文書ＩＤと質問語ＤＢ３５に登録される質問ＩＤには同じ値が入る。また、応答文書ＤＢ３８に、管理者から提示された回答（テキスト）と、応答ＩＤとを新規に登録する。さらに、文書情意ＤＢ３６に、そのときの質問語ＤＢ３５に登録された質問者の情意情報を、質問ＩＤ及び応答ＩＤとともに登録する。このようにして、システムは新たな質問に対する回答を学習する。

（３．２ 同一の質問があったときの処理）
図７を参照し、図５のフローチャートにおける、同一の質問があったときの処理（ステップＳ２０）を説明する。

まず、質問文を含む過去の文書の質問者の情意情報を取得する（Ｓ４１）。過去の文書の質問者は文書ＤＢ３４の質問者ＩＤにより特定され、その質問者ＩＤを用いてユーザ情報ＤＢにアクセスすることで、その質問者の情意情報を取得できる。次に、過去の質問者と、現在の質問者との間の情意類似度を計算する（Ｓ４２）。情意類似度とは、両質問者間の情意の類似の程度を表す値であり、情意値に基づいて算出される。

ステップＳ１２では、複数の質問が検索される場合がある。よって、複数の質問の中から情意類似度が最大となる文書（質問）を１つ選択する（Ｓ４３）。つまり、同一の質問が複数あるときは、それらの中から、今回質問した質問者である学習者Ａと情意面で最も類似する質問者により質問された文書（質問）を選択する。ステップＳ１２で１つの質問しか検索されなかったときは、その１つが選択される。

選択された文書に対する応答文書を応答文書ＤＢ３８から取得する（Ｓ４４）。より具体的には、文書ＤＢ３４を参照し、選択された文書の応答ＩＤを取得し、その応答ＩＤを用いて応答文書ＤＢ３８にアクセスし、応答文書を取得する。

取得した応答文書に基づき回答文書を作成し、出力する（Ｓ４５）。その後、システムは、質問者すなわち学習者Ａから、提示した回答に対する返答を待つ。

学習者Ａは、システムから提示された、質問に対する回答を読み、納得すれば、「わかった」、「理解できた」、「ありがとう」等の肯定的な用語を含むメッセージを書き込むであろうと考えられる。一方、学習者Ａが提示された回答を納得しないときは、「わからない」、「理解できない」等の否定的な用語を含むメッセージを書き込むであろうと考えられる。そこで、本実施形態のシステムは、事前にこれらの肯定的な用語と、否定的な用語とを区別して記憶しており、質問者からの返答を受けたときに、その返答文を分析し、返答文中に肯定的または否定的な用語が含まれるか否かを判定することで、返答が肯定的なものか否定的なものかを判断できるようになっている。

システムは質問者すなわち学習者Ａから返答を受けると、それが肯定的なものか否定的なものかを判断し（Ｓ４６）、肯定的である場合、すなわち、システムが提示した回答が質問の内容に則したものであった場合は、そのときの質問者、質問、回答を用いて文書ＤＢ３４、質問語ＤＢ３５等を更新する（Ｓ４７）。更新の方法は前述のとおりである。これにより、システムは成功した経験を学習する。

一方、返答が否定的である場合、すなわち、システムが提示した回答が質問の内容に則したものではなかった場合、そのときに選択した文書の文書ＩＤを失敗文書ＤＢ３７に登録する（Ｓ４８）。これは、そのときに選択した文書が文言的には同じでありながら、質問者の意図に則してなかったため、今後、同様の情意値を持つ質問者から同じ質問があっても選択されないようにするためである。このように失敗文書ＤＢ３７により、システムは失敗した経験を学習する。

（３．３ 類似の質問があったときの処理）
図８を参照し、図５のフローチャートにおける、類似の質問があったときの処理（ステップＳ１９）を説明する。

まず、ステップＳ１６で求めた質問の内容の類似度を所定値と比較し（Ｓ５１）、類似度が所定値以下のときは、文書の類似度が低・中程度のときの処理を行い（Ｓ５２）、類似度が所定値より高いときは、文書の類似度が高いときの処理を行う（Ｓ５３）。

図９を参照し、文書の類似度が低・中程度のときの処理（Ｓ５２）を説明する。
まず、質問文を含む過去の文書の質問者の情意情報を取得する（Ｓ６１）。過去の文書の質問者は質問語ＤＢ３５の質問者ＩＤにより特定され、その質問者ＩＤを用いて文書情意ＤＢ３６にアクセスすることで、過去の文書の質問者の情意情報を取得できる。そして、過去の文書の質問者と、現在の質問者との間の情意類似度を計算する（Ｓ６２）。

ステップＳ１５では、質問語ＤＢ３５から複数の質問（文書）が取得される場合がある。よって、取得した複数の過去の質問（文書）の中から、情意類似度が最大となるものを１つ選択する（Ｓ６３）。

選択された文書に対する応答文書を応答文書ＤＢ３８から取得する（Ｓ６４）。すなわち、質問語ＤＢ３５を参照し、選択された文書の質問ＩＤを取得し、その質問ＩＤを用いて文書情意ＤＢ３６にアクセスし、応答ＩＤを取得する。その取得した応答ＩＤを用いて応答文書ＤＢ３８から応答文書を取得する。

取得した応答文書に基づき、文書の内容の類似度を考慮して回答文書を作成し、出力する（Ｓ６５）。このように本実施形態では、内容の類似度を考慮して、その回答文書の内容を変更する。例えば、以下のように内容の類似度に応じて回答文書の作成の仕方を変更する。
ａ）内容の類似度が低い場合
「質問の意味を取り違えているかもしれないけど、」＋応答文書＋「って前に○○が言っていたけど…」
ｂ）内容の類似度が中程度の場合
応答文書＋「ということを○○が言っていたけど、違うかな？」
ｃ）内容の類似度が高い場合（注：後述のステップＳ８５における処理）
応答文書＋「ということを○○が言っていたよ。」

以上のように、内容の類似度に応じて回答文書の内容を変更することで、学習者に対して、より感覚的に理解しやすいメッセージを提示できる。

その後、システムは、質問者すなわち学習者Ａからの回答に対する返答を待つ（Ｓ６６）。返答があったときに、文書ＤＢ３４、質問語ＤＢ３５等を更新する（Ｓ６７）。更新の方法は前述のとおりである。

次に、図１０を参照し、図８における、文書の類似度が高いときの処理（Ｓ５３）を説明する。

まず、質問文を含む過去の文書の質問者の情意情報を取得する（Ｓ８１）。情意情報の取得方法は、ステップＳ６１と同じである。そして、過去の文書の質問者と、現在の質問者との間の情意類似度を計算する（Ｓ８２）。複数の過去の質問（文書）の中から、情意類似度が最大となるものを１つ選択する（Ｓ８３）。

選択された文書に対する応答文書を応答文書ＤＢ３８から取得する（Ｓ８４）。応答文書の取得方法は、ステップＳ６４と同じである。取得した応答文書に基づき、文書の内容の類似度を考慮して回答文書を作成し、出力する（Ｓ８５）。その後、質問者すなわち学習者Ａからの回答に対する返答を待つ（Ｓ８６）。

返答を受けると、それが肯定的なものか否定的なものかを判断し（Ｓ８７）、肯定的である場合、すなわち、システムが提示した回答が質問の内容に則したものであった場合は、そのときの質問、回答について文書ＤＢ３４、質問語ＤＢ３５等を更新する（Ｓ８８）。更新の方法はステップＳ４７と同様である。これにより、システムは成功した経験を学習する。

一方、返答が否定的である場合、すなわち、システムが提示した回答が質問の内容に則したものではなかった場合、そのときに選択した文書の文書ＩＤを失敗文書ＤＢ３７に登録する（Ｓ８９）。質問の内容の類似度が極めて高いと判断したにもかかわらず、その回答に対する返答が否定的であった場合、その質問を今後参照されないようにすることが適当であると考えられるため、このように失敗文書ＤＢ３７に登録しておく。

（３．４ 画面表示例）
図１１Ａ〜図１１Ｃに、本電子教育システムによる、学習者Ａとシステム間でのメッセージ交換例を示す。ここでは、学習者Ａから「ベクトルとは何ですか？」という質問があった場合の回答例を示す。図１１Ａおよび図１１Ｂに示すように、学習者Ａからの同じ質問に対してシステムからは異なる内容の回答が提示されているが、これは、学習者Ａの情意面を考慮して応答文書が選択されているからである。つまり、ステップＳ６２−Ｓ６３、Ｓ８２−Ｓ８３のように、応答文書を選択するための過去の質問（文書）を選択するに当たり、学習者の情意面が考慮されているからである。図１１Ａは、数学が苦手な学生に対する回答例であり、図１１Ｂは数学が得意な学生に対する例である。なお、図１１Ｃは、質問に対するシステムからの回答後の学習者Ａからの返答の例を示している。

（４．まとめ）
以上のように、本実施形態の電子教育システムによれば、学習者がした質問に対する回答を決定するときに、質問者の情意面を考慮して回答内容を決定する。これにより、質問に対して、質問者の性格や学力に応じた回答が可能となり、より質問者に対して理解しやすい回答の提示が可能となる。また、新たな質問があったときに、適宜質問データベース４０（文書ＤＢ３４、質問語ＤＢ３５）及び応答文書ＤＢ３８に、質問と回答とを、質問者及びその情意情報に関連付けて登録することで質問に対する回答を学習している。

なお、図１２に示すように、システムは、ある学習者Ａとメッセージ交換を行っている最中に、別の学習者Ｂからも、質問に対して回答を送信できるようにしてもよい。この場合、システムは学習者Ｂから回答があり、それにより、学習者Ａが肯定的な返答をした場合は、学習者Ｂから回答内容を、新たに文書ＤＢ等に登録するのが好ましい。これにより、システムは質問に対する回答を学習することができる。

実施の形態２
電子教育システムの別の実施形態を説明する。本実施形態では、ある条件を満たすユーザ（学習者）を自動的に選択し、選択したユーザに対してメールを送信可能とする電子教育システムを説明する。電子教育システムの構成、データベースの構成は実施の形態１のものと同様である。

本実施形態の電子教育システムは、例えば、図１３に示すように、講義毎の各学生の学習進捗状況を一覧で表示する機能を有する。各学習進捗状況の情報はユーザ情報ＤＢ３３内に管理されている。なお、図１３は、「統計入門」の講義を受講する学生Ａ〜学生Ｅに対し、その進捗状況を棒グラフで表示する進捗状況表示画面５５の例を示した図である。

以下、図１４のフローチャート及び図１３、図１５〜２２を参照しながら、本実施形態の電子教育システムの動作について説明する。なお、以下では、「統計入門」の講義の学習進捗状況が一定の基準に満たない学生に対してメールを送信する場合の例を説明する。

図１３の状態において、講師が講師用端末２０に接続されたマウスを右クリックすると、図１５に示すようにショートカットメニュー６１が表示される。このショートカットメニュー６１上で「条件範囲指定」を選択すると、図１６に示すように、範囲指定バー７０が棒グラフに重畳して表示される（Ｓ１０１）。範囲指定バー７０は、メールを送信するユーザを選択するための条件の範囲の境界を指定するためのバーである。

図１６の状態において、さらに右クリックすると、図１７に示すショートカットメニュー６１が表示される。ここでは、ショートカットメニュー６１上で「以下」が選択される例を説明する。「以下」が選択された場合、範囲指定バー７０で指定される値以下の学習進捗状況の値を持つユーザが選択される。本例の場合、図１８に示すように学生Ａ、学生Ｂ、学生Ｃが選択される。なお、図１７で「以上」が選択された場合は、学生Ｄ、学生Ｅが選択されることになる。

図１８の状態でさらに右クリックすると、図１９に示すショートカットメニュー６１が表示される。ここで、「メッセージ送信」→「本人へメールする」を選択すると、条件の範囲が確定する（Ｓ１０２）。

そして、ユーザ情報ＤＢ３３を参照し、範囲指定バー７０によって決定される範囲内にあるユーザの情報を取得する（Ｓ１０３）。取得するユーザの情報には、ユーザ名、ユーザＩＤ、ユーザのメールアドレスが含まれる。

その後、図２０に示すようなメール作成画面５７が表示される。この画面５７上で講師によりメールの文面が入力され、「メッセージ送信」ボタンが押下されると、入力された文面で、選択された学生Ａ、学生Ｂ、学生Ｃ宛のメールが作成される（Ｓ１０４）。そして、選択された学生Ａ、学生Ｂ、学生Ｃにメールが送信される（Ｓ１０５）。

以上のように本実施形態によれば、画面上に表示された範囲指定バーを左右に移動させてその位置を設定することで、所望の条件を満たすユーザを容易に漏れなく選択することができる、メール送信先設定におけるユーザの作業時間、作業負担を削減することができる。

なお、上述の例では、１つの範囲指定バー７０のみを用い、範囲の上限または下限のいずれかのみを指定していた。しかしながら、図２１に示すように、２つの範囲指定バー７０、７０ｂを用いて範囲の上限及び下限の双方を指定するようにしてもよい。この場合、１つ目の範囲指定バー７０と２つ目の範囲指定バー７０ｂの間の範囲が選択条件として設定される。２つ目の範囲指定バー７０ｂも、１つ目の範囲指定バー７０と同様に、画面５５上で右クリックにより表示されるショートカットメニュー６１上で「条件範囲指定」を選択することで、画面上に表示させるようにする。

また、範囲指定バーが示す境界が「以下」を示すのか「未満」を示すのか、または「以上」を示すのか「より大きい」を示すのかを視覚上認識できるよう、範囲指定バーの線の種類、すなわち、色、太さ、形（実線、破線、一点鎖線等）を異ならせても良い。例えば、範囲指定バーにより指示される境界が「以下」及び「以上」を示す場合、範囲指定バーの線の色を「黒」にし、「未満」及び「より大きい」を示す場合は、線の色を「白」にしてもよい（図２２参照）。

また、上記の例では、学習進捗状況の値に基づいてユーザを選択したが、本発明の思想は、学習進捗状況に限らず、学生の成績、情意値等、数値化されたものであれば、種々のユーザに関する情報に対して適用できる。

本発明に係る電子教育システムの構成図 各種のデータベースを示した図 各データベースのデータ構造を示した図 学生（学習者）が電子教育システムに対して質問するときに使用する画面の表示例を示した図 実施の形態１における電子教育システムのメイン処理のフローチャート 同一・類似の質問がないときの処理のフローチャート 同一の質問があったときの処理のフローチャート 類似の質問があったときの処理のフローチャート 文書の類似度が低・中程度のときの処理のフローチャート 文書の類似度が高いときの処理のフローチャート 実施の形態１の電子教育システムによる、学習Ａとシステム間でのメッセージ交換例を示す図 実施の形態１の電子教育システムによる、学習Ａとシステム間でのメッセージ交換例を示す図 実施の形態１の電子教育システムによる、学習Ａとシステム間でのメッセージ交換例を示す図 学習Ａとシステム間でのメッセージ交換中に学習者Ｂからのメッセージがあった場合の例を示す図 実施の形態２における電子教育システムによる学習進捗状況の表示画面を示す図 実施の形態２における電子教育システムのメイン処理のフローチャート 実施の形態２における電子教育システムの動作を説明するための図 実施の形態２における電子教育システムの動作を説明するための図 実施の形態２における電子教育システムの動作を説明するための図 実施の形態２における電子教育システムの動作を説明するための図 実施の形態２における電子教育システムの動作を説明するための図 実施の形態２におけるメール作成画面を示す図 実施の形態２における学習進捗状況画面上に２つの範囲指定バーが表示された様子を示す図 実施の形態２における学習進捗状況画面上に線種のことなる２つの範囲指定バーが表示された様子を示す図

符号の説明

１ サーバ
１１ 通信インタフェース
１２ 制御部
１３ データ格納部
２０ クライアント端末（講師用端末）
２１，２２，２３ クライアント端末（学生用端末）
３１ 制御プログラム
３３ ユーザ情報データベース
３４ 文書データベース
３５ 質問語データベース
３６ 文書情意データベース
３７ 失敗文書データベース
３８ 応答文書データベース
４０ 質問データベース
５０ コミュニケーション画面
５５ 進捗状況表示画面
５７ メール作成画面
７０、７０ｂ 範囲指定バー
１００ インターネット

Claims (12)

1. 遠隔地にある端末との間でネットワークを介した双方向通信を行い、教育に関する種々の情報の交換を可能とする電子教育用サーバであって、
   前記ネットワークを介して前記端末との間でデータの送受信を行う通信手段と、
   データベースを格納する記憶手段と、
   前記記憶手段に格納されたデータベースを参照して電子教育用サーバの動作を制御する制御手段とを備え、
   前記記憶手段は、
   ユーザに関する種々の情報を管理するユーザ情報データベースと、
   過去の質問と、該質問の質問者であるユーザとを関連づけて管理する質問データベースと、
   前記質問者の情意情報を管理する情意データベースと、
   質問に対する応答文書を格納する応答文書データベースとを格納し、
   前記制御手段は、
   前記通信手段を介して新たな質問を受信したときに、該受信した新たな質問と一致または類似する過去の質問を前記質問データベースから取得し、
   前記情意データベースを参照して、前記取得した質問の質問者の情意情報と、前記受信した新たな質問の質問者の情意情報とを取得し、それらの情意情報間の類似度を計算し、
   前記取得した質問の中から、前記類似度が最大となる一の質問を選択し、
   該選択した質問に対する応答文を、前記応答文書データベースを参照して求め、前記応答文に基づき前記新たな質問に対する回答文を作成して前記通信手段を介して前記端末に送信し、
   その後、前記新たな質問と、その質問者とを関連づけて前記質問データベースに登録するように、制御する
   ことを特徴とする電子教育用サーバ。
2. 前記情意情報には、ユーザの科目に対する、興味、関心、態度、好き嫌い、得意・不得意、成績の善し悪しのうちの少なくとも１つについて、その程度を示す情報が含まれる、請求項１記載の電子教育用サーバ。
3. 前記質問データベースに登録された質問の中で検索対象として除外する質問を管理する失敗データベースをさらに備え、
   前記制御手段は、前記失敗データベースに登録された質問を除外して、前記質問データベースから、前記新たな質問と一致または類似する過去の質問を取得し、
   前記回答文を出力後、前記新たな質問の質問者から返答文を受けた時に、該返答文に含まれる用語に基づき返答文が否定的な返答であるか否かを判定し、前記返答文が否定的な返答であったときは、前記新たな質問に一致する過去の質問を前記失敗データベースに登録するように、制御することを特徴とする請求項１記載の電子教育用サーバ。
4. 前記質問データベースは、前記過去の質問のテキストを形態素解析して得られる単語群である質問語群を質問毎に管理する質問語データベースを含み、
   前記制御手段は、前記新たな質問のテキストを形態素解析して質問語に分解し、前記質問語データベースに登録された質問の中から、形態素解析により前記新たな質問から得られた質問語を含む質問を取得することを特徴とする請求項１記載の電子教育用サーバ。
5. 前記新たな質問と前記過去の質問との間の文書内容の類似度が所定値より高い場合、前記制御手段は、前記回答文を出力後、前記新たな質問の質問者から返答文を受けた時に、該返答文に含まれる用語に基づき返答文が肯定的な返答であるか否かを判定し、前記新たな質問の質問者から肯定的な返答があったときにのみ、前記質問データベースを更新するように制御する、ことを特徴とする請求項１記載の電子教育用サーバ。
6. 前記制御手段は、前記新たな質問と前記過去の質問との間の文書内容の類似度に応じて、前記作成する回答文の内容を異ならせるように制御する、ことを特徴とする請求項１記載の電子教育用サーバ。
7. 前記制御手段は、前記返答文中に肯定的または否定的な意味を持つ所定の用語が含まれるか否かを判定することで、返答が肯定的なものか否定的なものかを判断する、ことを特徴とする請求項３または５記載の電子教育用サーバ。
8. 前記制御手段は、所定の端末の表示手段上に、各ユーザ毎に、前記ユーザ情報データベースに格納された定量的に示される情報の値を棒グラフ表示し、さらに、前記棒グラフに重畳させて範囲指定バーを表示し、
   該範囲指定バーにより指示される境界を上限または下限とする範囲を設定するとともに、前記棒グラフの値が設定された範囲内にあるユーザを特定し、該特定したユーザに対して、前記ユーザ情報データベースを参照してメールアドレスを取得し、電子メールを送信するように、制御する
   ことを特徴とする請求項１記載の電子教育用サーバ。
9. 前記定量的に示される情報は、ユーザの成績及び／または学習進捗状況を含むことを特徴とする請求項８記載の電子教育用サーバ。
10. 前記制御手段は、前記表示手段上に前記範囲指定バーを２本表示し、その際、一方の範囲指定バーにより指示される境界を上限とし、他方の範囲指定バーにより指示される境界を下限として前記範囲を設定する、ことを特徴とする請求項８記載の電子教育用サーバ。
11. 前記制御手段は、前記範囲指定バーにより指示される境界の値が、前記範囲に含まれる場合と、含まれない場合とで、前記範囲指定バーの線の種類を異ならせて表示することを特徴とする請求項８記載の電子教育用サーバ。
12. 遠隔地にある端末との間でネットワークを介した双方向通信を行い、教育に関する種々の情報の交換を可能とする電子教育用サーバの機能をコンピュータに実現させるプログラムであって、
    前記コンピュータは、
    ネットワークを介して端末とデータの送受信を行う通信手段と、
    ユーザに関する種々の情報を管理するユーザ情報データベースと、過去の質問と該質問の質問者であるユーザとを関連づけて管理する質問データベースと、前記質問者の情意情報を管理する情意データベースと、質問に対する応答文書を格納する応答文書データベースとを格納する記憶手段と、
    制御手段とを備え、
    前記プログラムは、
    前記ユーザ情報データベースと、前記質問データベースと、前記応答文書データベースとにアクセスする手順と、
    前記通信手段を通じて新たな質問を受信する手順と、
    新たな質問を受信したときに、その新たな質問と一致または類似する過去の質問を前記質問データベースから取得する手順と、
    前記情意データベースを参照して、前記取得した質問の質問者の情意情報と、前記受信した新たな質問の質問者の情意情報とを取得し、それらの情意情報間の類似度を計算する手順と、
    取得した質問の中から、前記類似度が最大となる一の質問を選択する手順と、
    該選択した質問に対する応答文を、前記応答文書データベースを参照して求め、前記新たな質問に対する回答文を作成して、前記通信手段を介して前記端末に送信する手順と、
    その後、前記新たな質問と、その質問者とを関連づけて前記質問データベースに登録する手順と
    を前記制御手段に実行させることを特徴とするプログラム。

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