JP4579634B2 - 学習支援システム及び学習支援方法 - Google Patents
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Description
(1)前記収集部が、前記学習行動履歴データベースに、前記収集部で収集された前記学習者の学習行動の履歴を記録するステップ;
(2)前記照合部により、前記学習指導要求データベースに記録された学習指導要求と、前記学習行動履歴データベースに記録された学習行動履歴とを照合して、その結果を前記照合部が学習状況モデルデータベースに記録し、前記支援部が前記学習状況モデルデータベースから前記照合の結果を参照することによって、前記照合部が前記照合の結果を前記支援部に送るステップ;
(3)前記分析部が、前記学習行動履歴データべースに記録された特徴的な動作に基づいてポイントを付与することによって、葛藤の大きさをタイプ毎に推定し、その結果を示す指標を前記心理モデルデータベースに記録するステップ;
(4)前記支援部が、前記照合部における照合結果に基づいて、前記支援方策データベースを検索することにより、前記学習者に対する前記基本支援を特定するステップ;
(5)前記支援部が、前記心理モデルデータベースに記録された前記葛藤のタイプ及び大きさに基づいて、前記支援方策データベースを検索することにより、前記基本支援に適用されるべき前記心理支援を特定するステップ;
(6)前記支援部が、前記特定された前記心理支援に基づいて、前記学習者に提示されるべき前記基本支援の内容を変更するステップ。
本実施形態に係る学習支援システムは、図1に示されるように、学習指導要求設定部1と、収集部2と、出力部3と、照合部4と、分析部5と、支援部6と、学習内容データベース7と、学習スタイルデータベース8と、学習行動履歴データベース9と、学習指導要求データベース10と、学習状況モデルデータベース11と、心理モデルデータベース12と、支援方策データベース13とを主要な構成要素として備えている。
・接近・接近型:2つのゴールがあり、どちらもやりたくて、迷っている状況である。例えば、大好きなピアノを練習するか、楽しいゲームをやるかという場合である。
・回避・回避型:2つのゴールがあり、どちらもやりたくない状態である。例えば、ランドセルの片づけは面倒くさく感じ、やりたくないが、放置するならしかられる心配がある場合である。
・接近・回避型:一つのゴールしかなく、そのゴールを実現したいが、実現するには困難と感じる状況である。例えば、跳び箱を飛びたいが、段が高くなるにつれて、怖くて飛べる自信がなくなるという場合である。
・複合型:以上の1つ以上のタイプを複合するタイプである。
・生真面目タイプ:真剣さが高いが、自信度が低いタイプである。
・無頓着タイプ:自信度が高いが、真剣さが欠けているタイプである。
・好奇心タイプ:自信度と真剣さがともに高いタイプである。
・無気力タイプ:自信度と真剣さがともに低いタイプである。
・普通タイプ:上記のいずれでもないタイプである。
・数学の学習: 3;
・ゲームの遊戯: 5;
・ピアノの練習: 2;
・国語の学習: −1。
・生真面目タイプの学習者に対する予告:「予告です」
・無頓着タイプの学習者に対する予告:「忘れていませんか」
つぎに、前記構成のシステムを用いた学習支援方法について説明する。この方法の全体的な流れを図12に示す。以下においては、図12での流れに沿って、各ステップについて詳述する。
まず、学習指導要求データベース10に、学習者に対する学習指導要求を記録する。この動作の一例を図13に示す。
つぎに、収集部2により、学習者の学習動作を収集する。収集部2は、収集された各種の動作や入力結果などの情報を、学習行動履歴データベース9に記録する。ステップ12−2における収集や記録の動作は、後述のステップにおいても継続され、別途設定される終了時期が来た時に終了する。例えば、学習者のすべての学習活動が終了した場合に、収集が終了する。学習活動が再開すると、収集が再開する。
つぎに、照合部4は、学習指導要求と学習動作とを照合する。この動作の一例を図14に示す。具体的には、照合部4は、学習行動があった場合、または、所定の時刻が到来した場合に照合動作を行う(ステップ14−1)。すなわち、照合部4の動作には、イベントドリブンで動作する場合と、タイムドリブンで動作する場合とがある。
・イベント開始の判断:所定の時刻が到来した時に、学習指導要求に記録された学習動作を行っているかどうかの照合を行う(ステップ14−2)。学習動作を行っているかどうかの判断は、例えば、学習者と学習アイテムとの距離、学習者からの入力状況などの情報に基づいて行うことができる。照合した結果は、学習状況モデルデータベース11に記録される(ステップ14−3)。前記所定の時刻とは、イベントの開始時刻やイベント開始の予告時刻(例えば、締切時刻の30分前)や締切時刻後の警告時刻(例えば30分後)などを含む。
・所要時間の判断:イベントが開始された後、終了すべき時間が到来した時に、その時の動作と学習指導要求とを照合する(ステップ14−2)。照合した結果は、前記と同様に、学習状況モデルデータベース11に記録される(ステップ14−3)。例えば、所要時間を超えて学習動作が続いていると、その旨を学習状況モデルデータベース11に記録する。
・学習イベント開始時刻の判断:学習動作が行われたことを検知すると、照合部は、その開始時間が、学習指導要求データベース10の中の学習指導要求に適合するかを照合する(ステップ14−2)。学習動作が行われたかどうかの判断は、例えば、学習者と学習アイテムとの距離、学習者からの入力状況などの情報に基づいて行うことができる。照合した結果(例えば「早すぎる」)は、タイムドリブンの場合と同様に、学習状況モデルデータベース11に記録される(ステップ14−3)。
・学習行動の開始が適切であったか、早すぎたか、ぎりぎりであったか、または、遅れたか
・学習時間が過度に短いかどうか、
・学習場所の間違いや使用するものの忘れと間違いがあるかどうか、
・イベント間の順番は間違っているかどうか
などである。図7(a)は、図6の学習指導要求の例と図5の学習行動履歴の例に基づいたイベントドリブンによる照合の結果の例を示している。
一方、この実施形態では、照合動作や後述の支援動作に並行して、分析部5による行動分析が行われる。行動分析の概略的な流れを図15に示す。まず、ステップ12−2に記載したように学習動作が取得され、学習動作が学習行動履歴データベース9に記録される。すると、分析部5は、この実施形態では、葛藤の推定(ステップ15−1)、学習者タイプの推定(ステップ15−2)及び興味の推定(ステップ15−3)という三種類の分析を行う。分析の種類や数はこれらに限定されない。分析の結果は、数値化されて(つまり指標として)、心理モデルデータベース12に記録される(ステップ15−4)。この実施形態では、分析部5は、心理モデルデータベース12を介して、分析結果を支援部6に送っていることになる。以下においては、それぞれの推定動作の概略を説明する。
まず、葛藤の推定方法の一例を図16に示す。この方法においては、学習行動履歴データベース9に記録された行動を評価する。例えば、葛藤の発生しやすい状況があったときや葛藤の特徴動作を行った場合に、その状況と動作に基づいて、ポイントを付与する。そのポイントの合計値を用いて、葛藤の有無と程度を推定する。例えば、ポイントが一定の敷居値を超えた場合に葛藤状態であると推定し、ポイントが大きいほど、葛藤の程度が高いと推定する。同様に、葛藤における各種のタイプでの特徴的動作を行った場合に、その動作に基づいて、葛藤の各タイプにポイントを付与する。各ポイントの合計値に基づいて、葛藤のタイプを推定することができる(図8参照)。葛藤の推定においては、学習者タイプに基づく補正値をポイントに導入することもできる。
学習者タイプの推定方法の一例を図17に示す。ここに示されるように、学習行動履歴データベース9において、学習者の各タイプに特徴的な動作が記録されたときに、当該タイプの評価値を増減する。各タイプの合計値を用いて、学習者タイプの推定を行うことができる(図9参照)。
興味の推定方法の一例を図18に示す。ここに示されるように、学習行動履歴データベース9において、興味度の増減に関係する所定の動作が記録されたときに、当該イベントにおける興味度を増減する。興味度の合計値を用いて、イベントに関する興味の推定を行うことができる。
つぎに、この実施形態では、ステップ12−3における照合の結果と、ステップ12−4における行動分析の結果とに基づいて、学習者への支援が支援部6により行われる。支援の概略的な流れを図19に示す。
・学習イベント(例えば、宿題)を要求通りに完成した時:賞賛
・学習イベント開始後、完了予定時刻の10分前:終わるように催促
・学習イベントの開始が早すぎた、ぎりぎりであった、または、遅れた場合:状況の指摘・学習時間が過度に短い場合:さらなる学習の促し
・学習者が予告時刻または締切時刻または警告時刻までに学習イベントを開始していない場合:予告、催促、または、警告、必要な場合に指導者への連絡
・学習者タイプが生真面目である場合:促しは弱くする;賞賛は強くする;不十分であるとの指摘は出さない;間違いの指摘は弱くするなど。
・学習者タイプが無頓着である場合:促しは強くする;賞賛は弱くする;不十分であるとの指摘は頻繁に出す;間違いの指摘は強くするなど。
・キューに格納された支援の順序を変更する。
・キューに格納された支援を削除する。
・支援の表示方法を変更する(例えば音量を増やす、発光を付随させる、警告音を出すなど)。
・タイプや葛藤の状況に応じて、スコアの増減幅を変更する。
2 収集部
21 学習動作収集部
22 操作部
3 出力部
4 照合部
5 分析部
6 支援部
7 学習内容データベース
8 学習スタイルデータベース
9 学習行動履歴データベース
10 学習指導要求データベース
11 学習状況モデルデータベース
12 心理モデルデータベース
13 支援方策データベース
Claims (6)
- 学習指導要求データベースと、学習行動履歴データベースと、収集部と、照合部と、支援部と、支援方策データベースと、心理モデルデータベースと、分析部と、出力部とを備え、
前記学習指導要求データベースは、学習者に対する学習指導要求を記録するものであり、
前記学習行動履歴データベースは、前記学習者の学習行動の履歴を記録するものであり、
前記収集部は、前記学習行動履歴データベースに入力される前記学習者の学習行動を収集するものであり、
前記照合部は、前記学習指導要求データベースに記録された学習指導要求と、前記学習行動履歴データベースに記録された学習行動履歴とを照合して、その結果を前記支援部に送るものであり、
前記支援方策データベースは、学習者に対する基本支援と、学習者の心理状態に対応して支援内容を変更するための心理支援とを記録するものであり、
前記心理モデルデータベースは、前記学習者における葛藤のタイプと大きさとを示す指標を記録するものであり、
前記分析部は、前記学習行動履歴データべースに記録された特徴的な動作に基づいてポイントを付与することによって、葛藤の大きさをタイプ毎に推定し、その結果を示す指標を前記心理モデルデータベースに記録するものであり、
前記支援部は、前記照合部における照合結果に基づいて、前記支援方策データベースを検索することにより、前記学習者に対する前記基本支援を特定するものであり、
かつ、前記支援部は、前記心理モデルデータベースに記録された前記葛藤のタイプ及び大きさに基づいて、前記支援方策データベースを検索することにより、前記基本支援に適用されるべき前記心理支援を特定するものであり、
さらに、前記支援部は、前記特定された前記心理支援に基づいて、前記基本支援の内容を変更するものであり、
前記出力部は、変更された前記基本支援の内容を前記学習者に提示するものである
ことを特徴とする学習支援システム。 - 請求項1記載の学習支援システムであって、
前記心理モデルデータベースは、前記学習者のタイプを示す指標をさらに記録するものであり、
前記分析部は、前記学習行動履歴データべースに記録された特徴的な動作に基づいてポイントを変化させることによって、学習者のタイプを推定し、その結果を示す指標を前記心理モデルデータベースにさらに記録するものであり、
前記支援部は、前記心理モデルデータベースに記録された前記学習者のタイプにさらに基づいて、前記支援方策データベースを検索することにより、前記基本支援に適用されるべき前記心理支援を特定するものである
ことを特徴とする学習支援システム。 - 請求項1または2に記載の学習支援システムであって、
この学習支援システムは、学習スタイルデータベースと、学習指導要求設定部とをさらに備えており、
前記学習スタイルデータベースは、学習指導要求の入力者に対して呈示される入力用テンプレート又は入力支援情報を、前記学習者の学習スタイル毎に記録するものであり、
前記学習指導要求設定部は、前記学習スタイルデータベースに記録された入力用テンプレート又は入力支援情報を、前記学習者の学習スタイル毎に入力者に呈示し、かつ、入力者からの学習指導要求の入力を受け付けるものである
ことを特徴とする学習支援システム。 - 前記支援部における支援の項目数が一定のしきい値を超えた時に、前記学習指導要求データベースにおける学習指導要求を変更することを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の学習支援システム。
- 前記葛藤の大きさの推定は、葛藤以外を含む特徴的動作に対する全体ポイントと、葛藤の特徴動作に対するポイントとの比率に基づく数値を用いて行われることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載の学習支援システム。
- 請求項1に記載の学習支援システムを用いた学習支援方法であって、以下のステップを備える:
(1)前記収集部が、前記学習行動履歴データベースに、前記収集部で収集された前記学習者の学習行動の履歴を記録するステップ;
(2)前記照合部により、前記学習指導要求データベースに記録された学習指導要求と、前記学習行動履歴データベースに記録された学習行動履歴とを照合して、その結果を前記照合部が学習状況モデルデータベースに記録し、前記支援部が前記学習状況モデルデータベースから前記照合の結果を参照することによって、前記照合部が前記照合の結果を前記支援部に送るステップ;
(3)前記分析部が、前記学習行動履歴データべースに記録された特徴的な動作に基づいてポイントを付与することによって、葛藤の大きさをタイプ毎に推定し、その結果を示す指標を前記心理モデルデータベースに記録するステップ;
(4)前記支援部が、前記照合部における照合結果に基づいて、前記支援方策データベースを検索することにより、前記学習者に対する前記基本支援を特定するステップ;
(5)前記支援部が、前記心理モデルデータベースに記録された前記葛藤のタイプ及び大きさに基づいて、前記支援方策データベースを検索することにより、前記基本支援に適用されるべき前記心理支援を特定するステップ;
(6)前記支援部が、前記特定された前記心理支援に基づいて、前記学習者に提示されるべき前記基本支援の内容を変更するステップ。
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