JP4915140B2

JP4915140B2 - 学習指導支援システム

Info

Publication number: JP4915140B2
Application number: JP2006138735A
Authority: JP
Inventors: 満飯合
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2006-05-18
Filing date: 2006-05-18
Publication date: 2012-04-11
Anticipated expiration: 2026-05-18
Also published as: JP2007310124A

Description

本発明は、学習指導支援システム及び支援方法に関し、詳しくは、解答用紙に解答を記載させる際に、教材コードや、問題の内容が記載された教材のページ数等を記載させる学習指導支援システム及び支援方法に関する。

近年、郵便やインターネットを利用した在宅学習システムが広く利用されている。
在宅学習システムは、多くの場合、通信教育と呼ばれ、フェイスツーフェイスで教育活動を行うことができない学習者に対して行われる。
通信教育の種類は多く、例えば、大学の通信教育から、不登校の児童，生徒のための通信教育、離島，山村などに生活する児童などを対象とした教育手段としての通信教育、簿記，手芸，ペン字等の社会教育、さらには、税理士，司法書士，行政書士などの資格取得を対象としたものなどにも及んでいる。
とりわけ、大学の通信教育や不登校の児童，生徒を対象とした在宅指導は、学習者の顔や、学習環境が見えないために、一枚の解答用紙からいろいろな要素を汲み取らなければならない。

従来から、コンピュータネットワークを用いたテスト情報の送付、自動採点システムが存在していた。しかし、従来のテストによる自動採点システムは、受信した学習者からの回答と、格納している模範解答を比較、照合してテストの得点を算出するものであった。

しかし、前述の採点システムでは学習者の回答をする時間や振り舞いを考慮した柔軟な採点はできないとして、「採点方法，情報処理装置およびそのプログラム」が提供されている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載の内容によれば、電子ペンからペン識別子と電子ペンの軌跡を示す座標情報を有するペン情報を１以上受信するペン情報受信部と、１以上のペン情報が有する座標情報から電子ペンの記載情報を取得する記載情報取得部と、ペン情報受信部がペン情報を受信した時刻を取得する時刻取得部と、記載情報取得部が取得した記載情報と時刻取得部が取得した時刻に基づいて、記載情報の得点を算出する得点計算部と、得点計算部で計算した得点をペン情報と対応付けて蓄積する得点蓄積部を具備する情報処理装置により、受講生の回答をする時間や振る舞いを考慮した柔軟な採点が可能であるとしている。

特開２００４−２６５２７２号公報

特許文献１に記載の内容は、電子ペンから情報を受信して、受信情報の時刻情報と筆順等の「振る舞いに関する情報」を取得して、得点を算出することを特徴としている。
そこで本発明は、解答用紙に解答を記載させる際に、デジタルペンにより、教材コードや、問題の内容が記載された教材のページ数等を記載させる学習指導支援システム及び支援方法を提供することを目的とするものである。

前記課題の目的を達成するために、本発明の学習指導支援システムの第一の態様は、少なくとも筆記手段と送信手段を有するデジタルペンと、デジタルペン専用ドットパターンが印刷された解答用紙を使用した学習指導支援システムであって、少なくとも教材コードと、ページが視認可能に印刷された教材と、解答用紙に記載された筆記情報を、内蔵するデジタルカメラによってドットパターン情報を読取り、座標情報として取得して記憶するデジタルペンと、デジタルペン専用ドットパターンが印刷された解答用紙と、デジタルペンと通信する通信端末と、を備え、前記解答用紙は、教材コード記載欄と、問題に関連する内容が記載された教材のページを記載するページ記載欄と、解答記載欄とを有し、前記デジタルペンは、前記解答用紙の前記教材コード記載欄と、前記ページ記載欄と、前記解答記載欄に記載することで取得したストロークの座標情報を前記通信端末へ送信することを特徴とするものである。

また、第二の態様は、第一の態様において、前記デジタルペンは、時間情報を生成する時間要素生成機能部をさらに備え、前記解答用紙は、前記解答記載欄ごとに、解答記載後にチェックマークを記載して、解答の時間的要素を収集するためのチェックボックスと、送信ボックスとをさらに有し、前記デジタルペンは、前記チェックボックスへのチェックマーク記載時に前記時間要素生成機能部により生成された時間情報を、前記座標情報とともに、前記送信ボックスのドットパターンを読み取った際にまとめて前記通信端末へ送信することを特徴とするものである。

また、第三の態様は、第二の態様において、さらに、ネットワーク上で通信端末に接続された学習支援サーバを備え、前記通信端末は、前記座標情報と前記時間情報とを前記学習支援サーバへ送信することを特徴とするものである。

また、本発明の別の観点では、第二、第三何れかの態様の学習指導支援システムを使用した学習指導支援方法であって、前記デジタルペンの筆記手段によって、前記教材に印刷された教材コードを前記教材コード記載欄に記載するステップと、設定された問題に対して前記問題の解答を導く内容が記載された前記教材のページを、前記ページ記載欄に記載するステップと、解答を前記解答記載欄に記載するステップと、前記解答記載欄ごとに、解答記載作業を終えて、前記チェックボックスにチェックマークを記載するステップと、前記デジタルペンが、送信手段によって、上記各ステップにより取得したストロークの座標情報を、前記時間要素生成機能部により生成された時間情報とともに、前記通信端末に送信するステップと、を有することを特徴とするものである。

本発明の、学習指導支援システム及び支援方法によって、学習者に複数の教材に対応した設問を提供することができ、しかも、問題を読んで、教材を復習させることによって、大切な内容が教材に的確に記載されていることを学習者に意識付けさせることができ、あらためて教材の存在を学習者に認識させることができる。
また、デジタルペンで読み取り、通信端末を経由して送信された解答情報は、電子データであるため、機械的な採点方法の選択が可能になる。
また、送信された解答情報には時刻情報が含まれるため、教材を読んで、解答し終わった時間差などを参照することによって、学習者の理解力が平均的なものであるか否か判断することができる。
また、チェックボックスの設定数によって、時間要素を細かに把握できるため、どの問題は易しかったか、難しかったかの判断を行うことができ、また、極めて短い時間で解答されている場合は、他人の解答を参照した可能性がある等の判断も行うことができる。

以下、図面を参照して、本発明の学習指導支援システム及び支援方法について説明する。
図１は、本発明の学習指導支援システムを構築するための装置や教材，解答用紙について説明するための図，図２は、本発明の学習指導支援システムで使用される解答用紙の一例について説明するための図，図３は、本発明の学習指導支援システムを構築するための装置と主な役割について説明するための図，図４は、本発明の学習指導支援方法の支援手順の一例について説明するための図，図５は、学習者と学習支援者が行う主な内容について説明するための図，図６は、デジタルペンの一例について説明するための図，図７は、専用ドットパターンの一例について説明するための図，である。

図１を参照して、本発明の学習指導支援システムを構築するための装置や教材，解答用紙について説明する。
本発明の学習指導支援システムは、少なくとも筆記手段と送信手段を有するデジタルペンと、デジタルペン専用ドットパターンが印刷された解答用紙を使用した学習指導支援システムであって、少なくとも教材コードとページが視認可能に印刷された教材６と、解答用紙に記載された筆記情報を内蔵するデジタルカメラによってドットパターン情報として取得して記憶するデジタルペン１と、デジタルペン専用ドットパターンが印刷された解答用紙５と、デジタルペンに接続された通信端末２と、ネットワーク上で通信端末に接続されたデジタルペンシステム管理サーバ３と、前記デジタルペンシステム管理サーバ３または通信端末２に接続された学習支援サーバ４によって構築される。

以下にそれぞれの装置、および、教材，解答用紙について説明する。

先ず、図６を参照して、デジタルペン１について説明する。
デジタルペン１は、インクカートリッジ１０８を伴った筆記部１０６、ドットパターンを読み取るデジタルカメラによる撮像部１０５、読み取ったドットパターン情報から座標情報を演算する演算部、デジタルカメラで読み取られた筆記情報（ドットパターンの座標情報）を記憶する記憶部１０３、通信端末にストロークの座標情報を送信する通信部１０２、これらの機能を制御する制御部１０４、デジタルペン用の圧力センサ１０７、図示しないが電源部、時間要素生成機能部で構成され、これらをデジタルペン１の筐体１０１の内部に搭載している。
デジタルペン１は、デジタルペン専用用紙に印刷されたドットパターン情報を撮像部１０５で読み取って、ドットパターン情報から演算した座標情報を記憶部１０３で記憶する。デジタルペン１は、座標情報を、デジタルペンのユニークな識別情報や、時間要素生成機能部で生成される時刻情報（時間情報）などと共に通信部１０２から通信端末に送信する。
通信部１０２は、ＵＳＢ（ＵｎｉｖｅｒｓａｌＳｅｒｉａｌＢｕｓ）対応、または、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（ＴｈｅＢｌｕｅｔｏｏｔｈＳＩＧ，Ｉｎｃ．の登録商標）対応となっている。
また、デジタルペン１の筐体１０１に組み込まれた筆記部１０６は、単なる筆記具として使用することもできるようになっている。

筆記部１０６は、筆記情報を可視状態で記載部に残す役割の他に、デジタルカメラによる撮像部１０５と、ドットパターン印刷面との距離を一定にする役割を担っている。
筆記部１０６がデジタルペン筐体１０１に装着されたときに、インクカートリッジ１０８側の先端が、デジタルペン筐体１０１に取り付けられたデジタルペン用の圧力センサ１０７に接触するようになっている。
この圧力センサ１０７は、情報の記載が開始されることを制御部１０４に伝える役割と、筆圧の強弱を読み分ける役割を備えている。
そのために、本発明では利用しないが、署名の際に筆圧による特徴を把握し、署名している者が、例えば、登録されている者か否かを判定する利用分野にも対応できるようになっている。
インクカートリッジ１０８の残量を確認する場合、または、充填する場合は、例えば、筆記部１０６をデジタルペン筐体１０１の先端から引き抜いてインクの残量確認、または、インクの補充を行う。

図７を参照して、デジタルペン専用ドットパターンについて説明する。
解答用紙には、図に示すようなデジタルペン専用ドットパターンが基材（紙）全面または、情報記載欄だけに、例えば、赤外線領域の光を吸収するインキでプリント、または、印刷されている。
図に示す縦横の仮想線は、説明し易くするために便宜上記載しており、実際には印刷されていない。
デジタルペン専用ドットパターンの各ドットは、０．３ｍｍ間隔で形成された直角に交わる縦横の仮想線の交点近傍に、それぞれ異なる４方向の何れかに配置され、（デジタルペンの撮像部で認識可能な）有色のインキで印刷されている。
スウェーデン国のアノト社のシステムでは、３６個のドット（約４ｍｍ ²の内側に印刷されたドット群）を１単位情報として扱っている。

デジタルペンで、解答用紙に教材コードや解答などの文字を記載したり、チェック欄にチェックマークを記載すると、ペン先がどの位置をなぞっているか、その近傍に印刷されたドットパターンの座標情報をデジタルペンに内蔵された撮像部で読み取って演算し、ペン先が移動した単位情報の軌跡を座標情報としてデジタルペンの記憶部に記憶するようになっている。
また、一つのアプリケーションには、同一のドットパターンが存在しないように管理される。

デジタルペンシステム管理サーバ３について説明する。
デジタルペンシステム管理サーバ３は、図示しないが、多くの場合、ＰＬＳサーバと、ＡＳＨサーバに分けられて使用される。
通信端末から送信されたストロークの座標情報は、まず、ＰＬＳ（ＰａｐｅｒＬｏｏｋ−ｕｐＳｅｒｖｉｃｅ）と呼ばれるデジタルペンシステム管理サーバに送信される。
ＰＬＳサーバは、受信したドットパターンのストロークの座標情報から、使用されているアプリケーションを割り出して、そのアプリケーション支援を行うＡＳＨ（ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｅｒｖｉｃｅＨａｎｄｌｅｒ）サーバのＵＲＬ（ＵｎｉｆｏｒｍＲｅｓｏｕｒｃｅＬｏｃａｔｏｒ）とストロークの座標情報を通信端末２に送信する。

通信端末２について説明する。
通信端末２は、例えば、キーボードなどの入力手段，インターネットに接続されて入力情報を送受信する送受信手段，ディスプレイなどの表示手段，入力情報や読み込んだ情報を保存する保存手段等を有する、例えば、パームトップ型，デスクトップ型，ノート型パーソナルコンピュータや、ＰＤＡ（ＰｅｒｓｏｎａｌＤｉｇｉｔａｌＡｓｓｉｓｔａｎｃｅ），携帯電話のような装置である。
通信端末２は、デジタルペン１から送信されたドットパターン情報や時刻情報をＵＳＢや、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ対応のインターフェイスで受信し、ＰＬＳサーバに送信する。
ＰＬＳサーバは、受信したドットパターンによって適切なＡＳＨサーバを割り出し、ＡＳＨサーバのＵＲＬを通信端末２に返信する。
通信端末２は、ドットパターンによる座標データをＡＳＨサーバのＵＲＬに送信する。
ＡＳＨサーバは、通信端末２から受信した調査内容をアプリケーションプログラムによって編集し、テキストデータなどに変換して通信端末２、または、学習支援サーバ４等に送信する。

前述のデジタルペンシステム管理サーバ３（ＰＬＳサーバ，ＡＳＨサーバ）の機能を前述の通信端末２に内蔵，ダウンロードまたは外付け、して使用することもできる。

学習支援サーバ４について説明する。
ネットワークに接続された学習支援サーバ４は、ＤＢ（データベース）に接続され、例えば、扱っている各種教材のコードとページごとに記載されている内容や、教師が作成した、教材に沿った試験問題やその解答を格納している。
また、学習者の属性や契約内容、会費の納入状況等が学習者番号と共に格納されている。
通信端末からの要求に基づいて、または、定められた期日に、解答用紙や、連絡事項などを送信し、学習指導に必要な支援を行う。

図２を参照して、本発明の学習指導支援システムで使用される解答用紙の一例について説明する。
解答用紙５は、「レポート用紙」でも、「問題用紙」でも、「テスト用紙」でもよい。
解答用紙５には「教材コード」５１，「学習者番号」，「氏名」，「出題範囲（解答を導く内容が記載された教材の頁（ページ）を記載）」５２，「解答」５３などの「解答情報」や、「問題」などの事前印刷情報がプリント、または、印刷されている。
「学習者番号」は、デジタルペンが有するユニークな識別コードから取得することもできるが、知り合い同士で交換して使用したり、故障した際に借用して使用する事も考えられ、敢えて学習者に記載させる。

また、図に示す例では、解答用紙５の情報記載欄には記載順序を示す「斜体数字（１〜８）」が、透明性を有し、赤外線を反射するインキで印刷される。
解答用紙５の解答情報記載面には全面にわたって、または、解答情報記載欄だけに前述の専用ドットパターンが印刷される。
図に示すように、「教材コード」５１や、「学習者番号」、「氏名」等の記載欄をはじめとして、「問題」に関連する内容が記載された教材の「出題範囲」を「教材の＜頁＞で記載する欄（ページ記載欄）」５２が設けられている。
また、「解答欄」５３が設けられており、文字や数字で解答を記載するようになっている。
前記、「問題」、「出題範囲」、「解答欄」は、複数設けられ、複数の枚数にわたって設けられる場合もある。

前述の「教材コード」５１，「学習者番号」，「氏名」，「出題範囲」，「解答」を記載した後に、問題毎にチェックマークを記載するためのチェックボックス５４が設けられている。
また、解答作業が終了して通信端末に解答情報を送信するための送信ボックス５５が設けられている。
前記チェックボックス５４は、デジタルペンで解答情報を記載するすべての欄に設けられていてもよい。
これら「チェックマーク」を記載するためのチェックボックス５４は、解答の際の時間的要素を収集するために設けられており、デジタルペンに内蔵された「時間要素生成機能部」によって生成された時間情報が記憶される。前記「時間情報」は時刻情報でも、各記載欄に記載された時間の差による間隔時間情報でもよい。

解答用紙は、学習者の「プリント装置」で出力される場合や、郵送で送り届けられる場合がある。

図３を参照して、本発明の学習指導支援システムを構築するための装置と主な役割について、手順に従って説明する。
デジタルペン１は筆記手段によって解答用紙に解答情報を記載し、解答情報を記憶し、解答情報を通信端末に送信する（ステップ１：以下Ｓ１と記載する）。
通信端末２は、デジタルペン１からドットパターンによる解答情報を受信し、デジタルペンシステム管理サーバ３に送信する（Ｓ２）。
デジタルペンシステム管理サーバ３のＰＬＳサーバは、受信したドットパターンのストロークの座標情報から、使用されているアプリケーションを割り出して、そのアプリケーション支援を行うＡＳＨサーバのＵＲＬを通信端末２に送信する。通信端末は、受信したＡＳＨサーバのＵＲＬにストロークの座標情報を送信し、テキストデータに変換してもらう（Ｓ３）。
通信端末２は、受信したテキストデータや時間情報を学習支援サーバ４に送信する（Ｓ４）。
学習支援サーバ４は、解答情報を受信し（Ｓ５）、専用プログラムで解答情報を解析し（Ｓ６）、学習者番号別に解答情報と採点情報を含む進展状況をＤＢに登録する（Ｓ７）。
学習支援サーバ４は、所定の時期に解答情報などの学習支援情報を通信端末に送信する（Ｓ８）。Ｓ８では、郵送手段によって送付されてもよい。

図４を参照して、本発明の学習指導支援方法の、支援手順の一例について説明する。
図４では、「学習指導支援方法の支援手順の一例」について、「解答用紙の記入手順の例」で説明する。
学習者は、解答用紙を開く（Ｓ１１）。デジタルペンの電源を「ＯＮ」にする（Ｓ１２）。
解答用紙の教材コード記載欄に教材コードを記載する（Ｓ１３）。解答用紙の学習者番号記載欄に、学習者番号を記載する（Ｓ１４）。解答用紙の氏名記載欄に、氏名を記載する（Ｓ１５）。解答用紙のチェックボックスにチェックマークを記載する（Ｓ１６）。
解答用紙に印刷された最初の問題を読む（Ｓ１７）。
教材を開いて、問題の解答を行うための内容が記載された頁を開いて何ページに記載されているかそのページ数を記載する（Ｓ１８）。
Ｓ１８のページ（頁）に記載されている内容をよく読んで理解し、解答欄に解答を記載する（Ｓ１９）。解答様式には、文章で記述して解答する方式以外に、「まる、ばつ」式，「イエス、ノー」選択方式，または、「番号」選択方式がある。
解答用紙のチェックボックスにチェックマークを記載する（Ｓ２０）。
Ｓ１７〜Ｓ２０を問題の数だけ繰り返す。
問題の解答作業が完了したら、解答用紙の送信ボックスにチェックマークを記載し、解答情報を送信する（Ｓ２１）。

図５を参照して、学習者と学習支援者が行う主な内容について説明する。
学習者は、「学習支援システム説明書」を学習支援者に請求する（Ｓ３１）。
学習支援者は、「学習支援システム説明書」を学習者に送付する（Ｓ３２）。
学習者は、学習支援システムに入会する（Ｓ３３）。
学習支援者は、学習者の資格を入会基準に照らし合わせ入会を許可し「デジタルペン，教材，初回の解答用紙」を学習者に送付する（Ｓ３４）。
決められた手順に則って学習を開始する（Ｓ３５）。
解答用紙に記載した解答情報を送信する（Ｓ３６）。
Ｓ３６の後は、図３で説明したＳ５に沿って進められる。
その後は、適時学習支援情報や、新規教材などが学習支援者から、学習者に送付される。

大学の通信教育，不登校の児童のための通信教育，簿記やペン字等の社会教育，税理士や行政書士などの資格取得を対象とした通信教育などの分野に利用できる。

本発明の学習指導支援システムを構築するための装置や教材，解答用紙について説明するための図である。本発明の学習指導支援システムで使用される解答用紙の一例について説明するための図である。本発明の学習指導支援システムを構築するための装置と主な役割について説明するための図である。本発明の学習指導支援方法の支援手順の一例について説明するための図である。学習者と学習支援者が行う主な内容について説明するための図である。デジタルペンの一例について説明するための図である。専用ドットパターンの一例について説明するための図である。

符号の説明

１デジタルペン
２通信端末
３デジタルペンシステム管理サーバ
４学習支援サーバ
５解答用紙
６教材
５１教材コード記載欄
５２ページ記載欄
５３解答記載欄
５４チェックボックス
５５送信ボックス
１０１筐体
１０２通信部
１０３記憶部
１０４制御部
１０５撮像部
１０６筆記部
１０７圧力センサ
１０８インクカートリッジ

Claims

少なくとも筆記手段と送信手段を有するデジタルペンと、デジタルペン専用ドットパターンが印刷された解答用紙を使用した学習指導支援システムであって、
少なくとも教材コードと、ページが視認可能に印刷された教材と、
解答用紙に記載された筆記情報を、内蔵するデジタルカメラによってドットパターン情報を読取り、座標情報として取得して記憶するデジタルペンと、
デジタルペン専用ドットパターンが印刷された解答用紙と、
デジタルペンと通信する通信端末と、
を備え、
前記解答用紙は、教材コード記載欄と、問題に関連する内容が記載された教材のページを記載するページ記載欄と、解答記載欄とを有し、
前記デジタルペンは、前記解答用紙の前記教材コード記載欄と、前記ページ記載欄と、前記解答記載欄に記載することで取得したストロークの座標情報を前記通信端末へ送信することを特徴とする学習指導支援システム。
請求項１に記載の学習指導支援システムにおいて、
前記デジタルペンは、時間情報を生成する時間要素生成機能部をさらに備え、
前記解答用紙は、前記解答記載欄ごとに、解答記載後にチェックマークを記載して、解答の時間的要素を収集するためのチェックボックスと、送信ボックスとをさらに有し、
前記デジタルペンは、前記チェックボックスへのチェックマーク記載時に前記時間要素生成機能部により生成された時間情報を、前記座標情報とともに、前記送信ボックスのドットパターンを読取った際にまとめて前記通信端末へ送信することを特徴とする学習指導支援システム。
請求項２に記載の学習指導支援システムにおいて、
さらに、ネットワーク上で通信端末に接続された学習支援サーバを備え、
前記通信端末は、前記座標情報と前記時間情報とを前記学習支援サーバへ送信することを特徴とする学習指導支援システム。