JP4925778B2 - 学習管理プログラム及び学習管理装置 - Google Patents

Description

本発明は、コンピュータを使用して、教材作成，学習及び成績管理を総合的にサポートする学習管理技術に関する。

コンピュータを利用した学習管理装置の目的は、一人の教師が多数の学習者を相手にするのでは十分に行き届かないサポートを、コンピュータで支援することにある。かかる学習管理装置においては、特開２００３−６６８１８号公報（特許文献１）に記載されるように、教材に関連付けて被検索キーワード，レベルなどを属性（メタデータ）として定義し、これを利用して学習者に適合すると考えられる教材を選択・提供する構成が採用されている。
特開２００３−６６８１８号公報

しかしながら、従来提案技術においては、教材に関連付けて定義された属性は、その提供者の考えに基づいて固定的かつ一義的に定義されたものであるため、提供者と学習者との間に認識の違いがあると、学習者に適合した教材が必ずしも提供されないおそれがあった。その事例を簡単に説明すると、例えば、提供者が「中級レベル向け」と定義した教材が、実際には初心者の利用が多く、かつ、初心者にとっても十分理解可能なものであったとする。この前提条件において、学習者が初心者向けの教材を探していた場合、提供者により定義されたレベルが適切でないため、その教材は検索時にヒットせず、これを学習することができない。

そこで、本発明は以上のような従来の問題点に鑑み、教材に関連付けて可変属性を定義できるようにし、これを学習結果に応じて動的に更新することで、学習者に適合した教材を提供できるようにした学習管理技術を提供することを目的とする。

このため、本発明に係る学習管理技術では、教材を特定する固定属性、並びに、少なくとも学習対象者の要求能力を特定するレベル及び被検索キーワードが定義された可変属性を含んで構成される教材情報をデータベースに登録する。そして、学習希望者から、該学習希望者により指定された検索キーワードを含む学習希望要求を受け付けたときに、データベースに登録された教材情報の可変属性を参照し、検索キーワードと被検索キーワードとが一致する教材の中から、学習希望要求に係る学習希望者のレベルに適合した教材を選択して提供する一方、学習者による教材の学習結果に応じて、データベースに登録された教材情報の可変属性を更新する。

本発明に係る学習管理技術によれば、教材情報の可変属性、即ち、学習対象者の要求能力を特定するレベルは、その教材の学習結果に応じて動的に更新されるため、教材提供者により定義されたレベルが不適切であっても、これが適切なものに適宜修正される。このため、例えば、教材提供者により「中級向き」と定義された教材が初心者であっても理解可能なものであれば、そのレベルが「初心者向き」と修正され、次回以降の教材提供において、これが初心者に対して提供されることとなる。従って、教材提供者にとっては教材を有効活用できる一方、その学習者にとっては適合した教材を学習できるようになり、学習効果を向上させることができる。

以下、添付された図面を参照して本発明を詳述する。

図１は、本発明を具現化した学習管理装置の全体構成を示す。

学習管理装置（ＬＭＳ：Learning Management System）１０は、ＣＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−ＲＯＭなどのコンピュータ読取可能な記録媒体に記録された学習管理プログラムを、例えば、サーバなどの汎用コンピュータにインストールすることで構築される。学習管理装置１０には、学習者情報が登録される学習者情報ＤＢ（Database）１０Ａと、学習コンテンツ（教材）及び教材情報が登録される教材情報ＤＢ１０Ｂと、が備えられる。また、学習管理装置１０では、学習管理プログラムを実行することで、学習者管理，進捗管理及び出題・採点などを行う学習管理部１０Ｃと、教材情報ＤＢ１０Ｂに登録された教材及び教材情報を検索，参照及び更新する教材管理部１０Ｄと、が夫々実現される。そして、学習管理装置１０は、インターネット，イントラネットなどのネットワーク２０を介して、学習者が利用する少なくとも１つのクライアント３０と相互接続される。なお、教材情報ＤＢ１０Ｂ及び教材管理部１０Ｄは、学習管理装置１０とは別体で外部に設けられていてもよい。

学習者情報は、図２に示すように、固定属性及び可変属性を含んで構成される。固定属性は、学習者を特定する静的な属性であって、例えば、識別子，所属及び氏名を含んで構成される。また、可変属性は、書換・追加などの更新が可能な動的な属性であって、例えば、最終更新日，レベル及び教材の学習履歴を含んで構成される。固定属性及び可変属性は、図３に示すように、ＸＭＬ（eXtensible Markup Language）を用いたメタデータとして定義することができる。ここで、学習者のレベルとしては、例えば、タグ<ability>を用いて、各教科ごとに偏差値などの客観的な数字で表すことができる。なお、ＸＭＬの代わりに行指向のメタデータを用いて、固定属性及び可変属性を定義するようにしてもよい（以下同様）。

一方、教材情報は、図２に示すように、固定属性及び可変属性を含んで構成される。固定属性は、教材を特定する静的な属性であって、例えば、識別子，所在，名称及び少なくとも１つの被検索キーワードを含んで構成される。また、可変属性は、書換・追加などの更新が可能な動的な属性であって、例えば、最終更新日，レベル（学習対象者の要求能力を特定するレベル），各種統計情報，利用履歴，標準学習時間，被検索キーワード及び学習対象者を含んで構成される。固定属性及び可変属性は、図４に示すように、ＸＭＬを用いたメタデータとして定義することができる。ここで、教材のレベルとしては、例えば、タグ<required＿ability>を用いて、学習者のレベルと比較可能な数字で表すことができる。

図５は、クライアント３０において学習希望者がログインし、学習管理装置１０が学習希望要求を受け付けたときに、学習管理部１０Ｃ及び教材管理部１０Ｄが協働して実行される可変属性変更処理を示す。なお、学習希望要求には、学習者を特定する識別子及び教材選択に資する検索キーワードが含まれているものとする。

ステップ１（図では「Ｓ１」と略記する。以下同様）では、学習者情報ＤＢ１０Ａを参照し、学習者の識別子に対応する学習者情報を取得する。

ステップ２では、学習者に適合した複数教材を選択する。即ち、教材情報ＤＢ１０を参照し、検索キーワード及び学習者情報の可変属性に含まれるレベルと、教材情報の固定属性に含まれる被検索キーワード及びその可変属性に含まれるレベルと、をマッチングさせることで、学習者に適合すると考えられる複数の教材を選択する。

ステップ３では、学習者に対して、教材一覧を提示する。

ステップ４では、学習者により学習を希望する教材が選択されたか否かを判定する。そして、教材が選択されたならばステップ５へと進む一方（Ｙｅｓ）、教材が選択されなければ待機する（Ｎｏ）。

ステップ５では、学習者に対して、選択された教材を提供する。

ステップ６では、教材に含まれる試験が終了したか否かを判定する。そして、試験が終了したならばステップ７へと進む一方（Ｙｅｓ）、試験が終了していなければ待機する（Ｎｏ）。

ステップ７では、試験を採点する。

ステップ８では、学習者情報ＤＢ１０Ａに登録される学習者情報の可変属性に、図６に示すように、学習履歴として、学習した教材，試験結果及び統計情報を追加登録する。図示の例では、学習者が数学Ｂを選択し、その試験結果が５０点であると共に、数学Ｂの学習者全体の統計情報として、その母集団が３１，偏差値が５５，平均点が５７点及び標準偏差が１５であることが登録される。また、試験結果に応じて、学習者のレベルを適宜更新する。

ステップ９では、教材情報ＤＢ１０Ｂに登録される教材情報の可変属性に、図７に示すように、学習者の利用履歴を追加登録する。また、その可変属性の統計情報を、学習者の試験結果に応じて適宜更新する。図示の例では、学習者の試験結果が５０点であると共に、学習者全体の統計情報として、その母集団が３１，平均点が６４点及び標準偏差が１２であることが登録される。なお、利用履歴において、学習者を特定する情報が公開されないときには、試験日時及びその結果のみを登録するようにすればよい。また、試験結果に応じて、学習対象者のレベルを適宜更新する。即ち、教材提供者が設定したレベルに応じた試験結果に対して、学習者の試験結果が大幅に低い又は高いときには、そのレベルが不適切であったと判断することができる。このようなときには、試験結果に応じてレベルを適宜更新することで、学習者に対して適切な教材を提供することができるようになる。

かかる可変属性更新処理によれば、学習者情報ＤＢ１０Ａ及び教材情報ＤＢ１０Ｂが参照され、学習者に対して、検索キーワード及びレベルに適合した複数教材の一覧が提供される。そして、学習者がその中から学習を希望する教材を選択すると、教材情報ＤＢ１０Ｂから教材が取得され、これが学習者に提供される。このとき、学習者が最終的に学習する教材を選択するので、本当に学習を希望する教材を確実に選択することができる。また、教材の学習成果を把握する試験が終了すると、その学習事実及び試験結果に応じて、学習者情報及び教材情報の可変属性が適宜更新される。このとき、学習者の試験結果に応じて教材のレベルが動的に変更されるので、例えば、教材提供者が「中級向き」と定義した教材が初心者であっても理解可能なものであれば、そのレベルが「初心者向き」と修正され、次回以降の教材提供において、これが初心者に対して提供されることとなる。このため、教材提供者にとっては教材を有効活用できる一方、その学習者にとっては適合した教材を学習できるようになり、学習効果を向上させることができる。

ここで、ステップ２において学習者に適合した教材を選択するとき、教材情報の可変属性に利用履歴が登録されていれば、その可変属性に登録されるレベルをマッチング対象とする代わりに、利用履歴から演算されるレベルをマッチング対象とするようにしてもよい。可変属性に登録されるレベルは、客観性を付与すべく、その教材を学習した全学習者の学習結果から算出されているため、必ずしも適切なものではない可能性がある。即ち、学習者のレベルが徐々に向上しているときには、最近の学習者の学習結果から算出されたレベルをマッチング対象としたい、又は、不適切なレベルの学習者による影響が反映されている可能性があるから、学習希望者のレベルに近い学習者の学習結果から算出されたレベルをマッチング対象としたい、などの各種要望が想定される。

前者の要望の場合には、教材情報の可変属性に登録される利用履歴の中から、学習日時を用いたフィルタリングで絞り込みを行い、絞り込まれた利用履歴から再計算されたレベルをマッチング対象とすればよい。一方、後者の要望の場合には、利用履歴に学習者を特定する情報が登録されていれば、その学習者の学習情報を参照し、教材情報の可変属性に登録される利用履歴の中から、学習希望者のレベルに近い学習者の利用履歴を絞り込み、これらから再計算されたレベルをマッチング対象とすればよい。

このように、教材を学習した全学習者のうち、所定規則によって絞り込まれた学習者の学習結果から演算されたレベルをマッチング対象とすることで、各種要望に応じたマッチングが可能となり、学習希望者により適合した教材を選択することができる。

また、学習者情報の可変属性に学習履歴を順次登録しておくことで、任意の時点で学習者情報を見直すことができる。例えば、学習者である佐藤さんが「数学Ｂ」を学習した時点で、それ以前に学習した「数学Ａ」の学習者が増加し、その平均点が低下してしまったとする。数学Ａの学習時点では成績があまり良くないと思われていた佐藤さんは、実は成績が良かったという結果になるかもしれない。このため、学習履歴の統計情報を再計算し、学習者情報の可変属性を適宜更新することが必要になる。

図８は、更新対象たる学習者を指定して実行される、学習者情報の更新処理を示す。

ステップ１１では、学習者情報ＤＢ１０Ａを参照し、その学習者における学習者情報を取得する。

ステップ１２では、学習者情報の可変属性から、学習履歴を順次取得する。

ステップ１３では、学習履歴が取得できたか否か、即ち、すべての学習履歴が処理されたか否かを判定する。そして、学習履歴が取得できたならばステップ１４へと進む一方（Ｙｅｓ）、学習履歴が取得できなかったならば処理を終了する（Ｎｏ）。

ステップ１４では、教材情報ＤＢ１０Ｂを参照し、学習履歴に対応した教材情報として、例えば、学習履歴に含まれるタグ<id>により特定される教材情報を取得する。

ステップ１５では、学習者情報及び教材情報の可変属性に基づいて、学習者情報を更新する必要があるか否かを判定する。その具体的な判定処理としては、教材情報における利用履歴を参照し、その最新学習日時から所定時間経過したとき、又は、学習者情報及び教材情報における統計情報を参照し、学習者が所定人数増加したときに、学習者情報を更新する必要があると判定することができる。そして、学習者情報の更新が必要であると判定されればステップ１６へと進む一方（Ｙｅｓ）、学習者情報の更新が必要でないと判定されればステップ１２へと戻る（Ｎｏ）。

ステップ１６では、教材情報における利用履歴を用いて、学習者情報における学習履歴の統計情報を再計算する。また、統計情報の再計算に伴って、学習者のレベルを変更する必要があるときには、これも併せて更新する。

図９は、学習希望要求に応答して、教材情報ＤＢ１０Ｂに登録された教材情報の可変属性に、被検索キーワードを追加登録するキーワード登録処理を示す。

ステップ２１では、学習希望要求に含まれる検索キーワードを順次取得する。

ステップ２２では、教材情報ＤＢ１０Ｂを参照し、取得した検索キーワードをキーとして教材を検索する。

ステップ２３では、教材が検索できたか否かを判定する。そして、教材が検索できたならばステップ２４へと進み（Ｙｅｓ）、図１０に示すように、教材情報の可変属性として、被検索キーワードの利用回数を計数するタグ<word count>のカウンタをインクリメントする。一方、教材が検索できなかったならばステップ２５へと進み（Ｎｏ）、同図に示すように、教材情報の可変情報として、タグ<keyword>に被検索キーワードを追加登録すると共にそのタグ<word count>のカウンタを１に設定する。

ステップ２６では、すべての検索キーワードを処理したか否かを判定する。そして、すべての検索キーワードを処理したならば処理を終了する一方（Ｙｅｓ）、すべての検索キーワードを処理していなければステップ２１へと戻る（Ｎｏ）。

かかるキーワード登録処理によれば、学習希望者により指定された検索キーワードが教材情報の固定属性に定義されていないときには、これがその可変属性に追加登録される。例えば、図１０の上段に示すように、教材Ａの教材情報の固定属性として、その提供者によって静的かつ一義的に定義された被検索キーワードが「ＡＡＡＡ」及び「ＢＢＢＢ」であったとする。そして、教材Ａを検索すべく、検索キーワード「ＡＡＡＡ」及び「ＣＣＣＣ」が指定されると、同図下段に示すように、教材情報の固定属性に定義されていない検索キーワード「ＣＣＣＣ」がその可変属性に追加登録される。このため、その後の教材検索においては、追加登録された被検索キーワードも検索に資することとなり、そのヒット率を向上させることができる。

また、教材情報の可変属性として、被検索キーワードの利用回数が計数されるので、例えば、その計数値に応じて可変属性の被検索キーワードを降順にソートすれば、検索効率を向上させることができる。一方、可変属性の被検索キーワードをソートせずに、学習希望者に対して教材一覧を提示するときに、被検索キーワードの利用回数に応じて教材の表示順序を変えるようにすれば、学習希望者の選択効率を向上させることができる。

次に、学習者情報及び教材情報の可変属性を使用した応用例を説明する。
（１）教材の難易度を提示
学習者情報の可変属性に登録された学習履歴を利用し、学習者のレベルに対する教材の難易度を提示することもできる。学習者のレベルとしては、図１１においてタグ<ability>で示すように、例えば、学習履歴の試験結果から演算した偏差値を用いることができる。一方、図１２に示すように、教材情報の可変属性に試験結果の統計情報を登録し、これと学習者のレベルとを比較することで、その教材が学習者にとって適したものであるか否かを判断することができる。

そして、学習者情報から学習者のレベルを取り出す一方、教材の試験結果から教材理解度を演算し、教材情報の可変属性として、学習者のレベルと教材理解度の相関を登録しておくとよい。このようにすれば、学習者情報及び教材情報を参照することで、学習希望者に対して、「簡単すぎます」「難しすぎます」といった提案や、適切な難易度の教材を提示することが可能となる。

ここで、学習者のレベルと教材の試験結果との関係を利用して、３母数ロジスティック関数から、教材の難易度を演算する実例を示す。３母数ロジスティック関数は、ＩＲＴ（項目応答理論）などで用いられ、能力値に対する得点可能性を演算する関数であって、次式で示すように、３つのパラメータａ，ｂ及びｃにより定義される。

学習者のレベルと教材の試験結果との関係から、この関数に適合するパラメータを求め、図１３に示すように、これを教材情報の可変属性に登録しておけば、簡単に難易度を演算することができる。具体的には、教材の可変属性として、学習者のレベル及び教材の試験結果を登録しておき、学習が終了するごとにパラメータを演算すればよい。
（２）教材にイベントを埋め込む
異なる学習管理装置間で同一情報を活用するために、可変属性を利用する教材には、各項目をどのように更新するかについて、その手順又はプログラムなどの何らかの更新手段を埋め込むことができる。即ち、教材情報の可変属性に、どのような条件で更新が発生するかを定義する「イベント定義」、どのプログラムによって更新が実行されるかを定義する「イベントハンドラ」及びどの属性をどのようにして更新するかを定義する「イベントプロシージャ」を含めておく。

内容の評価をフィードバックする教材を実現するためには、例えば、教材情報の可変属性を図１４に示すように定義すればよい。同図では、「math-2-004」という教材について、「math-1-p3-2」で特定されるページにイベントが埋め込まれている例を示している。その教材には、図１５に示すように、ボタンが２つ含まれている。そして、ページの遷移は、ボタンを介して、その説明が理解できたか又は理解できなかったかを評価することによって行われるようにする。ボタンが押されると、「callback＿lebel.cgi」というプログラムに引数１又は２を渡し、タグ<target>におけるタグ<easy>又は<difficult>のカウンタがインクリメントされる。また、この評価情報を教材情報の可変属性に順次登録しておけば、教材の表現や構成の見直しを行うときに指標とすることができる。

図１６は、教材に埋め込まれたイベントの処理を示す。

ステップ３１では、教材情報ＤＢ１０Ｂを参照し、教材情報を取得する。

ステップ３２では、図１５に示すような最初のページを提供する。

ステップ３３では、教材情報の可変属性にタグ<event>が定義されているか否かを介して、イベントが埋め込まれているか否かを判定する。そして、イベントが埋め込まれていたならばステップ３４へと進む一方（Ｙｅｓ）、イベントが埋め込まれていなければステップ３９へと進む（Ｎｏ）。

ステップ３４では、入力受付待ち、即ち、ページのボタンが押されるまで待機する。

ステップ３５では、引数が１であるか否か、即ち、学習者が「理解できた」というボタンを押したか否かを判定する。そして、引数が１であればステップ３６へと進み（Ｙｅｓ）、タグ<easy>のカウンタをインクリメントする。一方、引数が１でなければステップ３７へと進み（Ｎｏ）、タグ<difficult>のカウンタをインクリメントする。

ステップ３８では、次のページを提供した後、ステップ３３へと戻る。

ステップ３９では、次のページがあるか否かを判定する。そして、次のページがあればステップ３８へと進む一方（Ｙｅｓ）、次のページがなければ処理を終了する（Ｎｏ）。

また、インストラクションやアプリケーションを呼び出せる教材を実現するためには、例えば、教材情報の可変属性を図１７に示すように定義すればよい。同図では、「F5」キーが押されたときに、「something.exe」というプログラムを「-show＿dialog」という引数で呼び出す例を示している。さらに、「F5」キーによりポップアップで「hello」というメッセージを表示するときには、教材情報の可変属性を図１８のように定義すればよい。これは、例えば、ヒントや説明を表示することに応用できる。その他、教材中のキーワードがクリッカブルになっていて、これをクリックするとその詳細な説明が表示されるようにしてもよい。

イベントの利用回数を教材情報の可変属性に登録しておけば、教材の説明内容とキーワードの相関などを得ることで、教材のポイントや説明不足の箇所などを把握することができる。例えば、あるキーワードの説明を要求するイベントの発生頻度が高いときには、そのキーワードに関して説明が不足している、又は、想定している学習者レベルが教材に適合していない、などの分析を行うことができる。この場合には、教材情報の可変属性は図１９に示すように定義される。

このように、教材情報の可変属性を利用することで、教材の利用可能性が広がる。また、このようにして得られた情報を、学習管理装置や学習者を限定せずに共用することで、その情報についてより客観的な評価及び利用が可能となる。

一方、教材作成装置としては、イベント定義，イベントハンドラ，イベントプロシージャなどを簡単に定義できるようにすればよい。例えば、ＧＵＩ（Graphical User Interface）を用いてボタンや領域などを指定すると共に、そこで実行させたい処理をメニューから選択するようにし、これをシームレスに教材情報の可変属性に登録するようにすればよい。
（３）データ間の関係を記述
教材情報において、教材同士又はデータ同士の関係を定義するようにしてもよい。具体的には、教材情報の可変属性として、データ間の関係はどういうものか、また、それらの関連性の強弱などを登録しておき、これらの関係が変化したときに反映させる。例えば、ＲＤＦなどによりデータ間の関係を定義することが可能である。そして、データ間の関係を利用することで、教材ごとに、図２０に示すようなキーワードマップを作成することが可能となり、学習管理装置や教材からこれらを利用することができる。キーワードマップにおいては、教材の説明内容とキーワードの関係をグラフ構造にし、その関連性の強さを可変属性に登録する。このため、キーワードとその説明の評価が可能となる。また、キーワード間を結ぶ各辺に関連性の強さの重みを与えておき、キーワードの利用頻度や検索条件などに応じて重みを適宜更新することが望ましい。その利用例としては、教材提供者においては、シラバスや書籍から教材を自動作成する一方、学習者においては、キーワードに関する説明や教材を簡単に入手できる。

このような関係をもつ教材同士で、その利用頻度，入手場所などを登録しておけば、教材間の関連マップを作成することができる。そして、教材の試験結果との相関をとることによって、どの教材を組み合わせて学習すれば、理解度が上がるといった傾向をつかむことができるようになる。

ここで、教材関連マップの作成について説明する。

教材の利用履歴に学習者情報が登録されているとき、その学習者の学習履歴を参照すると、例えば、同じ学習者が教材Ａ及び教材Ｂをセットで利用していることが多いなどを把握することができる。具体的には、図２１に示す教材情報では、「http://somewhere/math/1/003/」及び「math-1-003」で特定される教材「数学Ａ」の学習者が、「http://somewhere/math/2/004/」及び「math-2-004」で特定される教材「数学Ｂ」も学習していることを示しており、数学Ｂの学習者は「http://someschool/class/」の「AA01021」と「http://anotherschool/class/」の「BB2001」の２人であることが示されている。

図２２は、教材間の相互関連を登録する処理を示す。なお、教材間の相互関連を作成するときには、すべての教材について処理を行う必要がある。

ステップ４１では、教材情報ＤＢ１０Ｂを参照し、処理対象たる教材の教材情報を取得する。

ステップ４２では、教材情報に利用履歴が登録されているか否かを判定する。そして、利用履歴が登録されていればステップ４３へと進む一方（Ｙｅｓ）、利用履歴が登録されていなければ処理を終了する（Ｎｏ）。

ステップ４３では、利用履歴から学習者に関する情報を順次取得する。

ステップ４４では、学習者に関する情報が取得できたか否か、即ち、利用履歴に登録されているすべての学習者について処理が終了したか否かを判定する。そして、学習者に関する情報が取得できたならばステップ４５へと進む一方（Ｙｅｓ）、その情報が取得できなかったならば処理を終了する（Ｎｏ）。

ステップ４５では、学習者に関する情報にＩＤが登録されているか否か、即ち、学習者を特定する識別子が登録されているか否かを判定する。そして、学習者に関する情報にＩＤが登録されていればステップ４６へと進む一方（Ｙｅｓ）、その情報にＩＤが登録されていなければステップ４３へと戻る（Ｎｏ）。

ステップ４６では、学習者情報ＤＢ１０Ａを参照し、ＩＤにより特定される学習者の学習履歴を取得する。

ステップ４７では、学習履歴が取得できたか否かを判定する。そして、学習履歴が取得できたならばステップ４８へと進む一方（Ｙｅｓ）、学習履歴が取得できなければステップ４３へと戻る（Ｎｏ）。

ステップ４８では、教材情報ＤＢ１０Ｂを参照し、学習履歴により特定される教材の教材情報を取得する。

ステップ４９では、教材情報が取得できたか否かを判定する。そして、教材情報が取得できたならばステップ５０へと進む一方（Ｙｅｓ）、教材情報が取得できなければステップ４３へと戻る（Ｎｏ）。

ステップ５０では、教材情報に関連定義がないか否かを判定する。そして、教材情報に関連定義がなければステップ５１へと進み（Ｙｅｓ）、教材情報の可変属性に、関連する教材情報を追加登録する。一方、教材情報に関連定義があればステップ５２へと進む（Ｎｏ）。

ステップ５２では、教材情報に学習者に関する定義がないか否かを判定する。そして、教材情報に学習者に関する定義がなければステップ５３へと進み（Ｙｅｓ）、教材情報の可変情報に、関連する学習者情報を追加登録する。一方、教材情報に学習者に関する定義があればステップ４８へと戻る（Ｎｏ）。

このようにして関連付けられた教材に含まれるキーワード情報を関連付けることで、キーワードマップを作成することもできる。
（４）教材の自動作成
図２３に示すように、シラバス，書籍などの文書からキーワードを抽出し、そのキーワードが出現するページ，章及び節の関連を、キーワードの出現頻度に基づいて関連付ける。作成対象の教材のページ数に対して、全体の分量が決定されるので、各章に割り振られたページに収まるように、ポイントとなるキーワードを優先して説明を配置する、という手法で教材を自動的に構成することができる。また、このようにして作成された教材は、その提供者によって適宜修正が加えられることが予想される。

図２４は、教材を自動作成する処理を示す。

ステップ６１では、シラバス，書籍中の章・節・項を探し出す。

ステップ６２では、各章のページ数をカウントする。

ステップ６３では、項ごとに形態素解析を行い、名詞を抜き出してキーワードとする。

ステップ６４では、節ごとにキーワードの出現頻度をカウントする。このとき、見出しに含まれていたり、強調されているキーワードには重みを付けてカウントする。

ステップ６５では、作成対象たる教材のページ数を、各章に対してそのページ数に応じて分配する。

ステップ６６では、章ごとに、「分配されたページ数×２」で算出される個数のキーワードを出現頻度順に選択する。

ステップ６７では、各ページに対して、選択されたキーワードをその出現順に２つずつ割り振る。

ステップ６８では、シラバス，書籍などから、キーワードの出現頻度が最も高い項の文章を１００文字以内に自動要約する。

ステップ６９では、教材タイトルに対して、キーワードの出現頻度が最も高い章の見出しを付ける。
（５）学習管理装置
学習管理装置は、可変属性情報が定義されていることを判定し、学習開始時には、その情報を読み込む一方、学習終了時には、適宜更新された情報が別の学習管理装置でも利用可能なように書き込む。実際の処理においては、可変属性情報を外部記憶装置やメモリ上に格納してもよい。

図２５は、検索キーワードが指定されたクエリを受け付けたときに、学習管理装置１０で実行される、学習開始から学習終了までの処理概要を示す。

ステップ７１では、教材情報の固定属性を取得する。

ステップ７２では、教材情報の可変属性を取得する。

ステップ７３では、学習希望者の学習者情報を取得する。

ステップ７４では、教材情報の可変属性と学習者情報の可変属性をマッチングさせて、その学習希望者に適合すると考えられる複数の教材を選択する。

ステップ７５では、学習希望者に対して教材一覧を提示する。

ステップ７６では、学習希望者により選択された教材を提供して学習させる。

ステップ７７では、教材に試験が含まれているか否かを判定する。そして、教材に試験が含まれていればステップ７８へと進む一方（Ｙｅｓ）、教材に試験が含まれていなければステップ８１へと進む（Ｎｏ）。ここで、試験が含まれていない教材は、例えば、あるキーワードを説明するものであり、これを読んで学習するものであると考えられる。

ステップ７８では、試験結果が予め想定された得点以上であるか否かを介して、試験に合格したか否かを判定する。そして、試験に合格したならばステップ７９へと進む（Ｙｅｓ）。一方、試験に合格しなければステップ８５へと進み（Ｎｏ）、再学習するか否かを選択させる。そして、再学習をするときはステップ７６へと戻る一方（Ｙｅｓ）、再学習しなければステップ８２へと進む（Ｎｏ）。

ステップ７９では、その教材が適切なものであったか否か、即ち、学習者に適合したものであったか否かを選択させる。そして、教材が適切なものであればステップ８０へと進む一方（Ｙｅｓ）、教材が適切なものでなければステップ８２へと進む（Ｎｏ）。

ステップ８０では、教材情報の可変属性に利用履歴及び学習時間などを追加登録し、ステップ８３へと進む。

ステップ８１では、教材が終了したか否かを判定する。そして、教材が終了したならばステップ７９へと進む一方（Ｙｅｓ）、教材が終了していなければステップ８２へと進む（Ｎｏ）。

ステップ８２では、学習者情報の可変属性を修正する。

ステップ８３では、学習者情報の可変属性に学習履歴を追加登録する。

ステップ８４では、教材情報の可変属性に被検索キーワードを追加登録する。

かかる処理においては、学習が終了する前に可変属性を更新しているが、これは、不測の事態が発生したとき「終了」が表示されていたのに履歴が残らない、という不具合の発生を避けるためである。要するに、すべての情報を保存する前に、学習終了のステータスにしない方が無難であると考えた結果である。

ここで、「学習トランザクション」という考え方を取り入れる。学習トランザクションは、小さなモジュールを想定した場合、その学習に必要なすべての処理サイクルのことをさす。具体的には、１学習トランザクションは、学習者属性，教材属性，検索キーワードなどから最適モジュールを選択する「前処理」、実際に教材を使用して学習し、試験，アンケートを実施する「学習行為」、及び、学習行為で発生した各種情報を保存する「後処理」からなり、モジュール単位での学習管理を可能とするためのものである。
（６）学習者の能力に適した学習の実現
図２６に示すように、動的組立情報テーブルを参照し、ベース画面に対して、画像素材，テキスト素材，動画素材などからなるコンテンツ素材群から素材を適宜配置することで、学習者の能力に適した教材を生成・提供する。

ここで、動的組立情報テーブルは、図２７に示すように、小さなモジュール単位の学習オブジェクトを選択的に学習する条件を定義したものである。その条件としては、例えば、英語の教材に対して、「文法一般」を学習したい場合や、「時制」の部分だけをピンポイントに学習したい場合などが想定される。このようにすれば、トピックごとに小さな学習モジュールに分割しておくことで、必要な部分のみを学習することができる。これをさらに発展させると、問題一問を１つの学習モジュールとして考えることができる。

このときに、トピックの選択や、問題の難易度の範囲などをカスタマイズしたものが、「動的組立情報テーブル」である。具体的には、問題選択条件が定義されているものと、出題形式のスタイルを定義するものなどがある。これは、予め教材セットとして用意されていてもよいし、学習開始時に学習者による選択から生成されてもよい。

なお、図示の動的組立情報テーブルでは、group「English-1-3」を飛ばして、レベル６０前後の文法問題を選択回答式で出題すべきことが定義されている。一方、教材情報の固定属性には、図２８に示すようなスタイル情報が埋め込まれている。図２７に示す動的組立情報テーブルにおいては、「user＿agent」に「mobile」が指定されているので、学習管理装置はそれに合わせて出題を行うようにする。

図２９は、学習者の能力に適した教材を提供する処理のメインルーチンを示す。

ステップ９１では、何らかの方法で学習者レベルを診断する。

ステップ９２では、学習者情報の可変属性に学習者レベルを登録する。

ステップ９３では、教材を自動作成するサブルーチンをコールする。

ステップ９４では、自動作成された教材を学習者に提供して学習させる。

ステップ９５では、教材に試験が含まれているか否かを判定する。そして、教材に試験が含まれていればステップ９６へと進む一方（Ｙｅｓ）、教材に試験が含まれていなければステップ１００へと進む（Ｎｏ）。

ステップ９６では、試験結果が予め想定された得点以上であるか否かを介して、試験に合格したか否かを判定する。そして、試験に合格したならばステップ９７へと進む一方（Ｙｅｓ）、試験に合格しなければステップ９４へと戻る（Ｎｏ）。

ステップ９７では、教材情報の可変属性に学習時間を追加登録する。

ステップ９８では、教材情報の可変属性に登録された学習者に関する情報を更新する。

ステップ９９では、学習者情報の可変属性に学習履歴を追加登録する。

ステップ１００では、教材が終了したか否かを判定する。そして、教材が終了したならばステップ１０１へと進む一方（Ｙｅｓ）、教材が終了していなければステップ９８へと進む（Ｎｏ）。

ステップ１０１では、その教材が適切なものであったか否か、即ち、学習者に適合したものであったか否かを選択させる。そして、教材が適切なものであればステップ９７へと進む一方（Ｙｅｓ）、教材が適切なものでなければステップ９８へと進む（Ｎｏ）。

図３０は、教材を自動作成するサブルーチンを示す。

ステップ１１１では、学習者情報の可変属性から学習者レベルを取得する。

ステップ１１２では、動的組立情報テーブルを参照し、動的組立情報を取得する。

ステップ１１３では、学習オブジェクトから学習者レベルに適合した問題を選択する。

ステップ１１４では、選択した問題を出題するか否かを判定する。出題判定は、コース（課題）ごとに、動的組立情報に基づいて行われる。具体的には、過去に受験した問題を出題するか、出題難易度レベルの幅、出題形式（図やヒントなどの追加の有無など）、学習している端末の種類、などに基づいて行われる。そして、出題判定がＯＫであればステップ１１５へと進み、その問題を出題する。一方、出題判定がＮＧであれば、次の問題を検討すべくステップ１１３へと戻る（Ｎｏ）。
（７）コンテンツの再利用
教材の再利用とは、既存の教材の一部を利用して新たな教材を作成することである。具体的には、不適切な項目を削除する、足りない項目を追加する、有用な部分を抜き出す、などを行えるようにする。このためには、そのまま抜き出せる小さな単位で教材を作成して可変属性を与えておく、抜き出す範囲が分かるようにしておき、その各範囲について可変属性を与えておく、などの工夫が必要である。

抜き出し可能な各範囲について可変属性を与えておく方法では、元のコンテンツはそのままに、学習者への提示時に適宜項目の省略・追加を行うことが考えられる。このようにすることで、元の教材全体では不適切であったが、他の教材では有用な部分を利用させることができる。

（付記１）教材を特定する固定属性、及び、少なくとも学習対象者を特定するレベルが定義された可変属性を含んで構成される教材情報が登録されるデータベースを用いて、コンピュータが学習希望者に適合する教材を提供する学習管理プログラムであって、前記学習希望者から学習希望要求を受け付けるステップと、前記学習希望要求を受け付けたときに、前記データベースに登録された教材情報の可変属性を参照し、前記学習希望要求に係る学習希望者のレベルに適合した教材を選択するステップと、前記学習希望者に対して、選択された教材を提供するステップと、前記教材の学習結果に応じて、前記データベースに登録された教材情報の可変属性を更新するステップと、をコンピュータに実現させるための学習管理プログラム。（１）

（付記２）前記教材情報の可変属性に定義されたレベルは、前記教材を学習した全学習者の学習結果から演算されたことを特徴とする付記１記載の学習管理プログラム。（２）

（付記３）前記教材情報の可変属性に定義されたレベルは、前記教材を学習した全学習者のうち、所定規則によって絞り込まれた学習者の学習結果から演算されたことを特徴とする付記１記載の学習管理プログラム。（３）

（付記４）前記所定規則は、前記教材の学習日時、及び、前記学習者のレベルの少なくとも一方であることを特徴とする付記３記載の学習管理プログラム。

（付記５）前記学習希望要求には、前記学習希望者により指定された検索キーワードが含まれる一方、前記教材情報の可変属性には、前記検索キーワードにより検索される被検索キーワードが定義され、前記教材を選択するステップは、前記データベースに登録された教材情報の可変属性を参照し、前記検索キーワードと被検索キーワードとが一致する教材の中から、前記学習希望要求に係る学習希望者のレベルに適合した教材を選択することを特徴する付記１〜付記４のいずれか１つに記載の学習管理プログラム。（４）

（付記６）前記学習希望要求に含まれる検索キーワードに基づいて、前記教材情報の可変属性に定義される被検索キーワードを更新するステップを更にコンピュータに実現させることを特徴とする付記５記載の学習管理プログラム。（５）

（付記７）前記被検索キーワードを更新するステップは、前記学習希望要求に含まれる検索キーワードのうち、前記教材情報の可変属性に定義されていないものを、該教材情報の可変属性に追加登録することを特徴とする付記６記載の学習管理プログラム。（６）

（付記８）前記教材情報の可変属性に定義される被検索キーワードは、その利用回数に応じて降順にソートされることを特徴とする付記５〜付記７のいずれか１つに記載の学習管理プログラム。（７）

（付記９）前記教材を選択するステップは、前記学習希望要求に係る学習希望者のレベルに適合した複数の教材を選択すると共に、前記学習希望者に対して選択された複数の教材の一覧を提示し、その中から１つの教材を選択させることを特徴とする付記１〜付記８のいずれか１つに記載の学習管理プログラム。（８）

（付記１０）前記データベースには、学習者を特定する固定属性、及び、少なくとも学習者の能力を特定するレベルが定義された可変属性を含んで構成される学習者情報が更に登録され、前記教材を選択するステップは、前記データベースに登録された学習者情報の可変属性を参照し、前記学習希望要求に係る学習希望者のレベルを特定することを特徴とする付記１〜付記９のいずれか１つに記載の学習管理プログラム。（９）

（付記１１）前記教材の学習結果に応じて、前記データベースに登録された学習者情報の可変属性を更新するステップを更にコンピュータに実現させることを特徴とする付記１０記載の学習管理プログラム。

（付記１２）教材を特定する固定属性、及び、少なくとも学習対象者を特定するレベルが定義された可変属性を含んで構成される教材情報が登録されるデータベースと、学習希望者から学習希望要求を受け付けたときに、前記データベースに登録された教材情報の可変属性を参照し、前記学習希望要求に係る学習希望者のレベルに適合した教材を選択する教材選択手段と、前記教材選択手段により選択された教材を学習希望者に提供する教材提供手段と、前記教材提供手段により提供された教材の学習結果に応じて、前記データベースに登録された教材情報の可変属性を更新する教材情報更新手段と、を含んで構成されたことを特徴とする学習管理装置。（１０）

（付記１３）教材を特定する固定属性、及び、少なくとも学習対象者を特定するレベルが定義された可変属性を含んで構成される教材情報が登録されるデータベースを用いて、コンピュータが学習希望者に適合する教材を提供する学習管理プログラムであって、前記学習希望者から学習希望要求を受け付けるステップと、前記学習希望要求を受け付けたときに、前記データベースに登録された教材情報の可変属性を参照し、前記学習希望要求に係る学習希望者のレベルに適合した教材を選択するステップと、前記学習希望者に対して、選択された教材を提供するステップと、前記教材の学習結果に応じて、前記データベースに登録された教材情報の可変属性を更新するステップと、をコンピュータに実現させるための学習管理プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体。

本発明を具現化した学習管理装置の全体構成図 学習者情報及び教材情報の説明図 ＸＭＬを用いて定義した学習者情報の説明図 ＸＭＬを用いて定義した教材情報の説明図 可変属性更新処理を示すフローチャート 学習者情報の可変属性を更新した様子を示す説明図 教材情報の可変属性を更新した様子を示す説明図 学習者情報更新処理を示すフローチャート キーワード登録処理を示すフローチャート 教材情報の可変属性に被検索キーワードが登録される様子を示す説明図 教材の難易度を提示するときに使用される学習者情報の説明図 教材の難易度を提示するときに使用される教材情報の説明図 ３ロジスティック関数を定義した教材情報の説明図 イベントを埋め込んだ教材情報の説明図 イベントを発生させるための教材の説明図 イベント処理を示すフローチャート キーイベントでプログラムを呼び出す教材情報の説明図 キーイベントでメッセージを表示する教材情報の説明図 イベントの利用回数を計数する教材情報の説明図 キーワードマップの説明図 教材間の相互関連を定義した教材情報の説明図 教材間の相互関連登録処理を示すフローチャート 文書からキーワードを抜き出しメタデータ化する処理概要の説明図 教材自動作成処理を示すフローチャート 学習開始から学習終了までの処理概要を示すフローチャート 学習者の能力に適した学習を実現するための構成図 動的組立情報テーブルの説明図 教材情報に埋め込まれるスタイル情報の説明図 学習者に適した教材を提供するメインルーチンのフローチャート 学習者に適した教材を提供するサブルーチンのフローチャート

符号の説明

１０ 学習管理装置
１０Ａ 学習者情報ＤＢ
１０Ｂ 教材情報ＤＢ
１０Ｃ 学習管理部
１０Ｄ 教材管理部
２０ ネットワーク
３０ クライアント

Claims (9)

1. 教材を特定する固定属性、並びに、少なくとも学習対象者の要求能力を特定するレベル及び被検索キーワードが定義された可変属性を含んで構成される教材情報が登録されるデータベースを用いて、コンピュータが学習希望者に適合する教材を提供する学習管理プログラムであって、
   前記学習希望者から、該学習希望者により指定された検索キーワードを含む学習希望要求を受け付けるステップと、
   前記学習希望要求を受け付けたときに、前記データベースに登録された教材情報の可変属性を参照し、前記検索キーワードと被検索キーワードとが一致する教材の中から、前記学習希望要求に係る学習希望者のレベルに適合した教材を選択するステップと、
   前記学習希望者に対して、選択された教材を提供するステップと、
   前記教材の学習結果に応じて、前記データベースに登録された教材情報の可変属性を更新するステップと、
   をコンピュータに実現させるための学習管理プログラム。
2. 前記教材情報の可変属性に定義されたレベルは、前記教材を学習した全学習者の学習結果から演算されたことを特徴とする請求項１記載の学習管理プログラム。
3. 前記教材情報の可変属性に定義されたレベルは、前記教材を学習した全学習者のうち、所定規則によって絞り込まれた学習者の学習結果から演算されたことを特徴とする請求項１記載の学習管理プログラム。
4. 前記学習希望要求に含まれる検索キーワードに基づいて、前記教材情報の可変属性に定義される被検索キーワードを更新するステップを更にコンピュータに実現させることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の学習管理プログラム。
5. 前記被検索キーワードを更新するステップは、前記学習希望要求に含まれる検索キーワードのうち、前記教材情報の可変属性に定義されていないものを、該教材情報の可変属性に追加登録することを特徴とする請求項４記載の学習管理プログラム。
6. 前記教材情報の可変属性に定義される被検索キーワードは、その利用回数に応じて降順にソートされることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載の学習管理プログラム。
7. 前記教材を選択するステップは、前記学習希望要求に係る学習希望者のレベルに適合した複数の教材を選択すると共に、前記学習希望者に対して選択された複数の教材の一覧を提示し、その中から１つの教材を選択させることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１つに記載の学習管理プログラム。
8. 前記データベースには、学習者を特定する固定属性、及び、少なくとも学習者の能力を特定するレベルが定義された可変属性を含んで構成される学習者情報が更に登録され、
   前記教材を選択するステップは、前記データベースに登録された学習者情報の可変属性を参照し、前記学習希望要求に係る学習希望者のレベルを特定することを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１つに記載の学習管理プログラム。
9. 教材を特定する固定属性、並びに、少なくとも学習対象者の要求能力を特定するレベル及び被検索キーワードが定義された可変属性を含んで構成される教材情報が登録されるデータベースと、
   学習希望者から、該学習希望者により指定された検索キーワードを含む学習希望要求を受け付けたときに、前記データベースに登録された教材情報の可変属性を参照し、前記検索キーワードと被検索キーワードとが一致する教材の中から、前記学習希望要求に係る学習希望者のレベルに適合した教材を選択する教材選択手段と、
   前記教材選択手段により選択された教材を学習希望者に提供する教材提供手段と、
   前記教材提供手段により提供された教材の学習結果に応じて、前記データベースに登録された教材情報の可変属性を更新する教材情報更新手段と、
   を含んで構成されたことを特徴とする学習管理装置。

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