JP5319458B2 - 授業支援システム - Google Patents

Description

本発明は、デジタルペンを用いた授業支援システムに関する。

近年、学校、塾や予備校や通信教育などの教育事業者、企業において、ICT(情報通信技術)機器を活用した教育が行われている。

例えば、学校では、校内LANを活用した双方向学習システムや、PCと大型ディスプレイを使ったマルチメディアコンテンツの提示、電子黒板を利用したインタラクティブな授業などが行なわれている。

また、シミュレーションソフトやグラフ作成ソフトを活用し、理由や仕組みを視覚的に訴えたり、条件の異なるいろいろな状況を確認させたりすることで、生徒が納得するまで繰り返し学習させるといった活用法も実践されている。また、漢字や計算などのドリル型ソフトウェアは、習熟度に応じた繰り返し学習を可能にし、基本学習に役に立つ。

さらに、実物投影機とプロジェクタを使って、教科書の図や表、手元の細かい作業を大きく写すことで従来の口頭だけの指示の内容が生徒に対して一斉に短期間で分かりやすくなるように伝えることができる。また、視線が集まり指示が明確になるというメリットがある。

一方、これまでに、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紙を用いてテレビやビデオ機器を制御する技術が開示されている（例えば特許文献１）。この技術を上記背景技術のICTを活用したシステムに応用すれば、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紙を用いて当該システムを操作することができると考えられる。

特開２００７−３１０１２４号公報

＜第一の課題＞
初等・中等教育では教師が生徒の理解度を把握するため机間巡視がよく行なわれる。ICT機器を制御するPCは教卓の近くに置かれることが多く、机間巡視をしている間はこのPCを直接操作することができないため、一度教卓に戻りPCを操作してまた机間巡視に戻る必要がある。そこで、簡単かつ、授業支援システムから離れた場所から授業支援システムを簡単に制御することを第一の課題とする。なお、小学校では生徒のことを児童と呼ぶこともあるが、本明細書では生徒に統一する。

＜第二の課題＞
上述した特許文献１に開示された方法を用いて、PCと大型ディスプレイにて教材提示をする授業支援システムを考えると、あらかじめ使うデジタルペンのIDを授業支援システムに登録しておく必要があった。デジタルペンのIDは通常20桁程度の番号で、これまではこのＩＤをデジタルペン一本ずつ手で入力して授業支援システムに登録していたため、授業支援システムを使用する前に多大な作業が必要となっていた。この登録作業の省力化を第二の課題とする。

＜第三の課題＞
授業中に教師が生徒の理解度を把握するため、机間巡視により生徒の解答用紙やノートを教師が目視で確認することがよく行なわれている。しかし、初等・中等教育では一クラスあたり数十人の生徒がいるため、生徒全員の解答用紙を確認するのは時間がかかり、現実的ではなかった。

一方、複数の生徒がデジタルペンで書いた解答用紙を、大型スクリーンに並べて表示させれば、机間巡視をしなくても全生徒の理解度を把握することができる。しかしながら、スクリーンのサイズに比べて解答用紙が大きい場合、全員分の生徒の解答を表示すると必ずしも視認できないことがあった。

そこで、生徒の理解度把握のための補助的な情報を得る手段を提供することを、第三の課題とする。

上記目的を解決するため、本願で開示する発明の概要は以下のとおりである。

第一の課題を解決するために、デジタルペン専用用紙に印刷されたアイコンをデジタルペンでクリックすると、授業支援システムを制御するための手段を提供する。なお、クリックするかわりに、タップやなぞるなどの操作でもよい。

第二の課題を解決するために、デジタルペン専用用紙に印刷された生徒、教師名を当該生徒、教師が用いるデジタルペンでクリックすると、当該デジタルペンのＩＤを授業支援システムに登録する手段を提供する。

第三の課題を解決するために、表示させたい筆記データの筆記開始時刻と筆記終了時刻とを授業支援システムに入力する手段と、表示させたい筆記データの紙面上の範囲を授業支援システムに入力する手段と、表示させたい筆記データの筆記者を指定する手段のうち、少なくとも一つの手段を提供する。また、デジタルペンで筆記した筆記データの統計量を計算し、一覧表示する手段を提供する。

本発明により、ＩＣＴ機器の操作に不慣れな教師であっても、使い慣れた紙とペンというインタフェースで授業支援システムを操作したり、机間巡視をしながら授業支援システムを操作したりすることができる。また、デジタルペンの登録用のペーパーコントローラを用いることで、授業支援システムへのデジタルペンの登録にかかる作業量を減らすことができる。

さらに、机間巡視をしなくても、生徒の理解度を把握するための補助的な情報を得ることができる。

デジタルペンの位置検出の原理を説明した図である。 デジタルペンのカメラデバイスによって採取されたドットパターンをデジタルペンサーバに送信する仕組みを模式的に表現した図である。 授業支援システム全体像の一構成例を示した図である。 教材データベースの一実施例を示した図である。 デジタルペン管理データベースの一実施例を示した図である。 ペーパーコントローラの一実施例を示した図である。 ペーパーコントローラ上のアイコンと授業支援サーバの制御テーブルの関係を示した図である。 ペーパーコントローラに印刷するアイコンの一実施例を示した図である。 授業支援サーバを制御するコントロール名と処理内容の一覧の一実施例を示した図である。 ペーパーコントローラの設計ツールの画面構成例を示した図である。 生徒が生徒用解答用紙に記載したデータが表示されるフローを示した図である。 教師が教師用解答用紙に記載したデータが表示されるフローを示した図である。 教師がペーパーコントローラによって授業支援サーバを制御するフロー図である。 授業支援システムが出力する画面構成例を示した図である。 ペン登録用のペーパーコントローラの一実施例を示した図である。 ペン登録フローを示した図である。 ペンステータス画面の一実施例を示す図である。 ペンステータス画面の表示更新フローを示した図である。 筆記開始時刻と筆記終了時刻を入力するためのペーパーコントローラを示した図である。 デジタルペン使用者一覧表と、ペンＩＤ登録用紙と、チェック欄座標一覧表を示した図である。 表示したい紙面上の範囲を入力するペーパーコントローラを示した図である。 表示したい紙面上の範囲を決定するフローを示した図である。

以下，この発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

まず、第一の課題、第二の課題を解決するための実施例を説明する。手書き入力用のデバイスとしては、筆記具の位置を検出するためのドットパターンが印刷された紙と、筆記の際にこのドットパターンの画像を取得するためのカメラデバイスを装着したデジタルペンが知られている。ここではこのデジタルペンを例に説明する。このような入力デバイスの例として，国際出願番号WO 01/71473が知られている。

まず、このデジタルペンによる紙面上の位置検出原理を述べる。本原理は国際出願番号WO 00/73983により明らかにされている。図1を用いて当該電子ペンによる位置検出の原理を説明する。101はデジタルペンであり、ペンの先には紙上に印刷された位置検出用のドットパターンの画像を取得するカメラデバイスが装着されている。紙102の上には小さなドット103が印刷されている。このドットは仮想的な格子線の交点から所定の距離だけ上下左右のいずれかにずらされて印刷されており、カメラデバイスによってこのドットを同時に複数個、例えば10×10の範囲で参照し、これら100個のドットの上下左右のずれの値の組み合わせが、実用上十分な枚数の紙上の位置を特定するに十分なだけ存在することが証明されている。したがって、デジタルペンに備え付けられたカメラデバイスにより上記複数のドットパターンを含む範囲の画像を一定の時間間隔で採取することにより、上記ずれの組み合わせの空間上での位置を特定することが可能となる。

図２は、デジタルペンのカメラデバイスによって採取されたドットパターンをアプリケーションプログラム205に送信する仕組みを模式的に表現した図である。デジタルペン201を用いて紙面202に書かれた筆跡データは、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）や、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの通信デバイスによって、アプリケーションプログラム205に送られる。図２では、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈを用いて無線で筆記データを送信し、通信装置203へ送られる例を示している。通信装置203とアプリケーションプログラム205はネットワーク204を介して接続されている。

上記はデジタルペンを用いた一般的なアプリケーションの構成図であり、本願で開示する授業支援システムでは、図２のアプリケーションプログラム205は、図３の授業支援システム314に対応する。

図３は、本願で開示する授業支援システムを模式的に表した図である。デジタルペン301から授業支援サーバ314に送信されるデータ形式は図１５に示す。送信されるデータは、デジタルペンのＩＤ1502と、筆跡データの時系列データ1503、1504、…から構成される。ある時刻t1における筆跡データ1503は、(x1, y2, t1, p1)の４つの組で表され、それぞれ、X座標、Y座標、時刻、デジタルペンの圧力センサの出力値を表す。図３では、教師一人に対して生徒がＮ人いるような授業を想定する。生徒１は、デジタルペン301を用いて生徒用解答用紙302に解答を記述する。生徒２は、デジタルペン303を用いて生徒用解答用紙304に解答を記述する。生徒Ｎは、デジタルペン305を用いて生徒用解答用紙306に解答を記述する。教師は、必要に応じてデジタルペン307を用いて教師用解答用紙308に発問や解説を記述する。また、教師はデジタルペン309を用いて、授業支援サーバ314の動作を制御するためのペーパーコントローラ310をクリックする。クリックした情報は通信装置311を介して授業支援サーバ314に送られ、授業支援サーバを制御する。なお、図３では、教師用デジタルペン307と、ペーパーコントローラ310を操作するデジタルペン309を別々のデジタルペンとして表現したが、同一のデジタルペンを用いても良い。デジタルペン301、303、…、309による筆記情報は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）によって、通信装置311に送信され、ネットワーク312を介して授業支援サーバ314に送信される。授業支援サーバ314は、送られてきた筆記データを表示手段315に送る。表示手段は、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ、液晶プロジェクタとスクリーン、電子黒板のようなものを使うことができる。

授業支援サーバ314の中には、授業で扱う解答用紙を管理する教材データベースが存在する。図４はこの教材データベースのデータ構造を示した図である。教材データベースのヘッダ部401は、教材ID404、教材名405、教師用解答用紙へのポインタ406、生徒用解答用紙へのポインタ407から構成される。教師用解答用紙402は、ページごとに生徒用解答用紙画像410へのポインタ408が対応づけられて管理されている。同様に、生徒用解答用紙も、ページごとに生徒用解答用紙画像411へのポインタ409が対応づけられて管理されている。

また、授業支援サーバ314の中には、授業で用いるデジタルペンを管理するデータベースが存在する。図５は、このデジタルペン管理データベース501の構造を示した図である。デジタルペン管理データベース501は、ID502と、デジタルペンのID503、教師用か生徒用かといった属性を区別する教師/生徒属性504、使用者の氏名505から構成される。

図６は、授業支援サーバを制御するためのペーパーコントローラの構成例である。ペーパーコントローラ601の上には、授業支援システムを起動するためのアイコン602や、最初のページの生徒用解答用紙を表示するよう指示するアイコン603などがある。ひとつ前のページの生徒用解答用紙を表示するアイコンや、次のページの生徒用解答用紙を表示するアイコン、最後のページの生徒用解答用紙を表示するアイコンなどがある。教師は、必要に応じてこのペーパーコントローラのアイコンをデジタルペンでクリックすることで、授業支援サーバを制御することができる。

図７は、ペーパーコントローラ701と、授業支援サーバの制御テーブル706の関係を示した図である。いま、幅X、高さYのペーパーコントローラ701上の上にアイコン702が印刷されているとする。アイコン702の外接矩形の座標を(x11, y11)-(x12, y12)とする。ただし、当該外接矩形の左上の座標を(x11, y11)、右下の座標を(x12, y12)とする。制御テーブル706には、ペーパーコントローラ701上の全てのアイコンが、表形式で登録されている。ID703はアイコンの通し番号を、エリア704はアイコンの外接矩形の左上の座標と右下の座標を、制御コード705は当該アイコンに対応する制御コードを、それぞれ表している。

図８は、ペーパーコントローラに印刷するアイコンの一実施例を示した図である。アイコン802は、授業支援システムを起動するアイコンである。アイコン802には、汎用的な電源ボタン図案と、コントロール名(APP_start)が書かれている。

図９は、授業支援サーバを制御するコントロール名と処理内容の一覧の一実施例を示した図である。左の列はコントロール名を、右側は授業支援システムの処理内容が示されている。図９に示されたコントロール名は、図８の各アイコンのコントロール名と対応している。

図１０は、授業支援サーバの制御テーブル706の生成方法を説明する図である。ＰＣの画面内に、制御テーブル生成ツール1002の実行画面が表示されている。サブ画面1003、実行画面1001はＰＣなどの画面である。

図１１は、生徒がデジタルペンを用いて筆記したデータが授業支援システムに送られる流れを示した図である。生徒1101は、自分のデジタルペンを用いて生徒用解答用紙に筆記する(S1101)。筆記データは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈなどの通信手段を用いて、通信装置１１０２に送信される。通信装置1102に送信された筆記データは、有線もしくは無線のネットワーク204を経由して、授業支援サーバ1103に送信される。授業支援サーバ1103は、教材データベース(図４)を参照し、生徒用解答用紙画像に筆記データを重畳した画像を生成する(S1105)。この画像は表示手段1104に送信され表示される(S1106)。

図１２は、教師がデジタルペンを用いて筆記したデータが授業支援システムに送られる流れを示した図である。教師1201は、自分のデジタルペンを用いて教師用解答用紙に筆記する(S1201)。筆記データは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈなどの通信手段を用いて、通信装置1202に送信される。通信装置1202に送信された筆記データは、有線もしくは無線のネットワーク204を経由して、授業支援サーバ1203に送信される。授業支援サーバ1203は、教材データベース(図４)を参照し、教師用解答用紙画像に筆記データを重畳した画像を生成する(S1205)。この画像は表示手段1204に送信され表示される(S1206)。

図１３は、教師がペーパーコントローラを用いて授業支援サーバを制御する流れを説明した図である。以下、図１３に従い、教師がペーパーコントローラを用いて授業支援サーバを制御する流れを説明する。教師1301は、教師用のデジタルペンでペーパーコントローラ上のアイコンをクリックする(S1301)。例えば、先頭の生徒画面を表示したいときはアイコン603をクリックする。クリックした座標情報は通信装置1302を経由して、授業支援サーバ1303に送信される。授業支援サーバ1303は制御コードテーブルを参照し、授業支援サーバを制御する(S1305)。

図１４は、授業支援システムの画面例を示した図である。画面1401の左半分が、生徒が筆記した解答を表示する生徒筆記情報表示エリア1403であり、画面1402の右半分が、教師が筆記した内容を表示する教師筆記情報表示エリア1404である。画面1401では、教師の筆記情報を大きく表示するため、教師筆記情報表示エリアのほうが、生徒筆記情報表示エリア1403より大きくしてもよい。この画面の状態に対して、ペーパーコントローラを用いて、画面1402も授業支援システムの画面例を示した図である。このようにして、紙とデジタルペンを用いて授業支援サーバを制御することができる。

続いて、授業支援システムで使用するデジタルペンを授業支援システムに登録する手段について述べる。

デジタルペンを授業支援システムで筆記データを筆記者の名前と関連付けて表示するときには、デジタルペン管理データベース501が必要となる。このうち、デジタルペンＩＤ503はデジタルペンの製造メーカから紙に印刷されて提供されるので、これらのＩＤを一本ずつデジタルペン管理データベース501に手入力する必要があった。これを上述のペーパーコントローラと同等の技術を用いて簡略化する方法の例を以下に述べる。

図２０の2001はデジタルペン使用者一覧表であり、授業支援システムを使用する教師や生徒の名前2003が列挙された電子ファイルである。このファイルは教師がクラスの名簿等から事前に作成しておく。次に、この使用者一覧表2001をもとに、ペンＩＤ登録用紙2011を作成する。具体的には、ペンＩＤ登録用紙2011はデジタルペン用ドットパターンが印刷された専用紙であり、表2004の枠の指名欄2006には一覧表2001に記載の氏名を印刷しておく。そして、表2004にはチェック欄2007を設けておく。同図のチェック欄座標一覧表2008は、表2004のチェック欄2007の紙面上での座標を列挙した電子ファイルである。例えば、表2004において、使用者「高橋まい子」のチェック欄2007の枠座標は、ペンＩＤ登録用紙2011の左上を原点(0,0)として、左上座標が(x11,y11)、右下座標が(x12,y12)である(チェック欄座標2010)。

次にペンＩＤ登録用紙2011を用いて、デジタルペンを登録する仕組みについて説明する。登録したいデジタルペンを用いてペンＩＤ登録用紙2011をクリックすると、そのクリックデータ2101は筆記データ1501として授業支援サーバ314に送信される。筆記データ1501は、デジタルペンのＩＤ2102ごとに、そのデジタルペンを用いて紙面をクリックした座標が筆記時系列データ1503、1504、…として与えられる。筆記時系列データは、デジタルペンのＸ座標、Ｙ座標、時刻、筆圧から構成される。

次に、チェック欄座標一覧表2008のチェック欄座標2010を上から順に走査しながら、筆記時系列データ1503、1504、…がチェック欄座標2010内に収まるかどうか調べる。もし、筆記時系列データ1503、1504、…が、あるチェック欄座標2010内に収まった場合には、対応する番号2009をチェック欄座標一覧表2008より得る。そして、この対応する番号2009と同じ番号を持つ氏名2003を使用者一覧表2001より得る。このようにして、デジタルペンのＩＤ2102と氏名2003を関連付けることができる。すなわち、授業支援システムで使用するデジタルペン一本ごとに上述のような操作を繰り返すことで、図２０に示したようなデジタルペン使用者とデジタルペンＩＤの対応表を作成することができる。

上述の仕組みをフロー図で表すと図１６のようになる。以下、図１６に基づき操作手順を説明する。まず、教師1601は、生徒、教師の名簿の電子ファイルを作成する(S1601)。名簿の作成にあたっては、既存のワードプロセッサや表計算ソフトを使えばよい。次に、作成した名簿ファイルをもとに名簿登録ペーパーコントローラを作成する。ペーパーコントローラの作成にあたっては、ペン登録用ペーパーコントローラ2011のペン使用者名一覧の部分に印刷しておく(S1602)。そして、授業支援システムに登録したいデジタルペンを用意し、当該デジタルペンの使用者の氏名がかかれた箇所1504をデジタルペンでクリックする(S1603)。クリックした座標情報は授業支援サーバ1604に送信される。授業支援サーバでは、チェック欄座標一覧表2008と使用者一覧表2001を参照してペンのIDとデジタルペン使用者の氏名を関連付ける(S1606)。最後に、授業支援サーバ1603はデジタルペン管理データベース501を更新する(S1607)。

次に、第三の課題を解決するための実施例を述べる。

第三の課題を解決するには、表示したい筆記データの筆記開始時刻と筆記終了時刻を指定する手段、表示したい筆記者を指定する手段、表示したい紙面上の範囲を指定する手段が必要となる。

表示したい筆記データの筆記開始時刻と筆記終了時刻を指定する手段は、実施例１で開示したペーパーコントローラと同様の手段で実現できる。図１９に筆記開始時刻と筆記終了時刻を入力するためのペーパーコントローラ1901を示す。開始時刻登録欄1902を教師用ペンでクリックすると、クリック情報は図１５で示される筆記データとして授業支援サーバ314に送信される。そして、授業支援サーバ314は筆記データ1503の中に含まれる時刻情報をもって、開始時刻を得る。すなわち、表示したい筆記データの筆記開始時刻と同時刻に教師が開始時刻登録欄1902をクリックすることで、そのクリック時間が筆記開始時刻として取り込まれる。同様に終了時刻登録欄1903をクリックすると、クリック情報は図１５で示される筆記データとして授業支援サーバに送られる。その場で開始時刻登録欄1902をクリックできなかったときは、筆記開始時刻筆記欄1904にデジタルペンで筆記開始時刻を筆記し、文字認識によって筆記開始時刻に変換し、その結果を筆記開始時刻として取り込むように実現してもよい。同様に、筆記終了時刻筆記欄1905にデジタルペンで筆記終了時刻を筆記し、文字認識によって筆記終了時刻に変換し、その結果を筆記終了時刻として取り込むことができる。

表示したい筆記者を指定する手段には、ペンＩＤの登録に用いたペンＩＤ登録用紙2011を用いることができる。教師用のデジタルペンを用いて、表示させたい筆記者2006に対応するチェック欄2007をクリックする。クリックしたデータは図１５に示した形で表現されるので、ペンＩＤの登録と同様に、チェック欄座標一覧表2008を参照することで授業支援システムはどのチェック欄をクリックしたのかを知ることができる。すなわち、授業支援システムは、教師がどの筆記者をクリックしたか知ることができる。

表示したい紙面上の範囲を指定する手段は以下のとおりである。生徒に配布する解答用紙と同じ図案を印刷したデジタルペン専用ドットパターンが印刷された紙を用意しておく（2102）。まず、範囲指定開始2104を教師用デジタルペンでクリックする。次に、この紙に対して教師が用いるデジタルペンを用いて、表示させたい範囲を囲む（2103）。最後に範囲指定終了2105をデジタルペンでクリックする。この場合2102が筆記データで2103がデジタルペンで表示したい領域を囲んだ結果である。このとき囲まれた領域は、図１５に示したようなデータで表現される。筆記データの時系列データ1503、1504、…を結ぶ線分で囲まれた領域が表示領域となる。

上記の説明では、表示させたい筆記者2006に対応するチェック欄2007をクリックすることで、表示させたい筆記データを選択していたが、選択する筆記者は一人に限定されない。すなわち、表示させたい筆記者2006を選ぶたびに、上述の方法で選択された筆記者の書字データを表示手段315に送信し、複数の生徒の筆記データをひとつの画面上に重ねて表示するようにしてもよい。その際、どの筆記データがどの筆記者が書いたかわかるように、筆記者ごとに色を変えたり、線幅を変えたり、破線や点線で区別して表示するようにしてもよい。

また、ある筆記者Ａの筆記データを表示するようにしておき、他の筆記者Ｂのペンで筆記者Ａの解答用紙に記入すると、画面上では筆記者が識別できるように表示してもよい。識別できようにするには、上述のように筆記者ごとに色を変えたり、線幅を変えたり、破線や点線で区別すればよい。また、筆記者Ｂを教師とすれば、生徒用の解答用紙に教師が教師用のペンで記入することで、生徒の解答の添削と添削結果の画面への表示をその場でできるようになる。

また、表示したい紙面上の範囲を決定する方法として、筆記データの座標から自動的に決める方法もある。図２２に筆記データの座標から自動的に表示範囲を決めるフローを示す。まず、表示範囲を初期化する(S2201)。ここでX座標最大値とはデジタルペンのx座標としてとりうる大きな値を設定しておけばよい。Y座標最大値についても同様である。つぎに、ペンp（１≦p≦P；ただし、Pはペンの本数である）について、以下の処理を行なう。ペンpの筆記データiに対して以下を行なう(S2203)。X1とデータiのx座標とを比較し、どちらか小さいほうをX1として更新する。同様に、Y1の更新(S2205)、X2の更新(S2206)、Y2の更新(S2207)も行なう。そして、再度ペンp（１≦p≦P；ただし、Pはペンの本数である）について、以下の処理を行なう(S2208)。ペンpの筆記データiに対して以下を行なう(S2209)。筆記データを表示するウィンドウの横幅/(X2-X1)×xを改めてx座標とする。同様に、筆記データを表示するウィンドウの縦幅/(Y2-Y1)×yを改めてy座標とする。このようにすることで、筆記データの存在する紙面上の位置を、表示ウィンドウの大きさに合わせて表示させることが可能になる。なお、表示する筆記データの縦横比を変化させたくない場合は、ウィンドウの横幅/(X2-X1)、もしくは、ウィンドウの縦幅/(Y2-Y1)のどちらか小さい方を、x座標の更新、y座標の更新の両方に用いてもよい。

同様な方法で、デジタルペンのステータスを表示することができる。図１７は、ペンステータス画面を模式的に表した図である。ペンステータスとは、デジタルペンと通信装置の間の通信が正常か、正常な場合は、データの送信がおこなわれているか、データが送信された最終日時など、デジタルペンの通信状態や使用状態のことを言う。ペンステータス画面1701は、授業支援システムで使われるデジタルペンのステータス表示エリア1703と、当該表示エリアに表示するペンステータスを選択するペンステータス選択ボックス1702から構成される。

ペンステータス表示エリア1703には、当該デジタルペン使用者の「氏名」欄、デジタルペンと通信装置の間の通信が正常かどうかを示す「リンク」欄、データの送信が行われているかどうかを示す「データ」欄、最終筆記日時を示す「最終筆記日時」欄がある。「リンク」欄は正常に通信が行われている場合は「○」が、通信不良を起こしている場合は「×」が表示される。また、「データ」欄にはデータ送信が行われている場合は「○」が、データ送信が行われていない場合は「×」が表示される。通信不良の場合、最終筆記日時は「0000/0/0/ 00:00:00」と表示される。このようにすることで、通信不良を起こしているデジタルペンやデータが送信されていないデジタルペンを教師が簡単に見つけることができる。

また、マウスで「氏名」欄をクリックするとデジタルペン使用者の氏名の順で並び替えて表示することができる。「リンク」欄、「データ」欄、「最終筆記日時」欄についても同様に並び替えが可能である。

図１７には、「リンク」欄は「○」もしくは「×」と表示される例を示したが、点滅するようにしたり、色をつけたり、反転表示するようにしてもよい。「データ」欄についても同様である。このようにすることで、通信不良を起こしているデジタルペンやデータが送信されていないデジタルペンをより簡単に見つけることができる。

ペンステータス画面を起動した直後はすべてのデジタルペンのステータスが表示エリア1703に表示される。しかし、デジタルペンの数が多い場合や、表示手段の画面が小さい場合はすべてのデジタルペンのステータスを把握するのが視覚的に困難である。そこで、ペンステータスボックス１７０２から、表示させたいデジタルペンを選択することができる。たとえば、「通信不良のペンのみ表示」とすると、表示エリア1703は、通信不良を起こしているデジタルペン、すなわち、「リンク」欄が「×」となっているデジタルペンのみを表示することができる。同様に、「一定の間通信がないペンのみ表示」を選ぶと、データ欄が「×」となっているデジタルペンのみを表示することができる。

図１８は、ペンステータス画面の表示手順を示したフロー図である。以下、このフロー図に基づいて表示手順を説明する。まず、授業支援システムのタイマーをリセットする(S1801)。つぎに、授業支援システムが動作している間、S1803以下の処理を繰り返す(S1802)。S1803では、すべてのデジタルペン301、303、…、309についてS1804以下の処理を繰り返す。S1804では、当該デジタルペンと通信装置311との間で通信のためのコネクションが確立できているかどうかを確認する。そして、通信のコネクションが確立されていれば、ペンステータス画面1701のリンク欄に「〇」を表示し(S1805)、通信のコネクションが確立できていなければ、ペンステータス画面1701のリンク欄に「×」を表示する(S1806)。続いて、通信装置311で筆記データを受信したかどうかを確認し(S1807)、もし受信していれば、ペンステータス画面1701の最終筆記日時欄を受信した日時に更新表示する(S1808)。続いて、筆記データの受信間隔が、所定の表示間隔よりも短いかどうか判定し(S1809)、所定の表示間隔よりも短い場合は、ペンステータス画面1701のデータ欄に「〇」を表示する(S1810)。逆に所定の表示間隔よりも長い場合は、ペンステータス画面1701のデータ欄に「×」を表示する。

なお、上記説明ではデジタルペンの使用状況をペンステータスとして説明したが、ペンステータスはこれに限定されない。例えば、教師が指定した時刻Ａから時刻Ｂの間の筆記速度、筆記加速度、筆記長、それらの分散などをペンステータスとしてもよい。

１０１…デジタルペン、１０２…デジタルペン用のドットパターンが印刷された専用用紙、１０３…紙面上のドットパターンを拡大した図、２０１…デジタルペン、２０２…デジタルペン用のドットパターンが印刷された専用用紙、２０３…通信装置、２０４…ネットワーク、２０５…アプリケーションプログラム、３０１…生徒用デジタルペン、３０２…デジタルペン用のドットパターンが印刷された専用用紙、３０３…生徒用デジタルペン、３０４…デジタルペン用のドットパターンが印刷された専用用紙、３０５…生徒用デジタルペン、３０６…デジタルペン用のドットパターンが印刷された専用用紙、３０７…教師用デジタルペン、３０８…デジタルペン用のドットパターンが印刷された専用用紙、３０９…教師用デジタルペン、３１０…デジタルペン用のドットパターンが印刷された専用用紙、３１１…通信装置、３１２…ネットワーク、３１４…授業支援サーバ、３１５…表示手段、３１６…制御テーブル、３１７…教材データベース、４０１…教材データベースのヘッダ部、４０２…教師用解答用紙、４０４…教材ID、４０５…教材名、４０６…教師用解答用紙へのポインタ、４０７…生徒用解答用紙へのポインタ、４０８…生徒用解答用紙画像へのポインタ、４０９…教師用解答用紙画像へのポインタ、４１０…生徒用解答用紙画像、４１１…教師用解答用紙画像、５０１…デジタルペン管理データベース、５０２…ＩＤ、５０３…ペンＩＤ、５０４…教師／生徒属性、５０５…使用者氏名、６０１…ペーパーコントローラ、６０２…授業支援システムを起動するためのアイコン、６０３…最初のページの生徒用解答用紙を表示するよう指示するアイコン、７０１…ペーパーコントローラ、７０２…アイコン、７０４…エリア、７０５…制御コード、７０６…制御テーブル、８０１…ペーパーコントローラのアイコン一覧、８０２…ペーパーコントローラのアイコン例、８０３…ペーパーコントローラのアイコン例、９０１…授業支援システムを制御するコントロール名と処理内容の一覧表、１００１…ＰＣ画面、１００２…ペーパーコントローラ設計ツールの画面、１００３…サブ画面、１００４…ペーパーコントローラのアイコン、１００５…プロパティ設定画面、１００６…エリア入力ウィンドウ、１００７…名前入力欄、１００８…機能選択欄、１００９…アイコン一覧、１１０１…生徒、１１０２…通信装置、１１０３…授業支援サーバ、１１０４…表示手段、１２０１…教師、１２０２…通信装置、１２０３…授業支援サーバ、１２０４…表示手段、１３０１…教師、１３０２…通信装置、１３０３…授業支援サーバ、１４０１…授業支援システム画面、１４０２…授業支援システム画面、１４０３…生徒筆記情報表示エリア、１４０４…教師筆記情報表示エリア、１４０５…生徒筆記情報表示エリア、１４０６…教師筆記情報表示エリア、１５０１…筆記データ、１５０２…ペンＩＤ、１５０３…筆記時系列データ、１５０４…筆記時系列データ、１６０１…教師、１６０２…通信端末、１６０３…授業支援サーバ、１７０１…ペンステータスツール画面、１７０２…ペンステータス表示選択、１７０３…ペンステータス一覧、１９０２…開始時刻登録、１９０３…終了時刻登録、１９０４…開始時刻記入欄、１９０５…終了時刻登録欄、２００１…デジタルペン使用者一覧表、２００２…番号、２００３…氏名、２００４…ペンＩＤ登録用紙、２００５…番号、２００６…氏名、２００７…チェック欄、２００８…チェック欄座標一覧表、２０１１…ペンＩＤ登録用紙、２００８…チェック欄座標一覧表、２００９…番号、２０１０…チェック欄座標、２１０１…表示したい紙面上の範囲を入力するペーパーコントローラ、２１０２…筆記、２１０３…表示したい筆記データの範囲をデジタルペンで指定した領域、２１０４…範囲指定開始欄、２１０５…範囲指定終了欄、２１０６…キャンセル指定欄。

Claims (5)

1. 筆記手段と筆記データを送信する手段を持つデジタルペンと、
   デジタルペンが読み取り可能な二次元パターンが表面に印刷された解答用紙と、
   デジタルペンから送信された筆記データを受信する通信端末と、
   ネットワーク上で当該通信端末に接続され、複数のアイコンと前記複数のアイコンのそれぞれに対応した制御コードとを有する制御テーブルを具備し、アイコンが指定されることにより、それに対応した制御コードに従った処理内容を実行する授業支援サーバと、
   当該筆記データを表示する表示手段と、
   それぞれがアイコンに対応した複数の二次元パターンであって、デジタルペンが読み取り可能な二次元パターンが表面に印刷された、前記授業支援サーバを制御する制御用紙であるペーパーコントローラを備え、
   当該ペーパーコントローラで前記授業支援サーバを制御し、
   当該ペーパーコントローラには、デジタルペン使用者の名前を一人ずつ枠で囲んだ一覧表が印刷され、
   前記一覧表用の各枠の座標とデジタルペン使用者名を関連付けて記憶する手段と、
   デジタルペンによる筆記データのペーパーコントローラ上の座標およびデジタルペンのＩＤを得る手段を備え、
   前記枠内への筆記によってデジタルペンのＩＤとデジタルペン使用者の名前を関連付ける機能を持つことを特徴とする授業支援システム。
2. 請求項１に記載の授業支援システムであって、
   前記ペーパーコントローラは、当該授業支援システムへのデジタルペンの登録機能、
   指定した時刻と指定した筆記者および紙面上の指定した範囲の筆記データを表示する機能、
   指定した時刻と指定した筆記者および紙面上の指定した範囲の筆記データの統計量を表示する機能、
   の少なくともいずれか一つの機能を持つことを特徴とする授業支援システム。
3. 請求項１に記載の授業支援システムであって、
   当該ペーパーコントローラには、表示させたい筆記データの筆記開始時刻と筆記終了時刻とを入力する手段と、
   表示させたい筆記データの紙面上の範囲を入力する手段と、
   表示させたい筆記データの筆記者を指定する手段と、
   前記手段によって複数の筆記者が指定された場合はその複数の筆記者の筆記データを重ねて表示する手段と、
   を備えたことを特徴とする授業支援システム。
4. 請求項１に記載の授業支援システムであって、
   デジタルペンの通信状態および使用状態を表示するデジタルペンのステータスの表示手段と、前記ステータスの表示手段に表示されるべきデジタルペンを選択する表示選択手段とを備えたことを特徴とする授業支援システム。
5. 請求項１に記載の授業支援システムであって、
   当該筆記データを表示する表示手段は、
   紙面上で筆記データが存在する範囲を自動的に拡大して表示する機能と、
   前記解答用紙と同じ二次元パターンが印刷された紙において、前記解答用紙の二次元パターンを読み取るデジタルペンとは異なるデジタルペンで領域を囲むことにより、囲まれた領域の筆記データを表示する機能と、
   を持つことを特徴とする授業支援システム。

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