JP5845729B2 - 学習支援装置及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、学習支援装置及びプログラムに関する。

従来より、教育現場においては、電子黒板や生徒端末と呼ばれる学習支援装置が使用されており、これらの学習支援装置を用いた授業では、電子黒板に教師が入力した文字等が生徒端末に送信され、生徒端末で入力した文字等が電子黒板に送信されるようになっている。

また、近年の学習支援装置では、テスト問題に対する回答を生徒端末から受信すると、合計得点によって分けられた受験生のグループ毎に各問題の正答率を算出し、合計得点と各問題の正答率との関係を割り出すようになっている（例えば特許文献１参照）。

特表２００３−４９０６３号公報

しかしながら、上記特許文献１記載の技術では、生徒に問題を解かせつつ授業を進める場合に、各生徒がどのような箇所で間違っているのかを把握することができない。そのため、クラス内のどれだけの生徒が授業を理解しているのかを把握することもできない。

本発明の課題は、生徒に問題を解かせつつ授業を進める場合に、各生徒がどのような箇所で間違っているのかを把握することのできる学習支援装置及びプログラムを提供することである。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、
複数の生徒端末と通信可能な学習支援装置において、
少なくとも１つの問題と、前記問題に対応する正解と、前記問題に対応する複数種類の解法のそれぞれに含まれうる誤りパターンと、が記憶された記憶手段と、
出題された前記問題についての答案を各生徒端末から受信する受信手段と、
前記受信手段により受信された各答案を複数の記載部分に分割する分割手段と、
前記分割手段により分割された前記記載部分ごとに、前記答案で用いられている解法を検知するとともに、前記記憶手段により記憶された前記正解又は前記それぞれの誤りパターンに前記答案の前記記載部分が該当するか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段による判定結果に基づいて、前記複数の生徒端末全体での前記問題の正解率と、前記複数の生徒端末全体での前記複数の解法のそれぞれについての誤りパターンごとの誤答率と、を表示させる表示制御手段と、
を備えることを特徴とする。

本発明によれば、生徒に問題を解かせつつ授業を進める場合に、各生徒がどのような箇所で間違っているのかを把握することを可能とする。

授業支援システムの概略構成を示す図である。 サーバの概略構成を示すブロック図である。 誤りパターン判別データテーブルを示す図である。 電子黒板及び生徒端末の概略構成を示すブロック図である。 授業中採点処理の流れを示すフローチャートである。 誤りパターン判別処理の流れを示すフローチャートである。 端末処理の流れを示すフローチャートである。 電子黒板または生徒端末の表示内容を示す図である。 電子黒板または生徒端末の表示内容を示す図である。

以下、添付図面を参照して本発明に係る実施の形態の一例を詳細に説明する。ただし、発明の範囲は、図示例に限定されない。

図１は、本実施の形態における授業支援システム１の概略構成を示す図である。
この図に示すように、本実施の形態における授業支援システム１は、サーバ２と、電子黒板３と、生徒端末４とを備えている。

［サーバ］
サーバ２は、複数の電子黒板３や生徒端末４に対して機能やデータを提供するものであり、図２に示すように、表示部２１と、入力部２２と、通信部２３と、記憶部２４と、ＣＰＵ２５等とを備えて構成されている。

表示部２１は、ディスプレイ２１０を備えており、ＣＰＵ２５から入力される表示信号に基づいて各種情報をディスプレイ２１０に表示するようになっている。なお、本実施の形態におけるディスプレイ２１０は、いわゆるタッチパネル２２１と一体的に形成されており、ユーザによるタッチ操作を受け付け可能となっている。

入力部２２は、キー群２２０や上述のタッチパネル２２１を備えており、押下されたキーの種類やタッチパネル２２１の位置に対応する信号をＣＰＵ２５に出力するようになっている。

通信部２３は、複数の電子黒板３や生徒端末４との間でデータ通信を行うものであり、本実施の形態においては、無線通信を行うようになっている。

記憶部２４は、サーバ２の各種機能を実現するためのプログラムやデータを記憶するとともに、ＣＰＵ２５の作業領域として機能するメモリである。本実施の形態においては、記憶部２４は、本発明に係る授業支援プログラム２４０と、書籍データベース２４１と、ＩＤデータベース２４３と、誤りパターン判別データテーブル２４４と、答案データベース２４５と、評価集計テーブル２４６等とを記憶している。

授業支援プログラム２４０は、後述の授業中採点処理（図５参照）をＣＰＵ２５に実行させるためのプログラムである。

書籍データベース２４１は、授業で使用される書籍についてデータを記憶しており、例えば、各教科書について教科書データＤを記憶している。なお、本実施の形態における教科書データＤは、教科書をＰＤＦ形式で画像化したデータとなっている。各教科書データＤには、少なくとも１つの問題が含まれており、この問題の近傍には出題マークＭ（図８（ａ）参照）が表示されるようになっている。この出題マークＭは、後述の授業中採点処理（図５参照）において該当の問題を生徒端末４に出題する場合に、電子黒板３において教師によりタッチ操作されるようになっている。

ＩＤデータベース２４３は、サーバ２にアクセスし得る電子黒板３及び生徒端末４のＩＤコード（以下、黒板ＩＤ，端末ＩＤとする）を教室ごとに対応付けて複数記憶している。

誤りパターン判別データテーブル２４４は、図３に示すように、教科書データＤにおける各問題について、問題識別データ２４４Ａと、正解データ２４４Ｂと、誤りパターンデータ２４４Ｃとを対応付けて記憶している。

このうち、問題識別データ２４４Ａは、問題の収録元の教科書データＤの種類と、当該問題の記載されたページ番号と、当該問題の問題番号とを示すデータである。
また、正解データ２４４Ｂは、問題の正解内容を示すデータである。

また、誤りパターンデータ２４４Ｃは、答案に含まれうる複数種類の典型的な誤りパターンを示すデータであり、問題に複数の解法が存在する場合には、各解法での誤りパターンを示すようになっている。なお、本実施の形態においては、各誤りパターンは、模範答案の作成にあたって行われるべき複数のプロセスのうち、当該誤りの生じうるプロセスと、当該誤りの有無を判別するための評価基準と、に対応付けられている。

例えば、図３（ａ）では、「０．２×１．３」という問題（図８（ａ）参照）についての誤りパターンデータ２４４Ｃが図示されている。
この問題の模範答案を作成するにあたっては、以下３つのプロセスが行われる。

すなわち、１つ目のプロセス（以下「プロセス１」とする）は、「０．２」における最下位桁の数値「２」と、「１．３」における最下位桁の数値「３」とを乗算して「６」を算出し、最下位桁の位置に「６」を記載するプロセスである。

２つ目のプロセス（以下、「プロセス１’」とする）は、「０．２」における最下位桁の数値「２」と、「１．３」において２番目に低い桁の数値「１」とを乗算して「２」を算出し、２番目に低い桁の位置に「２」を記載するプロセスである。

３つ目のプロセス（以下、「プロセス２」とする）は、各桁の位置に記載された数値を桁ごとに加算して「２６」の数字列を形成するとともに、乗算前の数値「０．２」，「１．３」における小数点以下の桁数「２」だけ、数字列「２６」の桁数を繰り下げて小数点を記載し、１の桁の位置に「０」を記載するプロセスである。

そして、この問題の答案に含まれうる典型的な誤りパターンとしては、「かけ算」、「記入位置」、「加算」及び「少数点位置」の４つが挙げられる。

このうち、「かけ算」の誤りパターンは、上述の「プロセス１」で数値「２」，「３」の乗算を誤って「６」以外の数値を記載するパターンや、上述の「プロセス１’」で数値「２」，「１」の乗算を誤って「２」以外の数値を記載するパターン等である（図中の１段目を参照）。そして、この誤りパターンの評価基準としては、予め指定された指定値「６」，「２」（乗算結果の値）とは異なる数値が記載されたか否か、が用いられている。

また、「記入位置」の誤りパターンは、上述の「プロセス１」で数値「６」を最下位桁以外の位置に記載するパターンや、上述の「プロセス１’」で数値「２」を２番目に低い桁以外の位置に記載するパターン等である（図中の２段目を参照）。そして、この誤りパターンの評価基準としては、予め指定された桁の位置（図中の星部分）とは異なる位置に数値が記載されたか否か、が用いられている。

また、「加算」の誤りパターンは、上述の「プロセス２」で各桁の位置に記載された数値の桁ごとの加算を誤って「２６」以外の数字列を記載するパターン（図中の３段目を参照）等である。そして、この誤りパターンの評価基準としては、予め指定された指定値「２６」（加算結果の値）とは異なる数値が記載されたか否か、が用いられている。

また、「小数点位置」の誤りパターンは、上述の「プロセス２」で小数点の位置を誤って記載するパターン（図中の４段目を参照）等である。そして、この誤りパターンの評価基準としては、予め指定された桁の位置とは異なる位置に小数点が記載されたか否か、が用いられている。

同様に、図３（ｂ）では、後述の図９（ａ）に示すように、着色部分の面積を算出する問題についての誤りパターンデータ２４４Ｃが図示されている。この問題には、「△ＡＢＤ＋△ＡＣＤ」によって面積を算出する解法（以下、「解法１」とする）と、「△ＡＢＣ−△ＢＣＤ」によって面積を算出する解法（以下、「解法２」とする）とが存在する（図中、説明図の欄を参照）。
この問題の「解法１」，「解法２」での模範答案を作成するにあたっては、以下の３つのプロセスが行われる。

すなわち、１つ目のプロセス（以下、「プロセス１」とする）は、着色部分が「△ＡＢＤ＋△ＡＣＤ」または「△ＡＢＣ−△ＢＣＤ」であることを記載するプロセスである。

２つ目のプロセス（以下、「プロセス２」とする）は、三角形の面積の公式（底辺×高さ÷２）を用いて「△ＡＢＤ＋△ＡＣＤ」または「△ＡＢＣ−△ＢＣＤ」の数値計算式を記載するプロセスである。

３つ目のプロセス（以下、「プロセス３」とする）は、数値計算式を計算して式を単純化するとともに、最終解「３０」を算出して記載するプロセスである。

そして、この問題の各解法での答案に含まれうる典型的な誤りパターンとしては、「三角形を見つける」、「公式利用」及び「計算」の３つが挙げられる。

このうち、「三角形を見つける」の誤りパターンは、上述の「プロセス１」で、着色部分と等しい三角形の組合せを見つけられず、誤った解法を記載するパターンである（図中の１段目、４段目を参照）。そして、この誤りパターンの評価基準としては、「△ＡＢＤ＋△ＡＣＤ」及び「△ＡＢＣ−△ＢＣＤ」とは異なる解法が記載されたか否か、が用いられている。

また、「公式利用」の誤りパターンは、上述の「プロセス２」で「△ＡＢＤ＋△ＡＣＤ」または「△ＡＢＣ−△ＢＣＤ」の数値計算式を誤って記載するパターンである（図中の２段目、５段目を参照）。そして、この誤りパターンの評価基準としては、予め指定された数式（「△ＡＢＤ＋△ＡＣＤ」または「△ＡＢＣ−△ＢＣＤ」を示す数式）の同一式（または等価式）とは異なる数式が記載されたか否か、が用いられている。

また、「計算」の誤りパターンは、上述の「プロセス３」で単純化された式を誤って記載するパターンや、「３０」以外の最終解を記載するパターンである（図中の３段目、６段目を参照）。そして、この誤りパターンの評価基準としては、予め指定された数式（単純化された数式）の同一式（または等価式）とは異なる数式が記載されたか否かや、予め指定された指定値「３０」（最終解の値）とは異なる数値が記載されたか否か、が用いられている。

答案データベース２４５は、後述の授業中採点処理（図５参照）において生徒端末４に出題される問題の識別番号と、生徒端末４により作成される手書きの答案データ２４５Ａと、当該答案データ２４５Ａを文字認識して作成される答案テキストデータ２４５Ｂと、当該答案テキストデータ２４５Ｂの評価と、作成元の生徒端末４のＩＤ情報とを対応付けて記憶するようになっている。このうち、答案テキストデータ２４５Ｂの評価としては、当該答案テキストデータ２４５Ｂの正誤が用いられ、答案テキストデータ２４５Ｂが誤りである場合には、その誤りパターンが更に用いられる。

評価集計テーブル２４６は、各答案データ２４５Ａについての評価を蓄積記憶するようになっている。

ＣＰＵ２５は、入力される指示に応じて所定のプログラムに基づいた処理を実行し、各機能部への指示やデータの転送等を行い、サーバ２を統括的に制御するようになっている。具体的には、ＣＰＵ２５は、入力部２２から入力される操作信号等に応じて記憶部２４に格納された各種プログラムを読み出し、当該プログラムに従って処理を実行する。そして、ＣＰＵ２５は、処理結果を表示部２１に適宜出力させる。

［電子黒板］
電子黒板３は、教室に設置されて授業に用いられるものであり、図４に示すように、表示部３１と、入力部３２と、通信部３３と、記憶部３４と、ＣＰＵ３５等とを備えて構成されている。

表示部３１は、ディスプレイ３１０を備えており、ＣＰＵ３５から入力される表示信号に基づいて各種情報をディスプレイ３１０に表示するようになっている。なお、本実施の形態におけるディスプレイ３１０は、いわゆるタッチパネル３２１と一体的に形成されており、ユーザ（教師）によるタッチ操作を受け付け可能となっている。

入力部３２は、キー群３２０や上述のタッチパネル３２１を備えており、押下されたキーの種類やタッチパネル３２１の位置に対応する信号をＣＰＵ３５に出力するようになっている。

通信部３３は、サーバ２との間でデータ通信を行うものであり、本実施の形態においては、無線通信を行うようになっている。なお、本実施の形態においては、通信部３３はサーバ２を介して生徒端末４と通信するようになっているが、生徒端末４と直接通信することとしても良い。

記憶部３４は、電子黒板３の各種機能を実現するためのプログラムやデータを記憶するとともに、ＣＰＵ３５の作業領域として機能するメモリである。

ＣＰＵ３５は、入力される指示に応じて所定のプログラムに基づいた処理を実行し、各機能部への指示やデータの転送等を行い、電子黒板３を統括的に制御するようになっている。具体的には、ＣＰＵ３５は、入力部３２から入力される操作信号等に応じて記憶部３４に格納された各種プログラムを読み出し、当該プログラムに従って処理を実行する。そして、ＣＰＵ３５は、処理結果を表示部３１に適宜出力させる。

［生徒端末］
生徒端末４は、生徒に所持されて授業に用いられるものであり、図４に示すように、表示部４１と、入力部４２と、通信部４３と、記憶部４４と、ＣＰＵ４５等とを備えて構成されている。

表示部４１は、ディスプレイ４１０を備えており、ＣＰＵ４５から入力される表示信号に基づいて各種情報をディスプレイ４１０に表示するようになっている。なお、本実施の形態におけるディスプレイ４１０は、いわゆるタッチパネル４２１と一体的に形成されており、ユーザ（生徒）によるタッチ操作を受け付け可能となっている。

入力部４２は、キー群４２０や上述のタッチパネル４２１を備えており、押下されたキーの種類やタッチパネル４２１の位置に対応する信号をＣＰＵ４５に出力するようになっている。

通信部４３は、サーバ２との間でデータ通信を行うものであり、本実施の形態においては、無線通信を行うようになっている。なお、本実施の形態においては、通信部４３はサーバ２を介して電子黒板３と通信するようになっているが、電子黒板３と直接通信することとしても良い。

記憶部４４は、生徒端末４の各種機能を実現するためのプログラムやデータを記憶するとともに、ＣＰＵ４５の作業領域として機能するメモリである。本実施の形態においては、記憶部４４は、生徒端末プログラム４４０等を記憶している。

生徒端末プログラム４４０は、後述の生徒端末処理（図７参照）をＣＰＵ４５に実行させるためのプログラムである。

ＣＰＵ４５は、入力される指示に応じて所定のプログラムに基づいた処理を実行し、各機能部への指示やデータの転送等を行い、生徒端末４を統括的に制御するようになっている。具体的には、ＣＰＵ４５は、入力部４２から入力される操作信号等に応じて記憶部４４に格納された各種プログラムを読み出し、当該プログラムに従って処理を実行する。そして、ＣＰＵ４５は、処理結果を表示部４１に適宜出力させる。

［動作］
＜授業中採点処理＞
続いて、サーバ２による授業中採点処理について、図面を参照しつつ説明する。

この授業中採点処理においては、まずＣＰＵ２５は、図５に示すように、電子黒板３に対する教師の操作に基づいて、何れかの教科書データＤを指定教科書データＤＳとして指定するとともに、当該教科書データＤにおける何れかのページを指定ページとして指定し、指定教科書データＤＳと、指定ページのページ番号とを電子黒板３及び生徒端末４に送信して指定教科書データＤＳの指定ページを表示させる（ステップＳ１）。

次に、ＣＰＵ２５は、電子黒板３に対する教師の操作を検知し（ステップＳ２）、この操作が指定ページの変更操作であるか否かを判定する（ステップＳ３）。

このステップＳ３において教師の操作が指定ページの変更操作であると判定した場合（ステップＳ３；Ｙｅｓ）には、ＣＰＵ２５は、変更後の指定ページのページ番号を電子黒板３及び生徒端末４に送信して指定教科書データＤＳの指定ページを表示させ（ステップＳ４）、上述のステップＳ２に移行する。

また、ステップＳ３において教師の操作が指定ページの変更操作でないと判定した場合（ステップＳ３；Ｎｏ）には、ＣＰＵ２５は、教師の操作が指定ページにおける出題マークＭに対するタッチ操作であるか否かを判定する（ステップＳ６）。

このステップＳ６において教師の操作が出題マークＭに対するタッチ操作でないと判定した場合（ステップＳ６；Ｎｏ）には、ＣＰＵ２５は、他の処理へ移行する。

また、ステップＳ６において教師の操作が出題マークＭに対するタッチ操作であると判定した場合（ステップＳ６；Ｙｅｓ）には、ＣＰＵ２５は、電子黒板３に対する教師の操作に応じて問題の回答時間を設定してカウントダウンを開始した後（ステップＳ７）、生徒端末４に出題信号を送信する（ステップＳ８）。ここで、ステップＳ７の処理においてＣＰＵ２５は、予め設定された時間を回答時間として設定することとしても良い。また、ステップＳ８で送信される出題信号は、タッチ操作により指定された問題（タッチ操作の行われた出題マークＭに対応する問題。以下、指定問題とする）の問題番号と、回答時間とを含んでいる。

次に、ＣＰＵ２５は、回答時間がタイムアップになったか否かを判定し（ステップＳ１１）、タイムアップになっていないと判定した場合（ステップＳ１１；Ｎｏ）には、生徒端末４から手書きの答案データ２４５Ａを受信したか否かを判定する（ステップＳ１２）。

このステップＳ１２において生徒端末４から答案データ２４５Ａを受信しないと判定した場合（ステップＳ１２；Ｎｏ）には、ＣＰＵ２５は、上述のステップＳ１１に移行する。

また、ステップＳ１２において生徒端末４から答案データ２４５Ａを受信したと判定した場合（ステップＳ１２；Ｙｅｓ）には、ＣＰＵ２５は、この答案データ２４５Ａの送信元の生徒端末４からＩＤ情報を受信した後、誤りパターン判別処理を行う（ステップＳ１３）。

具体的には、図６に示すように、この誤りパターン判別処理においてまずＣＰＵ２５は、答案データ２４５Ａを文字認識して答案テキストデータ２４５Ｂを作成し、これら答案データ２４５Ａ及び答案テキストデータ２４５Ｂと、送信元の生徒端末４のＩＤ情報とを指定問題の問題識別データ２４４Ａ（指定問題の収録元の教科書データＤの種類、指定問題の記載されたページ番号、及び指定問題の問題番号）に対応付けて答案データベース２４５に記憶させる（ステップＴ１）。

次に、ＣＰＵ２５は、答案テキストデータ２４５Ｂを複数の記載部分に分割する（ステップＴ２）。例えば、答案テキストデータ２４５Ｂが複数行からなる計算式である場合には、このときＣＰＵ２５は、答案テキストデータ２４５Ｂを各行の記載部分に分割し、記載順序に応じた番号と対応付ける。

次に、ＣＰＵ２５は、誤りパターン判別データテーブル２４４から指定問題の誤りパターンデータ２４４Ｃを読み出して記憶部２４に一時記憶させた後（ステップＴ３）、指定問題に複数の解法があるか否かを判定し（ステップＴ４）、複数の解法がないと判定した場合（ステップＴ４；Ｎｏ）には、後述のステップＴ７に移行する。

また、ステップＴ４において指定問題に複数の解法があると判定した場合（ステップＴ４；Ｙｅｓ）には、ＣＰＵ２５は、答案テキストデータ２４５Ｂの形態から、当該答案テキストデータ２４５Ｂで用いられている解法を特定した後（ステップＴ５）、記憶部２４に一時記憶された各誤りパターンデータ２４４Ｃのうち、特定された解法以外の誤りパターンデータ２４４Ｃを一時記憶の内容から除去する（ステップＴ６）。例えば、後述の図９（ａ）に示す問題が指定問題である場合には、このステップＴ５の処理においてＣＰＵ２５は、答案テキストデータ２４５Ｂの１行目の記載部分に足し算がある場合には「解法１」、引き算がある場合には「解法２」が用いられていると判定して解法を特定する。

次に、ＣＰＵ２５は、処理番号を「１」に設定した後（ステップＴ７）、答案テキストデータ２４５Ｂから、現時点での処理番号と等しい番号の記載部分を読み出す（ステップＴ８）。

次に、ＣＰＵ２５は、読み出した答案テキストデータ２４５Ｂの記載部分と、記憶部２４に一時記憶された各誤りパターンデータ２４４Ｃの誤りパターンとを比較し（ステップＴ９）、答案テキストデータ２４５Ｂの記載部分が何れかの誤りパターンに該当するか否かを判定する（ステップＴ１１）。

このステップＴ１１において答案テキストデータ２４５Ｂの記載部分が何れかの誤りパターンに該当すると判定した場合（ステップＴ１１；Ｙｅｓ）には、ＣＰＵ２５は、この答案テキストデータ２４５Ｂについての評価として、不正解の旨と、該当の誤りパターンとを答案データベース２４５に記憶させ（ステップＴ１２）、誤りパターン判別処理を終了する。

また、上述のステップＴ１１において答案テキストデータ２４５Ｂの記載部分が何れの誤りパターンにも該当しないと判定した場合（ステップＴ１１；Ｎｏ）には、ＣＰＵ２５は、答案テキストデータ２４５Ｂに次の記載部分があるか否かを判定する（ステップＴ１３）。

このステップＴ１３において答案テキストデータ２４５Ｂに次の記載部分があると判定した場合（ステップＴ１３；Ｙｅｓ）には、ＣＰＵ２５は、処理番号を１つ増やした後（ステップＴ１４）、上述のステップＴ８に移行する。

また、ステップＴ１３において答案テキストデータ２４５Ｂに次の記載部分がないと判定した場合（ステップＴ１３；Ｎｏ）には、ＣＰＵ２５は、答案テキストデータ２４５Ｂに含まれる答えが指定問題についての正解データ２４４Ｂの内容と一致するか否かを判定する（ステップＴ１５）。

このステップＴ１５において答案テキストデータ２４５Ｂに含まれる答えが指定問題についての正解データ２４４Ｂの内容と一致すると判定した場合（ステップＴ１５；Ｙｅｓ）には、ＣＰＵ２５は、この答案テキストデータ２４５Ｂについての評価として、正解の旨を答案データベース２４５に記憶させ（ステップＴ１６）、誤りパターン判別処理を終了する。

また、ステップＴ１５において答案テキストデータ２４５Ｂに含まれる答えが指定問題についての正解データ２４４Ｂの内容と一致しないと判定した場合（ステップＴ１５；Ｎｏ）には、ＣＰＵ２５は、この答案テキストデータ２４５Ｂについての評価として、不正解の旨と、何れの誤りパターンにも該当しない旨とを答案データベース２４５に記憶させ（ステップＴ１７）、誤りパターン判別処理を終了する。

以上の誤りパターン判別処理が終了したら、図５に示すように、次にＣＰＵ２５は、ステップＳ１２で受信した答案データ２４５Ａについての評価を、評価集計テーブル２４６に蓄積記憶させ（ステップＳ１４）、上述のステップＳ１１に移行する。

また、ステップＳ１１において回答時間がタイムアップになったと判定した場合（ステップＳ１１；Ｙｅｓ）には、ＣＰＵ２５は、未だ回答（答案データ２４５Ａの送信）をしていない生徒端末４に対し、回答を強制する旨の指示信号を送信する（ステップＳ２１）。

次に、ＣＰＵ２５は、未回答の生徒端末４から答案データ２４５Ａを受信したか否かを判定し（ステップＳ２２）、受信したと判定した場合（ステップＳ２２；Ｙｅｓ）には、上述のステップＳ１３と同様の誤りパターン判別処理を行う（ステップＳ２３）。

次に、ＣＰＵ２５は、ステップＳ２２で受信した答案データ２４５Ａについての評価を、評価集計テーブル２４６に蓄積記憶させ（ステップＳ２４）、上述のステップＳ２２に移行する。

また、上述のステップＳ２２において未回答の生徒端末４から答案データ２４５Ａを受信しないと判定した場合（ステップＳ２２；Ｎｏ）には、ＣＰＵ２５は、評価集計テーブル２４６内の情報に基づいて、教室内の生徒端末４の全体での指定問題の正解率と、指定問題の各解法についての誤りパターンごとの誤答率とを電子黒板３に表示させる（ステップＳ３１）。

次に、ＣＰＵ２５は、電子黒板３において何れかの誤りパターンに対する指定操作が教師により行われるか否かを判定し（ステップＳ３２）、行われないと判定した場合（ステップＳ３２；Ｎｏ）には、他の処理へ移行する。

また、ステップＳ３２において何れかの誤りパターンに対する指定操作が教師により行われたと判定した場合（ステップＳ３２；Ｙｅｓ）には、ＣＰＵ２５は、当該誤りパターンに該当すると判定された記載部分を含む答案テキストデータ２４５Ｂを電子黒板３に表示させる（ステップＳ３３）。

次に、ＣＰＵ２５は、教師により手書き入力が行われるか否かを判定し（ステップＳ３４）、行われないと判定した場合（ステップＳ３４；Ｎｏ）には他の処理へ移行する。

また、ステップＳ３４において教師により手書き入力が行われたと判定した場合（ステップＳ３４；Ｙｅｓ）には、ＣＰＵ２５は、この手書き入力に応じて答案上に手書きの修正内容を表示させる（ステップＳ３５）。

次に、ＣＰＵ２５は、表示画面を戻す旨の操作が教師により行われるか否かを判定し（ステップＳ３６）、行われないと判定した場合（ステップＳ３６；Ｎｏ）には他の処理へ移行する一方、行われたと判定した場合（ステップＳ３６；Ｙｅｓ）には上述のステップＳ３２に移行する。

＜生徒端末処理＞
続いて、生徒端末４による生徒端末処理について、図７を参照しつつ説明する。

この生徒端末処理においては、まずＣＰＵ４５は、図７に示すように、上述のステップＳ１、Ｓ４によってサーバ２から送信される指定教科書データＤＳと、指定ページのページ番号とに基づいて、指定教科書データＤＳの指定ページをディスプレイ４１０に表示させる（ステップＵ１）。

次に、ＣＰＵ４５は、上述のステップＳ８によってサーバ２から出題信号を受信したか否かを判定し（ステップＵ２）、受信しないと判定した場合（ステップＵ２；Ｎｏ）には当該ステップＵ２を繰り返す。

また、ステップＵ２においてサーバ２から出題信号を受信したと判定した場合（ステップＵ２；Ｙｅｓ）には、ＣＰＵ４５は、答案データ２４５Ａの送信を指示するための回答送信アイコンＩ（図８（ｂ）参照）をディスプレイ４１０に表示させる（ステップＵ３）。

次に、ＣＰＵ４５は、生徒により手書き入力がされるか否かを判定し（ステップＵ４）、されないと判定した場合（ステップＵ４；Ｎｏ）には、後述のステップＵ６に移行する。

また、ステップＵ４において生徒により手書き入力がされたと判定した場合（ステップＵ４；Ｙｅｓ）には、ＣＰＵ４５は、手書き入力の内容をディスプレイ４１０に表示させるとともに、答案データ２４５Ａに含めて一時記憶する（ステップＵ５）。

次に、ＣＰＵ４５は、回答送信アイコンＩに対してタッチ操作が行われるか否かを判定し（ステップＵ６）、行われたと判定した場合（ステップＵ６；Ｙｅｓ）には、自機の端末ＩＤと、答案データ２４５Ａとをサーバ２に送信させ（ステップＵ７）、上述のステップＵ２に移行する。

また、ステップＵ６において回答送信アイコンＩに対してタッチ操作が行われないと判定した場合（ステップＵ６；Ｎｏ）には、ＣＰＵ４５は、上述のステップＳ２１によりサーバ２から送信される信号、つまり回答を強制する旨の指示信号を受信したか否かを判定する（ステップＵ８）。

このステップＵ８において回答を強制する旨の指示信号を受信しないと判定した場合（ステップＵ８；Ｎｏ）には、ＣＰＵ４５は、上述のステップＵ４に移行する。

また、ステップＵ８において回答を強制する旨の指示信号を受信したと判定した場合（ステップＵ８；Ｙｅｓ）には、ＣＰＵ４５は、自機の端末ＩＤと、答案データ２４５Ａ（ここでは未完の答案のデータ）とをサーバ２に送信させ（ステップＵ９）、上述のステップＵ２に移行する。

［動作例］
続いて、図面を参照しつつ、上述の授業中採点処理及び生徒端末処理を具体的に説明する。

＜動作例１＞
まず、教師が電子黒板３に対して操作を行い、「算数」の教科書データＤと、何れかのページとを指定すると、指定教科書データＤＳと、指定ページのページ番号とが電子黒板３及び生徒端末４に送信され、図８（ａ）に示すように、指定教科書データＤＳの指定ページが表示される（ステップＳ１）。なお、このページには、「０．２×１．３」という問題が記載されている。

次に、教師が出題マークＭに対するタッチ操作を行うと（ステップＳ６；Ｙｅｓ）、生徒端末４に出題信号が送信される（ステップＳ８）。

一方、図８（ｂ）に示すように、生徒「あおい」の生徒端末４では、出題信号を受信すると（ステップＵ２；Ｙｅｓ）、答案データ２４５Ａの送信を指示するための回答送信アイコンＩがディスプレイ４１０に表示される（ステップＵ３）。

次に、生徒「あおい」が手書き入力を行うと（ステップＵ４；Ｙｅｓ）、手書き入力の内容がディスプレイ４１０に表示されるとともに、答案データ２４５Ａに含めて一時記憶される（ステップＵ５）。そして、回答送信アイコンＩに対して生徒「あおい」がタッチ操作を行うと（ステップＵ６；Ｙｅｓ）、自機の端末ＩＤ「ａ４：あおい」と、答案データ２４５Ａとがサーバ２に送信される（ステップＵ７）。

次に、電子黒板３では、生徒「あおい」の生徒端末４から答案データ２４５Ａが受信されて（ステップＳ１２；Ｙｅｓ）、誤りパターン判別処理が行われる（ステップＳ１３）。

具体的には、まず、答案データ２４５Ａが文字認識されて答案テキストデータ２４５Ｂが作成され（ステップＴ１）、答案テキストデータ２４５Ｂが各行の記載部分に分割される（ステップＴ２）。

次に、誤りパターン判別データテーブル２４４から指定問題の誤りパターンデータ２４４Ｃ（図３（ａ）参照）が読み出された後（ステップＴ３）、答案テキストデータ２４５Ｂの３行目の記載部分「２．６」と、各誤りパターンデータ２４４Ｃの誤りパターンとが比較され（ステップＴ９）、答案テキストデータ２４５Ｂの記載部分「２．６」が「小数点位置」の誤りパターンに該当すると判定され（ステップＴ１１；Ｙｅｓ）、この答案テキストデータ２４５Ｂについての評価として、不正解の旨と、該当の誤りパターン「少数点位置」とが答案データベース２４５に記憶される（ステップＴ１２）。

そして、以上の誤りパターン判別処理が終了したら、受信した答案データ２４５Ａについての評価（不正解・誤りパターン：「少数点位置」）が評価集計テーブル２４６に記憶される（ステップＳ１４）。

以降、同様にして各生徒端末４から答案データ２４５Ａが受信されると（ステップＳ１２；Ｙｅｓ）、誤りパターン判別処理が行われ（ステップＳ１３）、受信した答案データ２４５Ａについての評価が評価集計テーブル２４６に記憶される（ステップＳ１４）。

次に、図８（ｃ）に示すように、評価集計テーブル２４６内の情報に基づいて、教室内の生徒端末４の全体での指定問題の正解率と、指定問題の誤りパターンごとの誤答率とが電子黒板３に表示される（ステップＳ３１）。なお、本動作例においては、このとき電子黒板３では、各誤りパターンに対応付けて、当該誤りパターンに該当する答案テキストデータ２４５Ｂが表示されるとともに、この答案テキストデータ２４５Ｂ内での誤り箇所が丸で囲って識別表示される。

次に、教師が「少数点位置」の誤りパターンに対する指定操作を行うと（ステップＳ３２；Ｙｅｓ）、図８（ｄ）に示すように、当該誤りパターンに該当すると判定された記載部分を含む答案テキストデータ２４５Ｂ（ここでは生徒「あおい」の答案テキストデータ２４５Ｂ）が電子黒板３に表示される（ステップＳ３３）。

そして、教師が手書き入力を行うと（ステップＳ３４；Ｙｅｓ）、この手書き入力に応じて答案上に手書きの修正内容が表示される（ステップＳ３５）。

＜動作例２＞
まず、教師が電子黒板３に対して操作を行い、「算数」の教科書データＤと、何れかのページとを指定すると、指定教科書データＤＳと、指定ページのページ番号とが電子黒板３及び生徒端末４に送信され、図９（ａ）に示すように、指定教科書データＤＳの指定ページが表示される（ステップＳ１）。なお、このページには、着色部分の面積を算出する問題が記載されている。

次に、教師が出題マークＭに対するタッチ操作を行うと（ステップＳ６；Ｙｅｓ）、生徒端末４に出題信号が送信される（ステップＳ８）。

一方、図９（ｂ）に示すように、生徒「りく」の生徒端末４では、出題信号を受信すると（ステップＵ２；Ｙｅｓ）、答案データ２４５Ａの送信を指示するための回答送信アイコンＩがディスプレイ４１０に表示される（ステップＵ３）。

次に、生徒「りく」が手書き入力を行うと（ステップＵ４；Ｙｅｓ）、手書き入力の内容がディスプレイ４１０に表示されるとともに、答案データ２４５Ａに含めて一時記憶される（ステップＵ５）。そして、回答送信アイコンＩに対して生徒「りく」がタッチ操作を行うと（ステップＵ６；Ｙｅｓ）、自機の端末ＩＤ「ａ３：りく」と、答案データ２４５Ａとがサーバ２に送信される（ステップＵ７）。

次に、電子黒板３では、生徒「りく」の生徒端末４から答案データ２４５Ａが受信されて（ステップＳ１２；Ｙｅｓ）、誤りパターン判別処理が行われる（ステップＳ１３）。

具体的には、まず、答案データ２４５Ａが文字認識されて答案テキストデータ２４５Ｂが作成され（ステップＴ１）、答案テキストデータ２４５Ｂが各行の記載部分に分割される（ステップＴ２）。

次に、誤りパターン判別データテーブル２４４から指定問題の誤りパターンデータ２４４Ｃ（図３（ｂ）参照）が読み出された後（ステップＴ３）、答案テキストデータ２４５Ｂにおいて数値計算式を単純化し、最終解「３０」を算出する記載部分と、各誤りパターンデータ２４４Ｃの誤りパターンとが比較され（ステップＴ９）、答案テキストデータ２４５Ｂの当該記載部分が「計算」の誤りパターンに該当すると判定され（ステップＴ１１；Ｙｅｓ）、この答案テキストデータ２４５Ｂについての評価として、不正解の旨と、該当の誤りパターン「計算」とが答案データベース２４５に記憶される（ステップＴ１２）。

そして、以上の誤りパターン判別処理が終了したら、受信した答案データ２４５Ａについての評価（不正解・誤りパターン：「計算」）が評価集計テーブル２４６に記憶される（ステップＳ１４）。

以降、同様にして各生徒端末４から答案データ２４５Ａが受信されると（ステップＳ１２；Ｙｅｓ）、誤りパターン判別処理が行われ（ステップＳ１３）、受信した答案データ２４５Ａについての評価が評価集計テーブル２４６に記憶される（ステップＳ１４）。

次に、図９（ｃ）に示すように、評価集計テーブル２４６内の情報に基づいて、教室内の生徒端末４の全体での指定問題の正解率と、指定問題の各解法についての誤りパターンごとの誤答率とが電子黒板３に表示される（ステップＳ３１）。

次に、教師が「計算」の誤りパターンに対する指定操作を行うと（ステップＳ３２；Ｙｅｓ）、図９（ｄ）に示すように、当該誤りパターンに該当すると判定された記載部分を含む答案テキストデータ２４５Ｂ（ここでは生徒「りく」の答案テキストデータ２４５Ｂ）が電子黒板３に表示される（ステップＳ３３）。

そして、教師が手書き入力を行うと（ステップＳ３４；Ｙｅｓ）、この手書き入力に応じて答案上に手書きの修正内容が表示される（ステップＳ３５）。

以上のように、本実施形態のサーバ２によれば、図５のステップＳ１３〜Ｓ１４，Ｓ３１や図６，図８，図９等に示したように、出題された問題についての答案に含まれうる誤りパターンが複数取得されるとともに、当該問題についての答案データ２４５Ａが各生徒端末から受信されて複数の記載部分に分割され、記載部分ごとに誤りパターンに該当するか否かが判定され、この判定結果に基づいて、複数の生徒端末全体での問題の正解率と、誤りパターンごとの誤答率とが表示されるので、生徒に問題を解かせつつ授業を進める場合に、各生徒がどのような箇所で間違っているのかを把握することができる。従って、クラス内のどれだけの生徒が授業を理解しているのかを把握することができる。

また、図６のステップＴ５や図９等に示したように、問題に対する複数の解法のそれぞれについて誤りパターンが取得され、複数の解法のそれぞれについて、複数の生徒端末全体での誤りパターンごとの誤答率が表示されるので、問題に複数の解法がある場合に、各生徒が何れの解法のどのような箇所で間違っているのかを把握することができる。

なお、上記の実施の形態における授業支援システム１の各構成要素の細部構成及び細部動作に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることは勿論である。

例えば、上記の実施形態では、本発明に係る授業支援装置をサーバ２として説明したが、電子黒板３としても良い。

また、授業支援プログラム２４０がサーバ２に記憶されることとして説明したが、サーバ２に対して着脱可能なメモリカード、ＣＤ等の記憶媒体に記憶されることとしてもよい。

また、問題の誤りパターンが予め誤りパターン判別データテーブル２４４に記憶され、この誤りパターン判別データテーブル２４４から誤りパターンを取得することとして説明したが、他の手法によって取得することとしても良い。

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、本発明の範囲は、上述の実施の形態に限定するものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲とその均等の範囲を含む。
以下に、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲に記載した発明を付記する。付記に記載した請求項の項番は、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲の通りである。
〔付記〕
＜請求項１＞
複数の生徒端末と通信可能な学習支援装置において、
出題された問題についての答案を各生徒端末から受信する受信手段と、
前記問題についての答案に含まれうる誤りパターンを複数取得する誤りパターン取得手段と、
各答案を複数の記載部分に分割する答案分割手段と、
記載部分ごとに前記誤りパターンに該当するか否かを判定する記載部分別正誤判定手段と、
前記記載部分別正誤判定手段による判定結果に基づいて、前記複数の生徒端末全体での前記問題の正解率と、誤りパターンごとの誤答率とを表示させる誤りパターン別誤答率表示制御手段と
を備えることを特徴とする学習支援装置。
＜請求項２＞
請求項１記載の学習支援装置において、
前記答案は、手書き入力されており、
前記答案分割手段は、
前記答案を文字認識してテキストデータ化するとともに、複数の前記記載部分に分割し、
当該学習支援装置は、
前記誤りパターン別誤答率表示制御手段により誤りパターンごとの誤答率が表示された状態から、ユーザ操作に基づいて何れかの誤りパターンが指定された場合に、前記記載部分別正誤判定手段により当該誤りパターンに該当すると判定された前記記載部分の前記答案テキストデータを表示させる誤答記載部分表示制御手段と、
を備えることを特徴とする学習支援装置。
＜請求項３＞
請求項１または２記載の学習支援装置において、
前記誤りパターン取得手段は、
前記問題に対する複数の解法のそれぞれについて前記誤りパターンを取得し、
前記記載部分別正誤判定手段は、
各答案について、当該答案で用いられている解法を検知するとともに、この解法の答案に含まれうる誤りパターンに当該答案の前記記載部分が該当するか否かを判定し、
前記誤りパターン別誤答率表示制御手段は、
前記複数の解法のそれぞれについて、前記複数の生徒端末全体での誤りパターンごとの誤答率を表示させることを特徴とする学習支援装置。
＜請求項４＞
複数の生徒端末と通信可能なコンピュータに、
出題された問題についての答案を各生徒端末から受信する受信機能と、
前記問題についての答案に含まれうる誤りパターンを複数取得する誤りパターン取得機能と、
各答案を複数の記載部分に分割する答案分割機能と、
記載部分ごとに前記誤りパターンに該当するか否かを判定する記載部分別正誤判定機能と、
前記記載部分別正誤判定機能による判定結果に基づいて、前記複数の生徒端末全体での前記問題の正解率と、誤りパターンごとの誤答率とを表示させる誤りパターン別誤答率表示制御機能と
を実現させることを特徴とするプログラム。

２ サーバ
３ 電子黒板
４ 生徒端末
２４０ 授業支援プログラム

Claims (3)

1. 複数の生徒端末と通信可能な学習支援装置において、
   少なくとも１つの問題と、前記問題に対応する正解と、前記問題に対応する複数種類の解法のそれぞれに含まれうる誤りパターンと、が記憶された記憶手段と、
   出題された前記問題についての答案を各生徒端末から受信する受信手段と、
   前記受信手段により受信された各答案を複数の記載部分に分割する分割手段と、
   前記分割手段により分割された前記記載部分ごとに、前記答案で用いられている解法を検知するとともに、前記記憶手段により記憶された前記正解又は前記それぞれの誤りパターンに前記答案の前記記載部分が該当するか否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段による判定結果に基づいて、前記複数の生徒端末全体での前記問題の正解率と、前記複数の生徒端末全体での前記複数の解法のそれぞれについての誤りパターンごとの誤答率と、を表示させる表示制御手段と、
   を備えることを特徴とする学習支援装置。
2. 請求項１記載の学習支援装置において、
   前記答案は、手書き入力されており、
   前記分割手段は、
   前記答案を文字認識してテキストデータ化するとともに、複数の前記記載部分に分割し、
   前記表示制御手段は、
   前記表示制御手段により誤りパターンごとの誤答率が表示された状態から、ユーザ操作に基づいて何れかの誤りパターンが指定された場合に、前記判定手段により当該誤りパターンに該当すると判定された前記記載部分の前記テキストデータを表示させる
   ことを特徴とする学習支援装置。
3. 複数の生徒端末と通信可能なコンピュータに、
   少なくとも１つの問題と、前記問題に対応する正解と、前記問題に対応する複数種類の解法のそれぞれに含まれうる誤りパターンと、が記憶された記憶機能と、
   出題された前記問題についての答案を各生徒端末から受信する受信機能と、
   前記受信機能により受信された各答案を複数の記載部分に分割する分割機能と、
   前記分割機能により分割された前記記載部分ごとに、前記答案で用いられている解法を検知するとともに、前記記憶機能により記憶された前記正解又は前記それぞれの誤りパターンに前記答案の前記記載部分が該当するか否かを判定する判定機能と、
   前記判定機能による判定結果に基づいて、前記複数の生徒端末全体での前記問題の正解率と、前記複数の生徒端末全体での前記複数の解法のそれぞれについての誤りパターンごとの誤答率と、を表示させる表示制御機能と、
   を実現させることを特徴とするプログラム。

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