JP6881015B2 - 分析装置、分析システム、分析方法及びコンピュータプログラム - Google Patents

分析装置、分析システム、分析方法及びコンピュータプログラム Download PDF

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本発明は、適切な内容の分析結果を適切なタイミングで提供することが可能となる分析装置、分析システム、分析方法及びコンピュータプログラムに関する。
幼少の子供の学力検査から成人をも受験する資格試験まであらゆる年代で、学習者の学力や理解度を公平且つ客観的に評価するために同一の問題に対し一斉に解答させるテストが実施される機会が多々ある。このようなテストでは、採点結果をテスト実施主催者及び受験者に提供するのみならず、点数分布、各問題の正答率及び偏差値等、受験者全体を母体とした分析結果が必要とされる。
学習者全体の能力向上、及び指導者負担の軽減を図るために、テストの解答をネットワーク経由で収集し、自動的に上述の点数分布、偏差値算出のような分析を分析装置に行なわせ、分析結果を返却するシステムが使用されている。また、学習内容の分析結果から学習内容を提供するようなシステムが提案されている(特許文献1等)。特許文献1では具体的には、エビングハウスの忘却曲線に基づき、抽出された学習者の過去の正解/不正解に応じた適切なタイミングで学習内容を提示している。また、正答数に応じた点数の高低のみでの評価は適切とは言えないため、IRT(Item Response Theory:項目応答理論)に基づく採点結果の分析処理が行なわれている(特許文献2)。
このように分析処理を正確に行なうことによって学習者一人ひとりに人間である指導者を当てることが難しい状況であっても学習者夫々へ分析結果を提供することで指導者負担を軽減させることができる。
特許第5682305号公報 特開2016−109981号公報
分析装置にて正確な分析処理を行なうには、一定数以上の母数が必要になる。母数が不足する場合には適切な分析処理が実行できない。例えば多くの受験者に同一の問題を実施させるようなテストであっても、学校毎に実施される学力検査のようなテストでは、学校毎の行事又は生徒の体調によって一斉実施が難しい。学習者全員の能力の把握が必要なケースでは、欠席者に対して別途実施したテストを回収する必要がある。このような場合、全ての答案が回収されるまでに分析を待つのでは、分析結果の返却のタイミングが不適切となり、学習効果が期待できない。
そこで本開示は、適切な内容の分析結果を適切なタイミングで提供することが可能となる分析装置、分析システム、分析方法及びコンピュータプログラムを提供することを目的とする。
本発明の一態様に係る分析装置は、複数の学習者による問題への解答を収集して分析する分析装置において、収集した解答を学習者の識別情報に対応付けて記憶する記憶部と、該記憶部に記憶した学習者夫々の解答に基づき、前記学習者夫々の学習状況を分析する分析部と、前記複数の学習者全てから解答を収集するよりも前に、前記記憶部に記憶されている解答の内の全部又は一部に対して前記分析部による第1の分析を実行させる第1実行部と、前記複数の学習者全てから解答を収集した場合に、前記記憶部に記憶された全ての学習者の解答に対し前記分析部による第2の分析を実行させる第2実行部と、前記第1又は第2の分析の結果に基づく学習状況、及び前記分析の結果を送信する送信部とを備える。
本発明の一態様に係る分析装置では、前記第1実行部は、前記記憶部に記憶されている解答の数、若しくは該数の前記複数の学習者全てからの解答の数に対する割合、又は、前記問題への解答がされてからの期間若しくは日時が所定の条件を満たすか否かを判断する判断部を備え、前記所定の条件を満たすと判断された場合に、前記第1の分析を実行させる。
本発明の一態様に係る分析装置では、前記第1実行部は、解答の収集状況を他へ通知する通知部と、収集状況に応じて分析開始の指示を前記他から受け付ける受付部とを備え、該受付部により指示を受け付けた場合に前記第1の分析を実行させる。
本発明の一態様に係る分析装置では、前記第1実行部は、前記記憶部に記憶されている解答の内の全部又は一部を、正答数、又は各解答の解答者である学習者の成績、所属集団、所属集団が対応する地域情報を含む属性情報に基づき分別し、分別された解答群から群毎に、所定の分布に基づいて解答を抽出し、抽出された解答に対して前記分析部による第1の分析を実行させる。
本発明の一態様に係る分析システムは、表示部を備え、該表示部に表示された問題への学習者からの解答を受け付ける複数の端末装置と、該複数の端末装置にて受け付けた複数の学習者による解答を収集して分析を行なう分析装置とを含む分析システムであって、前記分析装置は、収集した解答を学習者の識別情報に対応付けて記憶する記憶部と、該記憶部に記憶した学習者夫々の解答に基づき、前記学習者夫々の学習状況を分析する分析部と、前記複数の学習者全てから解答を収集するよりも前に、前記記憶部に記憶されている解答の内の全部又は一部に対して前記分析部による第1の分析を実行させる第1実行部と、前記複数の学習者全てから解答を収集した場合に、前記記憶部に記憶された全ての学習者の解答に対し前記分析部による第2の分析を実行させる第2実行部と、前記第1又は第2の分析の結果に基づく学習状況、及び前記分析の結果を送信する送信部とを備え、前記複数の端末装置は、送信された学習状況及び分析の結果を前記表示部に表示させる。
本発明の一態様に係る分析システムでは、前記複数の端末装置は夫々、前記第1の分析の結果、又は前記第2の分析の結果のいずれか一方の選択を受け付ける受け付け画面を前記表示部に表示し、選択された第1の分析の結果又は第2の分析の結果のいずれか一方に基づく学習状況及び分析の結果を前記表示部へ表示する。
本発明の一態様に係る分析方法は、複数の学習者による問題への解答を収集して分析する分析方法であって、収集した解答を学習者の識別情報に対応付けて逐次記憶し、前記複数の学習者全てから解答を収集するよりも前に、記憶された解答の内の全部又は一部に対して学習者夫々の学習状況を分析する第1の分析を実行し、前記複数の学習者全てから解答を収集した場合に、記憶された全ての解答に対して学習者夫々の学習状況を分析する第2の分析を実行し、前記第1又は第2の分析の結果に基づく学習状況、及び前記分析の結果を送信する。
本発明の一態様に係るコンピュータプログラムは、記憶部を備えるコンピュータに、
複数の学習者による問題への解答を収集し、各学習者の識別情報に対応付けて前記記憶部に逐次記憶し、前記複数の学習者全てから解答を収集するよりも前に、記憶された解答の内の全部又は一部に対して学習者夫々の学習状況を分析する第1の分析を実行し、前記複数の学習者全てから解答を収集した場合に、記憶された全ての解答に対して学習者夫々の学習状況を分析する第2の分析を実行し、前記第1又は第2の分析の結果に基づく学習状況、及び前記分析の結果を送信する処理を実行させる。
本発明の一態様では、複数の学習者全てから解答を収集するよりも前に、第1の分析が実行される。更に、全ての解答が収集された場合に、全ての解答を対象とする第2の分析が行なわれる。そして第1又は第2の分析の結果に基づく成績、定着度等の学習状況と、分析結果とが提供される。このとき、予め記憶されてある学習素材から、学習者夫々の学習状況に応じた個別の学習素材が抽出されて送信されてもよい。全ての解答が収集される前に一度、第1の分析が行なわれることにより、復習に適切なタイミングで個別の結果を提供することが可能である。
本発明の一態様では、第1の分析を実行させるタイミングとして所定の条件を満たすか否かが判断される。所定の条件は回答の回収率(解答の数、若しくは全解答数に対する割合)、又は所定の日時、解答がされてからの期間等のいずれかである。また、日時を優先しつつ、それ以前に回収率が所定の数値以上である場合には第1の分析を実行する等、回収率と日時又は期間とを組み合わせるようにしてもよい。
本発明の一態様では、第1の分析を実行させるタイミングとして、収集状況を他へ通知し、通知先からの分析開始の指示を受けた場合としてもよい。学習者、及び該学習者を直接的に指導する指導者の他に、学習者及び指導者の全体的な状況を把握する管理者が存在する場合、管理者の指示又は承認を受けた時点で分析を行なう。これにより、適切と考えられるタイミングでの分析が実行され、それに基づく適切な内容の分析結果を提供することが可能である。
本発明の一態様では、全ての解答が回収される前に実行される第1の分析では、より正確な分析結果とするために分析対象を適切に抽出する。抽出は例えば、正答数、又は解答者である学習者夫々の成績等の属性に基づき分別された解答群から、群毎の解答数が所定の分布となるように行なわれる。これにより全ての解答が回収される前であっても適切な分析が実行され、したがって適切な内容の分析結果を、適切なタイミングで提供することが可能になる。
本発明の一態様では、第1の分析に基づく学習状況等の分析結果と、全ての解答に対して実行される第2の分析に基づくより現実的且つ正確な分析結果とのいずれかを学習者自身に選択させることが可能となる。分析結果と共に、学習素材を抽出する場合には、第1の結果と第2の結果とで、重複した学習素材を与えないようにするなど適切な内容の学習素材を提供することが可能となる。
本開示によれば、適切な内容の分析結果を適切なタイミングで提供することが可能となる。
実施の形態1の学習システムにおける処理の概要を示す説明図である。 実施の形態1の学習システムの構成を示すブロック図である。 学習DBの内容例を示す説明図である。 学習システムの分析装置の機能を示す機能ブロック図である。 実施の形態1における分析装置による処理手順の一例を示すフローチャートである。 採点結果の抽出処理手順の一例を示すフローチャートである。 分析装置により作成されるファイルの内容例を示す説明図である。 分析装置の処理による結果の概要を示す説明図である。 実施の形態2における学習システムの構成を示すブロック図である。 実施の形態2における分析装置による処理手順の一例を示すフローチャートである。 第2端末装置の表示部における表示例を示す説明図である。 送信要求が送信された場合の分析装置における処理手順の一例を示すフローチャートである。 第2端末装置の表示部における表示例を示す説明図である。 実施の形態3における学習システムの構成を示すブロック図である。 実施の形態3における分析装置による処理手順の一例を示すフローチャートである。
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を具体的に説明する。以下の実施の形態では、定期的に実施される学力テストの答案用紙を回収し、分析結果に基づいて学習者に個別に適切な学習素材を提供する学習システムを例に説明する。しかしながら本願に係る分析システムは、学力テストの答案用紙の分析のみならず、種々の能力を評価するためのテストの分析、又はアンケート等の収集に応じた情報提供を実施する場合のアンケートの分析にも適用することが可能である。
図1は、実施の形態1の学習システムにおける処理の概要を示す説明図である。学習システムは、分析装置1をサーバ装置として複数の第1端末装置2又は第2端末装置3がWebベースで分析装置と情報をやりとりするクライアント・サーバシステムである。第1端末装置2は、学習システムにて夫々集団(学校、学年及びクラス)を識別するクラス識別情報に対応付けて、学習者である生徒の学力を含む能力についての情報を分析装置1へ送信する。
例えば学力テストの実施後に、生徒の記入済み答案用紙Pについて担当の指導者である先生が採点を行ない、各々の生徒を識別する学習者識別情報と対応付けて採点結果を第1端末装置2から分析装置1へ送信する。この場合第1端末装置2は、各生徒の採点済み答案用紙Pを読取装置にて読み取って学習者識別情報と対応付けて送信するとよい。これにより採点結果が分析装置1に収集される。なお学力テストが、所定の用紙でなくデジタルコンテンツにて実施される場合、採点は自動で行なわれ、採点結果は自動的に分析装置1にて収集される。この場合答案用紙Pの読取は不要である。
分析装置1では、異なる集団の採点結果を収集し、後述するタイミングでIRTに基づく分析処理を行なう。分析装置1は、採点結果及び分析結果を示すデジタル文書であるファイルMを作成する。更に分析装置1は、実施された学力テストに対応する教材コンテンツを記憶してある学習データベース(以下DB(Data Base )という)101の学習素材DBから、分析結果に基づいて生徒夫々に適切な教材コンテンツを個別に抽出し、抽出した教材コンテンツをファイルMに追加して、追加後のファイルMを集団毎にまとめて返送する。
このような学習システムにおいて、例えば学習者全員の学力分布を把握するために全員の学力検査の実施が必要なケースでは、全員の採点結果の収集が必要になるが、そのテストを統一された日時に一斉に実施することは困難である。学校毎に異なる行事との関係、又は生徒の季節性の流行り病等の影響を受けて、実施日がずれることがあり、更に特定の学力検査実施日に全員が出席することができる可能性は低い。しかしながらこのような場合に、全ての採点結果が回収されるまでに分析を待つのでは、分析結果の返却のタイミングが不適切となり、学習効果が期待できない。そこで実施の形態1の学習システムでは、採点結果を収集してから分析処理を開始するタイミングを適正化する。
図2は、実施の形態1の学習システム100の構成を示すブロック図である。学習システム100は、分析装置1、及び第1端末装置2を含み、分析装置1と第1端末装置2とはネットワークNを介して通信接続が可能である。
分析装置1は、学習システム100に基づくサービス提供者が管理するサーバコンピュータである。分析装置1は、制御部10、記憶部11、一時記憶部12、及び通信部13を備える。なお実施の形態1では分析装置1は、一台のサーバコンピュータとして説明するが、複数のサーバコンピュータで処理を分散させた構成としてもよい。例えば、後述する情報処理プログラム11Pに基づく処理を行なう装置と、分析プログラム12Pに基づく分析処理を行なう装置とを別のサーバコンピュータで構成してもよい。又は、まとめられた集団群について1つの分析装置1を設ける構成とし、例えば一地区に含まれる複数の学校について1つの分析装置1を対応させ、複数地区で複数の分析装置1を設ける構成としてもよい。
制御部10は、CPU(Central Processing Unit )等を用いたプロセッサである。制御部10は、記憶部11に記憶されている情報処理プログラム11Pに基づく情報処理、分析プログラム12Pに基づくIRT分析処理を実行する。また制御部10は、図示しないWebサーバプログラムに基づき、第1端末装置2及び第2端末装置3からの学習システム100のWebサービスへのログインを受け付ける。一時記憶部12は、DRAM(Dynamic Random Access Memory)の揮発性メモリを用いて制御部10の処理により生成される情報を一時的に記憶する。
記憶部11は、例えばハードディスク又はフラッシュメモリ等の不揮発性メモリを用いる。記憶部11には、上述したように情報処理プログラム11P、分析プログラム12P、及びWebサーバプログラムが記憶されている。情報処理プログラム11Pは、第1端末装置2及び第2端末装置3から採点結果を受信する処理、分析プログラム12Pに基づくIRT分析の実行タイミングを決定する処理、IRT分析の結果に基づきファイルMを作成する処理等を制御部10に実行させるサーバプログラムである。また記憶部11には、制御部10が参照する情報が記憶されている。記憶部11の内部又は分析装置1と異なる外部記憶装置に、学習DB101が記憶されている。制御部10から読み取り及び書込み処理が可能であれば、内部及び外部のいずれであってもよい。学習DB101の内容については後述する。
通信部13は、ネットワークNを介した通信接続及びデータ送受信を実現する通信デバイスである。具体的にはネットワークNに対応したネットワークカード等である。
第1端末装置2は、学習者を支援、指導する指導者が使用するコンピュータであり、デスクトップ型又はラップトップ型のパーソナルコンピュータである。なお第1端末装置3は、スマートフォン又はタブレット型端末であってもよい。第1端末装置2は、制御部20、記憶部21、一時記憶部22、表示部23、操作部24、及び通信部25を備える。
制御部20は、CPUを用いたプロセッサである。制御部20は、記憶部21に記憶されている端末プログラム2Pを含む各種プログラムに基づき制御処理を実行する。一時記憶部22はDRAM等の揮発性メモリを用いて制御部20の処理により生成される情報を一時的に記憶する。
記憶部21は、例えばハードディスク又はフラッシュメモリ等の不揮発性メモリを用いる。記憶部21には、端末プログラム2Pが記憶されている。なお端末プログラム2PはWebブラウザプログラムであり、汎用コンピュータである第1端末装置2における学習システム100特有の処理は、Webブラウザ上で実行されるようにしてもよい。第1端末装置2は、読取装置29と通信接続が可能であり、制御部20は、読取装置29にて読み取られた学力テストの答案用紙Pを受信して記憶部21に記憶させることが可能である。
表示部23は、液晶ディスプレイ、有機EL(Electro Luminescence)ディスプレイ等のディスプレイを用いる。表示部23は制御部20のWebブラウザプログラムに基づく処理により、分析装置1から提供される学習システム100のWebサービス上のWebページのイメージを表示する。また、分析装置1から提供されるファイルMに含まれるドキュメントデータのイメージを表示することも可能である。表示部23は、タッチパネル内蔵型ディスプレイであってもよい。
操作部24は、キーボード及びポインティングデバイス等のユーザインタフェースである。操作部24は指導者による操作情報を制御部20へ通知する。表示部23がタッチパネル内蔵型ディスプレイである場合、操作部24は内蔵タッチパネルである。操作部24はその他、指導者の操作入力を受け付けるデバイスであればよい。
通信部25は、有線通信用のネットワークカード等の通信デバイスを含む。通信部25は、キャリアネットワークN2及び公衆網N1と通信接続される。制御部20はネットワークN経由で分析装置1とWebサービス上で情報を送受信することが可能である。なお通信部25は、無線通信デバイスを更に含んでもよい。無線通信デバイスは基地局BSに接続する移動通信用の無線通信デバイスと、アクセスポイントAPへの接続に対応する無線通信デバイスとを含むとよい。
ネットワークNは、所謂インターネットである公衆通信網N1と、所定の移動通信規格による無線通信を実現するキャリアネットワークN2とを含む。キャリアネットワークN2には、基地局BSが含まれ、第1端末装置2及び第2端末装置3は、基地局BSからネットワークNを介した分析装置1との通信接続を可能とする。公衆通信網N1にはアクセスポイントAPが接続されており、第1端末装置2及び第2端末装置3はアクセスポイントAPからネットワークNを介して分析装置1と通信することも可能である。
図3は、学習DB101の内容例を示す説明図である。学習DB101は、学習者DB1011、テスト結果DB1012、分析結果DB1013、学習素材DB1014及び学習履歴1015を含む。
学習者DB1011は、学習者である生徒夫々を識別する学習者識別情報に対応付けて、生徒が所属する集団(学校、学年、クラス)を識別する集団識別情報を記憶している。
テスト結果DB1012は、全学習者の実施済みのテストの採点結果を、テスト別に各々の学習者識別情報に対応付けて記憶している。例えば図3の例では、問毎の解答と正誤を示す情報(正答:1、誤答:0)が記憶されている。またテスト結果DB1012は、各採点結果についてのIRT分析を行なったか否かを示すフラグ情報(図示せず)を記憶し、更に、採点結果に対するIRT分析の結果(合計点数、偏差値、順位、能力ランク、問題種別成績)を対応付けて記憶する。
分析結果1013は、テスト別に、全体又は集団(学校、又はクラス)毎のIRTに基づく分析結果を記憶する。
学習素材DB1014は、学習素材(学力テスト、類題、又は学力テストに対応するテキスト)のドキュメントデータを、各素材を識別する教材識別情報と対応付けて記憶している。また学習素材DB1014は、各ドキュメントデータに対し、ドキュメントの内容が対応する教科、単元、種別、及び学年を夫々示す情報を対応付けて記憶してもよい。なお、学習DB101はその他様々なテーブルを含んでもよいし、図3に示すようなデータベース構造にも限定されることはない。
学習履歴DB1015は、学習者識別情報に対応付けて各生徒が学習した学習素材を識別する教材識別情報を記憶する。学習素材がデジタルデータである場合には、実際に実施したか否かに応じて記憶される。学習素材が印刷出力される教材である場合には、学習すべき学習素材の教材識別情報を送信したときのその教材識別情報を記憶してもよいし、指導者によって生徒(学習者識別情報)毎に学習済みの学習素材の教材識別情報を入力させて記憶するようにしてもよい。
このように構成される学習システム100における動作について説明する。図4は、学習システム100の分析装置1の機能を示す機能ブロック図である。分析装置1の制御部10は、記憶部11に記憶してある情報処理プログラム11Pに基づき、テストの採点結果を収集して学習DB101のテスト結果DB1012(第1記憶部)に記憶する。そして制御部10は、記憶部11に記憶してある分析プログラム12Pに基づいて分析部102として機能し、テスト結果DB1012に収集して記憶してある各学習者の採点結果に基づき、学習者の成績、偏差値、能力ランク等の分析を実行する。制御部10は、情報処理プログラム11Pに基づき抽出部103として機能し、分析結果から各学習者に適切な学習素材を記憶してある学習素材DB1014(第2記憶部)から抽出する。なお、制御部10は、情報処理プログラム11Pに基づき第1分析実行部104として機能し、対象となる学習者全てから採点結果を収集するよりも前に、前記分析部102による第1の分析を実行させ、その結果から抽出部103により学習素材を抽出させる。そして制御部10は、情報処理プログラム11Pに基づき第2分析実行部105として機能し、対象となる学習者全てから採点結果を収集した場合に、前記分析部102による第2の分析を実行させ、その結果から抽出部103により学習素材を抽出させる。そして制御部10は情報処理プログラム11Pに基づき、通信部13と協働して送信部106として機能し、抽出部103によって作成した学習素材データを学習者へ向けて送信する。
これらの機能についてより詳細を、フローチャートを参照して説明する。図5は、実施の形態1における分析装置1による処理手順の一例を示すフローチャートである。
制御部10は、情報処理プログラム11Pに基づき複数の第1端末装置2から採点結果を受信し、採点された答案用紙Pの記入者である生徒の学習者識別情報に対応付けてテスト結果DB1012に記憶する(ステップS1)。ステップS1において制御部10は、IRT分析が未実施であることを共に記憶する。
制御部10は、テスト結果DB1012を参照してテスト別に、採点結果の収集度合いが所定の条件を満たしたか否かを判断する(ステップS2)。所定の条件とは例えば、1つの学力テストの実施に対し、実施対象の学習者の合計数の80%に対応する採点結果を収集したことである。回収率は80%に限らず、60%、50%など任意の割合でよい。その他、回収率のみならず、最初に実施された日(又は採点結果を最初に受信した日)から所定の日数が経過したという条件であってもよい。予め設定されてある日時であってもよい。また、分析対象の採点結果の解答者である生徒の属性、又は各生徒が所属する集団の属性に対する条件であってもよい。属性とは例えば成績、集団(学校)の地域等である。集団に地域の偏りが影響しないように、全ての地域で回収率が50%以上であるなどの回収率と属性とを組み合わせた条件であってもよい。また予め過去のテストの成績分布に基づき、収集度合いが50%以上で且つテストの受験者の成績分布が所定の分布を満たしていることなどであってもよい。
ステップS2にて条件を満たしていないと判断された場合(S2:NO)、制御部10は処理をステップS1へ戻し、他の採点結果を受信する。
ステップS2にて条件を満たしたと判断された場合(S2:YES)、制御部10は、分析対象の採点結果を抽出し(ステップS3)、抽出した採点結果に対して分析プログラム12Pに基づく分析処理を実行する(ステップS4)。なおステップS4の後、制御部10はステップS3で抽出された採点結果に対し、テスト結果DB1012にて実施済みであることを記憶するとよい。
制御部10は、ステップS4にて実行した分析結果に基づき、ステップS3で抽出した採点結果について、対応する学習識別情報に対応する生徒向けに、個別に分析結果(点数、偏差値、順位、能力指標、分野別成績)を示すドキュメントを作成する(ステップS5)。制御部10は更に、ステップS4にて実行した分析結果に基づいて、生徒夫々に個別の学習素材のドキュメントデータを学習素材DB1014から抽出し(ステップS6)、これにステップS5で作成したドキュメントに追加し、速報版のファイルMpを作成する(ステップS7)。
制御部10は、作成したファイルMpを対応する生徒宛てに、集団別に第1端末装置2へ送信する(ステップS8)。なおステップS8では、同一の集団に所属する生徒へはまとめてファイルMpが送信されるように、制御部10は集団別に対応する第1端末装置2へ向けてファイルMpを送信することが好ましい。
次に制御部10は、複数の第1端末装置2から送信される採点結果の受信及びテスト結果DB1012への記憶を継続する(ステップS9)。このとき制御部10は、ステップS2同様に、記憶する採点結果に対応付けてIRT分析が未実施であることを共に記憶する。
制御部10は、テスト結果DB1012を参照してテスト別に、採点結果の収集度合いが100%であるか否かを判断する(ステップS10)。ステップS10にて100%でないと判断された場合(S10:NO)、制御部10は処理をステップS9へ戻し、他の採点結果の受信及び記憶を継続する。
ステップS10にて100%であると判断された場合(S10:YES)、制御部10は、1つのテストに対する全採点結果に対して分析プログラム12Pに基づく分析処理を実行する(ステップS11)。ステップS11にて制御部10は、当該1つのテストの採点結果全てに対し、テスト結果DB1012にて実施済みであることを記憶する。
制御部10は、ステップS11にて実行した分析結果に基づき、全ての生徒向けに個別に分析結果(点数、偏差値、順位、能力指標、分野別成績)を示すドキュメントを再度作成する(ステップS12)。制御部10は更に、ステップS11にて実行した分析結果に基づいて、生徒夫々に個別の学習素材のドキュメントデータを学習素材DB1014から抽出する(ステップS13)。制御部10は、抽出したドキュメントデータをステップS12で作成したドキュメントに追加した最終版ファイルMfを作成する(ステップS14)。
そして制御部10は、作成したファイルMfを各生徒宛てに、集団別に第1端末装置2へ送信し(ステップS15)、処理を終了する。
なおステップS13においては、ステップS8にて速報版のファイルMpを送信済みの生徒宛てには最終版のファイルMfには学習素材を抽出せず追加しないようにしてもよい。学習素材が重複する可能性が高いからである。又は、この重複を回避するためには、同一の生徒宛てにステップS8にて送信される速報版のファイルMpと、ステップS15にて送信される最終版のファイルMfとを受信した第1端末装置2では、いずれかのみが生徒宛てに印刷されて渡されるなどの運用が指導者によってされるようにしてもよい。
ステップS3における抽出処理の詳細を説明する。図6は、採点結果の抽出処理手順の一例を示すフローチャートである。
例えば制御部10は、収集されてテスト結果DB1012に記憶されてある採点結果を、点数で分別する(ステップS301)。分別の基準は例えば、高得点レベル(80点以上)、中得点レベル(50〜79点)、低得点レベル(50点未満)として予め設定されている。勿論、点数は例示であってこれに限られない。
次に制御部10は、分別された点数によるレベル毎の採点結果数に対し、記憶部11に予め記憶してある所定の分布を参照する(ステップS302)。所定の分布とは例えば、高得点レベル:中得点レベル:低得点レベル=50:50:50等である。その他、高得点レベル:中得点レベル:低得点レベル=20:60:30等と直近1回又は複数回における成績の実際の分布に応じた比率としてあってもよい。このように第1回目のIRT分析(S4)の結果の精度が向上するように適切な分布が設定されているとよい。
制御部10は、分別された採点結果について、ステップS302で参照した分布にて各分別されたグループ(例えばレベル)毎に採点結果を抽出し(ステップS303)、処理を図5のフローチャートのステップS4へ戻す。ステップS303で例えば制御部10は、所定の分布が20:60:30であると記憶されている場合、採点結果がその時点で600通収集されており、点数で分別した場合に高得点レベル:中得点レベル:低得点レベル=100:340:160であるケースを考える。このケースでは制御部10は、最も比率が低い高得点レベルの「100」に分布20を適用して、低得点レベルからランダムに「150」(=100×30/20)、中得点レベルからランダムに「300」(=100×60/20)抽出する。
なお制御部10は、図6のフローチャートを参照して説明したような抽出処理を行なうことには限定されない。図5のフローチャートのステップS2にて所定の条件を満たした時点で制御部10は、テスト結果DB1012に記憶してあるIRT分析が未実施である採点結果全てを抽出するようにしてもよい。
図7は、分析装置1により作成されるファイルMの内容例を示す説明図である。図7の例では、速報版のファイルMpの内容例を示している。ファイルMpには、分析結果に基づく成績表(合計点数、偏差値、順位、能力指標、問題種別成績)のドキュメントが含まれている。またその成績表には、復習用教材が共に含まれていることが示されており、図7に示すように、成績に応じて抽出された教科ごとの教材が追加されている。個別に成績に応じてこのように教材を追加したファイルを生徒一人ひとりに配布することにより、指導者の負担を減らしつつ、学習者の意欲を向上させることが期待できる。
図8は、分析装置1の処理による結果の概要を示す説明図である。図8では、1つの学力テストについて、テスト結果DB1012に記憶されている採点結果の数が増大していく経過を示しており、上部の時点Aから下部の時点Dへ向けて時間の経過(30日間)と共に示している。なお30日が経過した時点Dにて学力テストの実施対象の学習者全て(100%)に対する採点結果が記憶された状態を示している。実施の形態1の図5のフローチャートの例においては、採点結果が全体に対して80%以上収集できた時点Bにて、速報用に第1回のIRT分析が実施される(S4)。時点Bは、最初に当該学力テストが実施されてから10日が経過している。そして採点結果が全体に対して100%収集できる時点Dまでには30日経過している。最終版の第2回のIRT分析が実施される(S11)のは、最初に当該学力テストが実施されてから4週以上経過した後である。誤答であった問題に対して復習を実施して定着させるには、エビングハウスの忘却曲線(特許文献1等)を鑑みれば、2週間以内に実施されることが望ましい。時点Bにて速報用のIRT分析が行なわれることにより、時点Bまでにテストを実施した学習者に対して効果的なタイミングで成績表及び学習用の素材を返却することが可能になる。
(実施の形態2)
実施の形態2では、学習者はタブレット型端末にてデジタルコンテンツにて学力テストを実施する。図9は、実施の形態2における学習システム100の構成を示すブロック図である。実施の形態2の学習システム100は、分析装置1、第1端末装置2及び第2端末装置3を含み、第1端末装置2及び第2端末装置3は夫々、ネットワークNを介して分析装置1と通信接続が可能である。実施の形態2における学習システム100の構成は、生徒用の第2端末装置3が存在する点と、該第2端末装置3が存在することによる詳細な処理手順とが異なる以外は、実施の形態1におけるシステムと共通の構成を有する。したがって共通の構成には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
第2端末装置3は、制御部30、記憶部31、一時記憶部32、表示部33、操作部34、及び通信部35を備える。第2端末装置3はタブレット型端末であるが、第1端末装置2と同様のハードウェア構成を有するため対応する符号を付して各々の詳細な説明は省略する。ただし第2端末装置3の表示部33は、タッチパネル内蔵型ディスプレイであり、操作部34は表示部33と一体化されたディスプレイ内蔵型のタッチパネル及び筐体に設けられた数個のボタン群である。そして通信部35は無線通信デバイスであり、アクセスポイントAPを介して公衆網N1に接続するか、又は基地局BSを介してキャリアネットワークN2に接続する。第3端末装置3は通信部35により、分析装置1と通信接続することが可能である。
実施の形態2において学力テストが実施される場合、学習者である生徒が夫々自身の学習者識別情報をログイン情報として第2端末装置3から学習システム100のWebサービスにログインし、第2端末装置3の表示部33及び操作部34を用いて学力テストを受験する。これらの答案について指導者は、指導者のログイン情報を用いて第1端末装置2により担当する生徒の答案について採点を実施し、採点結果を収集して分析装置1へ送信させる。分析装置1が読み書きする学習DB101の内容は実施の形態1と同様である。そして分析装置1にて以下のような処理が実施される。
図10は、実施の形態2における分析装置1による処理手順の一例を示すフローチャートである。図10のフローチャートに示す処理手順の内、実施の形態1の図5のフローチャートに示した処理手順と共通する手順については、同一のステップ番号を付して詳細な説明を省略する。
制御部10は、ステップS6にて分析結果に基づいて生徒夫々に個別の学習素材のドキュメントデータを学習素材DB1014から抽出すると(S6)、これにステップS5で作成したドキュメントに追加した速報版ファイルMpを作成し(S7)、ファイルMpを閲覧するための画面の画面情報を作成する(ステップS21)。実施の形態2において制御部10は、生徒が用いる第2端末装置3からファイルMpの閲覧が可能となるように、各生徒のログイン情報に対応する画面を作成しておく。なお、指導者が用いる第1端末装置2からも学習者のファイルMpを表示する画面の閲覧ができるように対応する指導者のログイン情報に対応付けて画面情報を作成しておくとよい。
そして制御部10は、最終版のファイルMfを作成した後も(S14)、ファイルMfを閲覧するための画面の画面情報を作成し(ステップS22)、ステップS21で作成した画面と対応付け(ステップS23)、処理を終了する。この場合も制御部10は、作成した画面については生徒が用いる第2端末装置3から各々自分のファイルMpを画面上で閲覧することが可能にしておくと共に、指導者が用いる第1端末装置2からも学習者のファイルMpを閲覧できるように画面情報を作成しておくとよい。
図11は、第2端末装置3の表示部33における表示例を示す説明図である。図11の内容例に示す画面331は、学習者である生徒が用いる第2端末装置3にて実施済みのテストの結果を閲覧するための画面の例を示している。図11の上部には、図10のフローチャートにおけるステップS21の後に表示される画面331の例を示し、下部にはステップS23の後に表示される画面331の例を示している。上部のステップS21後に表示される画面331には、速報版ファイルMpを表示させるためのボタン3311のみが表示されているが、ステップS23後に表示される画面331には、最終版ファイルMfを表示させるためのボタン3312が追加されている。最終版のIRT分析が実施された後は、いずれのファイルMを閲覧するかが選択可能になる。
なお図11の速報版ファイルMpを表示させるためのボタン3311、又は最終版ファイルMfを表示させるためのボタン3312が選択された場合、第2端末装置3からログインされている生徒の学習者識別情報と共に、それらのファイルの表示用の画面の送信要求が分析装置1へ送信される。図12は、送信要求が送信された場合の分析装置1における処理手順の一例を示すフローチャートである。なお以下の例では、最終版ファイルMfを表示させるためのボタン3312が選択された場合を例に挙げて説明する。
分析装置1の制御部10は、第2端末装置3から画面を表示させるための画面情報(Webページファイル)の送信要求を受信する(ステップS41)。制御部10は、送信要求元のログイン情報に含まれる学習者識別情報を特定する(ステップS42)。そして制御部10は、特定された学習者識別情報に対応付けられている学習履歴DB1015から、表示されるファイル(Mp又はMf)に追加されている学習素材が、所定の期間以内に学習済みであるか否かを判断する(ステップS43)。このときの所定の期間は、例えば正答していた問題(及びその関連問題)が含まれているであれば4週間、誤答していた問題(及びその関連問題)が含まれているのであれば2週間であるなどとするとよい。その他所定の期間は、学力テストの実施日から1ヵ月などの期間であってもよい。
ステップS43にて所定の期間以内に学習済みであると判断された場合(S43:YES)、制御部10は学習済みであることを示すメッセージを含む画面の画面情報を第2端末装置3へ送信し(ステップS44)、処理を終了する。
ステップS43にて所定の期間以内に学習済みでないと判断された場合(S43:NO)、制御部10は学習素材を含む画面又は学習素材をダウンロードするリンクボタンを含む画面情報を第2端末装置3へ送信し(ステップS45)、処理を終了する。
図13は、第2端末装置3の表示部33における表示例を示す説明図である。図13の内容例に示す画面332は、図11の画面にて最終版ファイルMfを表示させるためのボタン3312が選択された場合の例を示している。画面332には、実施の形態1において図7の説明図で示したものと同様の分析結果に基づく成績表(合計点数、偏差値、順位、能力指標、問題種別成績)が含まれている。そして、画面332には、復習用教材へのリンクボタンが含まれている。しかしながら図13では、既に学習済みであることを示すメッセージが表示されている。
このようにデジタル教材を用いて学力テストを実施する場合には、分析結果についても第2端末装置3の表示部33にて表示可能であってしかも、速報版ファイルMpを表示させるのか、最終版ファイルMfを表示させるのかを学習者自身に選択させることを可能である。ファイルMpの表示を可能とするタイミングは適切な分析ができる程度に可及的に早い。例えば2週間以内に、復習用の教材が追加された速報版ファイルMpを閲覧することができるが、最終版ファイルMfに基づいてより確実な結果及び効果的な復習用教材を欲する学習者には、最終版ファイルMfを選択させることができる。しかも、実施の形態2のデジタル教材を使用した場合には、短期間の間に重複する内容を学習させることを指導者による指導がなくとも回避させることができ、指導者の負担を減らしながら効果的案学習を促すことが可能になる。
(実施の形態3)
実施の形態3においては、複数の集団における学習者及び指導者の動向を把握する教育関係者(例えば教育委員会)が使用するコンピュータである第3端末装置4が追加される。図14は、実施の形態3における学習システム100の構成を示すブロック図である。実施の形態3の学習システム100は、分析装置1、第1端末装置2及び第3端末装置4を含み、第1端末装置2及び第3端末装置4は夫々、ネットワークNを介して分析装置1と通信接続が可能である。実施の形態3における学習システム100の構成は、教育関係者用の第3端末装置4が存在する点と、該第3端末装置4が存在することによる処理手順とが異なる以外は、実施の形態1におけるシステムと共通の構成を有する。したがって共通の構成には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
第3端末装置4は、タブレット型端末であり、実施の形態2における生徒用の第2端末装置3と同一の構成を有するため対応する符号を付して各々の詳細な説明を省略する。そして第3端末装置4からは、教育関係者向けに発行されているアカウント情報をログイン情報として学習システム100のWebサービスを受けることが可能であり、例えば、分析結果DB1012に記憶されている各情報を視覚化(表、図、グラフ等で表示)したページを閲覧することが可能にしてある。
そして実施の形態3では、実施された学力テストについて教育関係者がその採点結果の分析装置1での収集状況を閲覧し、状況に応じて速報用のIRT分析の開始を指示する。図15は、実施の形態3における分析装置1による処理手順の一例を示すフローチャートである。図15のフローチャートに示す処理手順の内、実施の形態1の図5のフローチャートに示した処理手順と共通する手順については、同一のステップ番号を付して詳細な説明を省略する。
分析装置1の制御部10は、情報処理プログラム11Pに基づき複数の第1端末装置2から採点結果を受信し、テスト結果DB1012に記憶する(S1)。そして制御部10は、テスト結果DB1012に記憶してある採点結果の数、収集の割合、送信元の第1端末装置2が対応する地域毎の数等を示す収集状況を示す情報を第3端末装置4へ向けて通知する(ステップS51)。なおステップS51の処理は、1日に1回、1週間に一度などの適切なタイミングで間欠的又は定期的に行なわれるとよい。通知の方法は、教育関係者向けのアカウント情報宛てに通知し、第3端末装置4を使用した教育関係者がこれを閲覧して確認するか、又は電子メールにて通知し、電子メールを閲覧した教育関係者がこれを把握するようにしてもよい。そして通知には、分析を開始する指示を分析装置1宛てに送信するためのボタンを含む画面へのリンクが含まれているとよい。
制御部10は、ステップS51により通知された収集状況に基づき第3端末装置4から分析開始の指示がされたか否かを判断する(ステップS52)。ステップS52にて指示がされないと判断された場合(S52:NO)、制御部10は処理をステップS1へ戻す。
ステップS52にて指示がされたと判断された場合(S52:YES)、制御部10は処理をステップS4へ進めて分析対象を抽出し(S4)、速報用のIRT分析を実行する(S5)。
図15のフローチャートで示したように、分析装置1では所定の条件を満たすか否かによって自動的に分析処理を実行するのみならず、採点結果の収集状況を人間が確認して分析の開始を指示した場合にこれを受けて実行することも可能である。これにより、所定の条件に合致する又は合致しないに限らない多様な状況に応じて柔軟に複数段階の分析結果を指導者又は学習者から閲覧可能とすることができる。なお図15のフローチャートに示した手順は、実施の形態1と組み合わせて所定の条件を満たすと判断された場合に初めて(S3:YES)、収集状況を通知し(S51)、分析指示を受けた場合に分析を行なう(S4)ようにしてもよい。
また実施の形態2と実施の形態3との組み合わせも勿論可能である。第3端末装置4により教育関係者の承諾(指示)があった場合にIRT分析が実行されてその結果、デジタル教材を学習するために学習者が使用する第2端末装置3にて分析結果が閲覧できる。なお分析結果の閲覧は、指導者が用いる第1端末装置2又は第3端末装置4からも閲覧できるようにしておくとよい。
また、実施の形態1〜3では、速報版の分析結果と、最終版の分析結果とで2回の分析を行なう構成としたが、これに限られないことも勿論である。3回以上に分ける、4回以上に分けるなど2回よりも多い回数に分けて分析を行なうようにしてもよい。このように複数回に分けることで、学習効率を適切とするタイミングで個別に適切な学習素材を含む分析結果を学習者又は指導者へ送信しつつ、少しずつ採点結果を増加させて分析の精度を向上させ、最終的な結果をも学習者又は指導者へ知らせることも可能となる。
更に、実施の形態1〜3において分析装置1、第1又は第2の分析による結果と共に、各々学習素材を抽出して追加し、教材コンテンツとして送信する構成とした。学習素材の追加は行なわずに各学習者の学習状況と、分析結果(統計的情報)とを送信する構成としてもよい。
開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
1 分析装置
10 制御部
11 記憶部
11P 情報処理プログラム
12P 分析プログラム
101 学習DB
2 第1端末装置
3 第2端末装置
4 第3端末装置
20,30,40 制御部
21,31,41 記憶部
23,33,43 表示部
29 読取装置

Claims (7)

  1. 複数の学習者による問題への解答を収集して分析する分析装置において、
    収集した解答を学習者の識別情報に対応付けて記憶する記憶部と、
    該記憶部に記憶した学習者夫々の解答に基づき、前記学習者夫々の学習状況を分析する分析部と、
    前記複数の学習者全てから解答を収集するよりも前に、前記記憶部に記憶されている解答の内の全部又は一部を、正答数、又は各解答の解答者である学習者の成績、所属集団、所属集団が対応する地域情報を含む属性情報に基づき分別し、分別された解答群から群毎に、所定の分布に基づいて解答を抽出し、抽出された解答に対して前記分析部による第1の分析を実行させる第1実行部と、
    前記複数の学習者全てから解答を収集した場合に、前記記憶部に記憶された全ての学習者の解答に対し前記分析部による第2の分析を実行させる第2実行部と、
    前記第1又は第2の分析の結果に基づく学習状況、及び前記分析の結果を送信する送信部と
    を備えることを特徴とする分析装置。
  2. 前記第1実行部は、
    前記記憶部に記憶されている解答の数、若しくは該数の前記複数の学習者全てからの解答の数に対する割合、又は、前記問題への解答がされてからの期間若しくは日時が所定の条件を満たすか否かを判断する判断部を備え、
    前記所定の条件を満たすと判断された場合に、前記第1の分析を実行させる
    ことを特徴とする請求項1に記載の分析装置。
  3. 前記第1実行部は、
    解答の収集状況を他へ通知する通知部と、
    収集状況に応じて分析開始の指示を前記他から受け付ける受付部と
    を備え、
    該受付部により指示を受け付けた場合に前記第1の分析を実行させる
    ことを特徴とする請求項1に記載の分析装置。
  4. 表示部を備え、該表示部に表示された問題への学習者からの解答を受け付ける複数の端末装置と、該複数の端末装置にて受け付けた複数の学習者による解答を収集して分析を行なう分析装置とを含む分析システムであって、
    前記分析装置は、
    収集した解答を学習者の識別情報に対応付けて記憶する記憶部と、
    該記憶部に記憶した学習者夫々の解答に基づき、前記学習者夫々の学習状況を分析する分析部と、
    前記複数の学習者全てから解答を収集するよりも前に、前記記憶部に記憶されている解答の内の全部又は一部を、正答数、又は各解答の解答者である学習者の成績、所属集団、所属集団が対応する地域情報を含む属性情報に基づき分別し、分別された解答群から群毎に、所定の分布に基づいて解答を抽出し、抽出された解答に対して前記分析部による第1の分析を実行させる第1実行部と、
    前記複数の学習者全てから解答を収集した場合に、前記記憶部に記憶された全ての学習者の解答に対し前記分析部による第2の分析を実行させる第2実行部と、
    前記第1又は第2の分析の結果に基づく学習状況、及び前記分析の結果を送信する送信部と
    を備え、
    前記複数の端末装置は、送信された学習状況及び分析の結果を前記表示部に表示させる
    ことを特徴とする分析システム。
  5. 前記複数の端末装置は夫々、
    前記第1の分析の結果、又は前記第2の分析の結果のいずれか一方の選択を受け付ける受け付け画面を前記表示部に表示し、
    選択された第1の分析の結果又は第2の分析の結果のいずれか一方に基づく学習状況及び分析の結果を前記表示部へ表示する
    ことを特徴とする請求項に記載の分析システム。
  6. 複数の学習者による問題への解答を収集して分析する分析方法であって、
    収集した解答を学習者の識別情報に対応付けて逐次記憶し、
    前記複数の学習者全てから解答を収集するよりも前に、記憶された解答の内の全部又は一部を、正答数、又は各解答の解答者である学習者の成績、所属集団、所属集団が対応する地域情報を含む属性情報に基づき分別し、分別された解答群から群毎に、所定の分布に基づいて解答を抽出し、抽出された解答に対して学習者夫々の学習状況を分析する第1の分析を実行し、
    前記複数の学習者全てから解答を収集した場合に、記憶された全ての解答に対して学習者夫々の学習状況を分析する第2の分析を実行し、
    前記第1又は第2の分析の結果に基づく学習状況、及び前記分析の結果を送信する
    ことを特徴とする分析方法。
  7. 記憶部を備えるコンピュータに、
    複数の学習者による問題への解答を収集し、各学習者の識別情報に対応付けて前記記憶部に逐次記憶し、
    前記複数の学習者全てから解答を収集するよりも前に、記憶された解答の内の全部又は一部を、正答数、又は各解答の解答者である学習者の成績、所属集団、所属集団が対応する地域情報を含む属性情報に基づき分別し、分別された解答群から群毎に、所定の分布に基づいて解答を抽出し、抽出された解答に対して学習者夫々の学習状況を分析する第1の分析を実行し、
    前記複数の学習者全てから解答を収集した場合に、記憶された全ての解答に対して学習者夫々の学習状況を分析する第2の分析を実行し、
    前記第1又は第2の分析の結果に基づく学習状況、及び前記分析の結果を送信する
    処理を実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
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