JPH07244456A - 一貫教育システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 プラント運転のように多様な形態の知識を学
習する場合に、一貫した分かり易い教育手順を提供し、
体系的な知識の修得を実現する。 【構成】 教科知識を記憶する第１のメモリ１、教科知
識に対応する判定方式を記憶する第２のメモリ２、教育
実行を制御する演算処理装置３、プラントの挙動を模擬
するシミュレータ７、表示装置８、及び入力装置９を有
する。教育すべき知識の形態に応じて一貫した判定方式
を作り、学習者はその中から自由に戦闘場面を選択す
る。さまざまに異なった種類がありかつ段階的に覚える
べき知識を、一貫した流れの中で体系的に学習できる。 【効果】 一貫した流れ（ストーリ、シナリオ）と判定
方式の中で体系的に、学習者は自分の自由におもしろい
と思いながら学習できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、教育システムに係り、
特にプラント等の構成、運転操作の対応策等のような多
様な知識を教育するに好適な教育システムに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、プラントの教育で用いられる教育
システムは、「知的訓練システムＧＴＳ−ＰＤＴＳの概
要」（教育におけるコンピュータ利用の新しい方法シン
ポジウム 平成元年１２月）に示された教育システムの
ように、様々な知識を教科教育及びシミュレータを用い
た教育により広く教える努力をしている。

【０００３】クイズゲームを用いた教育システムにより
おもしろく教える工夫もある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】これらの従来技術で
は、様々な知識を広く教える枠組みを作る努力はしてい
るが、それでもなお知識が部分的であり、かつ体系化さ
れていないため、学習者は知識を体系的に理解するため
に多大な努力を要する。また、教育システムを利用する
上でおもしろさに欠ける。

【０００５】クイズゲームを利用した教育システムはお
もしろく学習者はとびつくことができるが、知識の体系
化が不十分のため、途中で止めてしまうことが多い。

【０００６】本発明の目的は、様々に異なった種類があ
りかつ段階的に覚えるべき知識を、一貫した流れの中で
体系的に学習することのできる教育システムを提供する
ことにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的は、教育すべき
知識の形態及び教育する順番に応じて、一つのストーリ
を作り知識はその中に埋め込んでゆき、各教材単位毎に
判定項目を定め、必ず全教材を学ぶように構成しておく
ことにより達成できる。

【０００８】学習者は自分の学習レベルに応じて提示さ
れたメニューの中から自由に自分の好みの戦闘の役割を
選択しているが、必ず戦闘のチェックによりクリアする
まで闘うことになるため、結果的に全教材を学ぶことに
なる。

【０００９】すなわち、一定の順次的な繋がりを有する
教育すべき複数の知識を、その繋がり関係に合わせて複
数の知識ブロックに分け、該複数の知識ブロックにそれ
ぞれ対応させて教育ゲームの仮想空間を構築し、各教育
ゲームを前記各知識ブロックに含まれる知識の繋がり関
係に合わせて展開して表示装置に表示し、表示装置を介
して学習者との対話により教育することにより、ゲーム
を楽しむ感覚で必要な知識を修得するようにしたのであ
る。

【００１０】教育ゲームは、学習者の分身を戦闘員とし
て映像化した戦闘ゲームによって構築でき、各知識ブロ
ックごとに教育効果を判定するようにできる。

【００１１】戦闘ゲームは、教育すべき知識に関する質
問を表示し、学習者がその質問に回答することによって
展開することが好ましい。

【００１２】教育効果の判定にかかる基準は、教育が進
むほど闘いが困難になるように定めることが好ましい。

【００１３】戦闘ゲームの内容は、一定の順次的な繋が
りを有する教育すべき複数の知識の繋がりを表すフロー
チャートを作成するゲーム、あるいはプラントの事象の
シミュレーションの対応を学習者に要求するゲームにす
ることができる。

【００１４】教育ゲームは、仮想空間を移動するために
障害となるキャラクターを表示し、このキャラクターが
出題する教科知識に関連する問題に学習者が正解する
と、そのキャラクターを仮想空間から消去するものに構
築きる。又は、学習者の分身となるキャラクターとは異
なるキャラクターを表示し、このキャラクターが出題す
る教科知識に関連する問題に学習者が正解すると、仮想
空間の構成パラメータの少なくとも１つ以上を変更する
ようにしてもよい。

【００１５】

【作用】学習者は、自分で好きな所で戦闘を楽しんでい
るかに見えるが、システム側が一貫した判定項目でチェ
ックをかけつつ教育しているため、自分自身で自覚する
ことなく自然に、かつおもしろく体系的に学習可能とな
る。

【００１６】

【実施例】図１に本発明の好適な実施例である教育シス
テムの構成を示す。本実施例の教育システムは、教科知
識を記憶する第１のメモリ１、教科知識に対応する判定
方式を記憶する第２のメモリ２、教育実行を制御する演
算処理装置３、プラントの挙動を模擬するシミュレータ
７、表示装置８、及び入力装置９を有する。第１のメモ
リの中は、プラントの機器・構成を記憶する部分１ａ，
通常時の操作手順を記憶する部分１ｂ、及び事故時の対
応手順を記憶する部分１ｃよりなる。また、第２のメモ
リの中は、教えるべき知識１ａ〜１ｃの形態に合わせ
て、機器・構成に関する知識の学習の進み具合を判断す
るための判定項目を記憶する２ａ、通常時手順の判定項
目を記憶する２ｂ、事故時手順の判定項目を記憶する２
ｃとそれを統括し全体の判定方式を記憶する２ｄより成
る。演算処理装置３は、第２のメモリ２の判定方式に従
って学習者１０からの入力あるいは学習者１０のレベル
の判断結果に基づいて教育すべき内容に対応するストー
リ及び戦闘方式を提示する教育実施部４、学習者に教育
実施部４に基づいて判断されたストーリから定まるメニ
ューを提示し学習者の選択を受け付ける選択受付部５、
及び戦闘場面において学習者の質問に対する回答あるい
はシミュレーションにおける操作の内容からエラーを判
定するエラー判定装置６から構成される。

【００１７】因みに、シミュレータ７はプラント挙動を
理解させるために是非必要なものだが、主要事象におけ
る代表パラメータの動き等をデータテーブルに貯えてお
いてもある程度の教育は実現する。

【００１８】次に図１を用いて、本実施例による教育シ
ステムの全体的な動きを説明する。学習者１０が入力装
置９を用いて本システムを起動すると、選択受付部５に
おいて、学習者の学習進度に応じた画面を表示装置８に
提示する。すなわち、教育実施部４では教育戦略に基づ
き学習進度に応じた戦闘場面を第２のメモリ２から選択
し、それを提示する。その後は、教育戦略に沿って入力
受付、戦闘場面における問題提示と回答受付、それに応
じた新たな段階の画面の提示を繰り返す。例えば、学習
者１０が通常時の手順１ｂを学習する段階であれば、通
常時手順の判定項目２ｂに基づき、通常時の手順１ｂの
データを編集して問題提示する。学習者は該当する系統
の通常時の手順に関する操作をシステムと相互作用をし
ながら実施し、通常時手順の総ての判定項目を終了すれ
ば、次の事故時手順の学習に入り、事故時手順の判定項
目に沿った入出力を実施する。

【００１９】原子力発電所の運転に関する一般知識の分
類を例に取り、学習すべき知識の形態とその順序を以下
に示す。

【００２０】(a) 原子力発電所の機器、設備に関する知
識 原子炉設備、電気設備、安全設備、制御計装設備、ター
ビン設備の５種類からなる。

【００２１】(b) 通常時運転手順に関する知識 起動停止、定例試験、設備別、巡視点検の４つの運転手
順から成る。

【００２２】(c) 事故時運転手順（事象ベース）に関す
る知識 事故時手順には、事象ベースのものと徴候ベースのもの
がある。基本となる事象ベースの代表的な事象は主蒸気
隔離弁閉スクラム、大破断冷却材喪失事故、全給水喪失
事故、再循環ポンプトリップ、タービンバイパス弁全閉
の５種類である。

【００２３】これら３つの知識の学習では、(a)から(c)
の順番にレベルアップする方法が一般的かつ理解しやす
いという学習の順序が存在する。よって、これら３つの
知識の学習を段階を追って判定しながら教育を進め、総
ての教育すべき知識を学習できるようにする方法が良
い。

【００２４】全体的流れは先に述べた、機器・設備の知
識、通常時運転手順の知識、事故時運転手順の知識の３
つの学習に加えて最後の総合テストの合計４つのステッ
プより構成される。図２を用いて、本実施例による教育
実施部４におけるプラントの構成・運転等に関する教育
の全体的な流れを説明する。まず、学習者の学習進度に
応じて教育対象を選択する（４ａ）。

【００２５】教育対象が機器・設備の段階であれば、
「プラントの起動に必要な知識に関する問題」４ｂを選
択する。この際、知識の形態を判断する（４ｃ）。仕様
であれば、「系統の仕様に関する問題」４ｄを選択し、
これに関する判定項目を戦闘により総てクリアすると一
覧表が完成し、その中で学習者は自然に学習する（４
ｅ）。構造であれば、「系統の組立てに関する問題」４
ｆを選択し、戦闘で勝ち続けることによりプラント全体
の構成図を完成させる（４ｇ）。

【００２６】通常時手順の段階に達していれば、「系
統別手順に関する問題」４ｈを選択し、系統別の判定項
目であるフローチャートを完成させる（４ｉ）。

【００２７】事故時手順の段階であれば、「事故別の
収束手順に関する問題」４ｉを選択し、まずフローチャ
ートを完成（４ｋ）しその上でさらにより上位の判定項
目であるシミュレーションの対応をさせる（４ｌ）。

【００２８】最後に学習終了のレベルに対していれ
ば、総合的なテストとして、まず〜のステップのテ
ストを実施し（４ｍ）次いで全体テスト（４ｎ）を実施
し、総てをクリアすれば卒業となる（４ｏ）。

【００２９】以下、本発明の実施例として、ロールプレ
イングゲームのストーリの中に知識を埋め込んだ場合に
ついて詳しく説明する。図３には、ゲームに用いる場面
の全体構成図を示す。これは、仮想の国バーチャルワー
ルドにおける冒険者（あるいはプレイヤ）の闘いの場を
示している。すなわち、学習者は、プラントの知識を持
ってプラントに関わるゲームをする冒険者の役割を演ず
ることになる。すなわち、左上の島では、「プラントの
起動に必要な知識に関する問題」４ｂが用いられる。こ
こで「原子炉設備の町」等の５つの町について、それぞ
れ仕様・構造の知識を入手したり、戦闘において設備に
関する質問に回答したりしながら、全判定項目の戦闘場
面で勝利する。判定項目をクリアすれば、サホルからモ
ーリアに渡ることができ、この島で、各所で「系統別の
手順に関する問題」４ｈが出題される戦闘を実施する。
判定項目を総てクリアすると、次のステップに入り、各
プラントにおいて事故が発生しそれに対応することによ
り、事故を収束させる。ここで、事故を完全に収束でき
れば城に突入できる。プラトは学習者の卒業試験の場で
ある。ここでは、過去に出題された問題を順次出題され
る。それに回答することによって、総ての判定項目をク
リアすることができれば学習者は卒業できることにな
る。 このようにゲームの世界の中で学習者は一見自分
自身の意志で自由に遊んでいるように見えるが、その画
面は教育戦略に基づいて判定項目が定められチェックを
受けているので、ゲームを終了するレベルに達すれば、
結果的にプラントの知識は体系的かつ十分に身につけて
いることになる。

【００３０】本実施例における敵との闘いとは、敵の出
題する問題に答えるというものである。つまり、学習者
（プレイヤ）が敵の出題した問題に正解すると敵の体力
が減り、プレイヤが敵の出題した問題を間違えるとプレ
イヤの体力が減る。そして、プレイヤか敵かのどちらか
の体力が無くなるまで出題は続き、敵の体力が無くなっ
たら敵を倒したことになり、次のステップに進むことが
できる。プレイヤの体力が無くなった場合は負けとな
り、この場合、学習者は負けた原因となる知識を勉強し
なおして再トライするものと期待される。

【００３１】ここでは、学習すべき知識とゲームとの関
係の概要を述べる。

【００３２】ステップ１では系統別の機器・設備に関す
る知識の学習を行う。ステップ１の戦闘のイメージ図を
図４に示す。ステップ１における戦闘とは、知識の神殿
において、質問応答することである。設問に正解すれ
ば、敵にダメージを与え、不正解ならばプレイヤー自身
がダメージを受ける。戦闘の勝敗は、先に体力が０にな
った方が負けとなり決定する。ステップ１の目的は、各
知識の町で機器、設備に関する学習を行い、戦闘により
機器・設備の知識の神殿を解放し、プラントのパーツを
集め、そのパーツを組み立ててプラントを作り、エレク
船で本土に渡ることである。これにより機器・設備に関
する知識は十分に身に付くことになる。

【００３３】ステップ２ではプレイヤーはモーリヤの町
の船付場からスタートする。ステップ２ではプレイヤー
は各地にある通常時の操作手順に関する知識の神殿を攻
略し、知識を解放していく。そして、知識を解放するこ
とによって対応するプラントを出現させていく。そし
て、テプコルア本土にある４つのプラントを全て出現さ
せればステップ２はクリアーとなる。これにより通常時
の操作手順は総て身に付くことになる。

【００３４】ステップ３ではプレイヤーはトキールの町
からスタートする。ステップ３ではプレイヤーは知識の
ほこらで今から向おうとしているプラントで発生してい
る事故に関する対応手順の知識を学習する。そして、プ
ラントへ行き、戦闘場面において敵を倒しながらプラン
トの中央操作室に進む。そしてそこにいるボスと戦いな
がら実際にプラントを操作して、事故を収束させる。そ
して、全ての事故を収束させるとプレイヤーは敵から城
の鍵を手に入れることができ、その鍵を用いて城へと突
入する。ここまででステップ３は終了する。これにより
事故時の操作手順は総て身に付く。

【００３５】手順の知識の教育においては、手順を構成
するフローチャートのブロックの内容（操作方法、等）
を教えるだけでなく、それらのブロックの知識のつなが
り、すなわちフローチャートの構造を教えることが重要
であ。このためステップ３では、プラント内部の部屋の
構造やつながり方を図５に示すようにそのプラントで発
生している事故の対応手順のフローチャートと全く同じ
構造とし、その全体構造をマップ画面で見ながら手順の
穴埋方式の戦闘を実施する。この過程で全体の手順の流
れを学習できる。

【００３６】ステップ３において、事故時対応手順を学
習する上で、シミュレーションを通じて手順と実際の挙
動を対応させる方法が有効である。このため、ボスとの
戦闘はシミュレーションを用いて行う。シミュレータを
用いた戦闘の画面例を図６に示す。この画面にシミュレ
ーションを用いた教育として必要なプラント状況、重要
警報、主要パラメータトレンド、及び操作可能な機器の
アイコンが示されている。正しい操作のタイミング毎に
シミュレータはフリーズし、プレイヤは機器操作アイコ
ンを選択し操作を実行する。この正誤によりプレイヤと
ボスの体力が変化する。

【００３７】ステップ４ではプレイヤは城からスタート
する。ステップ４の全体的な流れを図７に示す。ステッ
プ４ではプレイヤはまず城を抜ける必要がある。城の出
口にはワルダムの四天王の一人がおり、これを倒さない
と城を出ることはできない。城の内部で出題される問題
はステップ１からステップ３までの全ての知識からラン
ダムに問題が出題される。しかし、敵の能力値は全体的
に低い。城を抜けるとプレイヤーはシズカの町や全知識
の神殿に行き最後の決戦の準備を行うことができる。プ
ラトの内部は４層からなる巨大な迷路で構成されており
今までの神殿に比べると、かなり広く、敵もかなり強
い。まず、プラトの１階では機器、設備に関する問題か
らランダムに出題される。そして、２階への階段を守っ
ている四天王の一人を倒すと、３階へ進むことができる
ようになる。そして、４階への階段を守っている四天王
の最後の一人を倒すと、４階へ進むことができるように
なる。この時このボスとの戦いはシミュレータを用いた
ものとする。また、この時用いられる事故はランダムに
選ばれる。プラトの４階ではステップ１からステップ３
までの全ての知識からランダムに出題される。ただし、
城の場合と違って敵の能力値は全体的に高い。そして、
４階の最新部にいるワルダムを倒すと、全て終了する。
ここまでで、系統の設備、通常時の操作手順、そして事
故時の操作手順の知識が体系的に身に付くことになる。

【００３８】図８には、図３に示した全体マップのうち
左上の島の町（中央上）に示した部分のみの画面例を示
す。この中では、メニュー方式を用いて学習者は自分の
進みたい方向に進むことができる。実は、システム側で
進むことのできる範囲を限定して示すことにより、教育
のレベルに合わせて順次教育を実行しているのである。
図９には、図３の左上の島の町の中における移動例と
して、図８の安全設備の町の中における移動画面例を示
す。この中では、図９に示すように他の場所（町）に移
動したり、店（SHOP）において道具の購入したり、学校
（SCHOOL）において事前に戦闘に関わる知識を学習した
りすることができる。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
様々な異なった種類の知識が存在し、それを学習する際
段階的に覚えてゆく必要がある場合に、一貫した流れ
（おもしろいストーリ、シナリオ）の中で予め組織化さ
れた学習手順と判定方式に従い体系的な知識を獲得でき
る仕組みとした。このために、ロールプレイングゲーム
の場面に合わせて、教育すべき構造・機能、通常時運転
手順及び事故時運転手順に係るゲーム内容を定め、闘い
の場において質問応答する方式を採用した。これにより
学習者は、自分の意志で自由におもしろく遊んでいるよ
うな感覚を持ち、その中で自然に学習することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の教育システムの構成を示す
図である。

【図２】本発明の一実施例の学習の流れを示すフローチ
ャートである。

【図３】バーチャルワールドの一例の画面全体を示す図
である。

【図４】系統別設備に関する戦闘ゲームの画面の一例を
示す図である。

【図５】事故時の対応手順に対応するプラントの構造を
示す図である。

【図６】シミュレータを用いた戦闘の画面例を示す図で
ある。

【図７】図３のステップ４の流れを示す図である。

【図８】全体マップの移動画面例を示す図である。

【図９】町の地図の移動画面例を示す図である。

【符号の説明】

１…第１のメモリ（教科知識），１ａ…機器・構成，１
ｂ…通常時手順，１ｃ…異常時手順，２…第２のメモリ
（判定項目），２ａ…機器・構成の判定項目，２ｂ…通
常時手順の判定項目，２ｃ…事故時手順の判定項目，２
ｄ…全体の判定方式，３…演算処理装置，４…教育実施
部，５…選択受付部，６…エラー判定装置，７…シミュ
レータ，８…表示装置，９…入力装置，１０…学習者

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一定の順次的な繋がりを有する教育すべ
   き複数の知識を、その繋がり関係に合わせて複数の知識
   ブロックに分け、該複数の知識ブロックにそれぞれ対応
   させて教育ゲームの仮想空間を構築し、各教育ゲームを
   前記各知識ブロックに含まれる知識の繋がり関係に合わ
   せて展開して映像を表示装置に表示し、表示装置を介し
   て学習者との対話により教育する一貫教育システム。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の一貫教育システムにお
   いて、前記教育ゲームが学習者の分身を戦闘員として映
   像化した戦闘ゲームによって構築され、前記各知識ブロ
   ックごとに教育効果を判定することを特徴とする一貫教
   育システム。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の一貫教育システムにお
   いて、前記戦闘ゲームは、教育すべき知識に関する質問
   を表示し、学習者がその質問に回答することによって展
   開することを特徴とする一貫教育システム。
4. 【請求項４】 請求項２又は３に記載の一貫教育システ
   ムにおいて、前記教育効果の判定にかかる基準を、教育
   が進むほど闘いが困難になるように定めることを特徴と
   する一貫教育システム。
5. 【請求項５】 請求項２，３又は４に記載の一貫教育シ
   ステムにおいて、前記戦闘ゲームは、一定の順次的な繋
   がりを有する教育すべき複数の知識の繋がりを表すフロ
   ーチャートを作成するゲームであることを特徴とする一
   貫教育システム。
6. 【請求項６】 請求項２，３又は４に記載の一貫教育シ
   ステムにおいて、前記戦闘ゲームは、プラントの事象の
   シミュレーションの対応を学習者に要求することを特徴
   とする一貫教育システム。
7. 【請求項７】 入力装置と、 表示装置と、 教科知識を格納した第１のメモリと、 知識の形態とその教育順序に対応した教育戦略に基づき
   教材単位毎に定めた戦闘ゲームを用いた判定項目を格納
   した第２のメモリと、 該教育戦略に沿ったメニューを提示し学習者がその中か
   ら自由に学習する項目を選ぶことができる選択受付手段
   と、 教育戦略に沿った戦闘ゲームの中で問題を出力する教育
   実施手段と、 問題に対する回答の正誤を判断するエラー判定手段とを
   備えた一貫教育システム。
8. 【請求項８】 請求項７に記載の一貫教育システムにお
   いて、プラントシミュレーション手段とシミュレーショ
   ンにおける操作エラーの判定手段を備えたことを特徴と
   する一貫教育システム。
9. 【請求項９】 フローチャートの構造を持つ教科知識を
   記憶する教科知識記憶装置と、 計算機中に学習の舞台となる仮想空間を構築する仮想空
   間構築装置と、 学習者の操作に応じて前記仮想空間中に学習者の分身を
   示すキャラクターを表示するキャラクター表示装置と、 前記キャラクターの表示に対応させて前記教科知識記憶
   装置に記憶されている教科知識を選択し、その教科知識
   を教育する教育装置とからなる教科知識教育装置におい
   て、前記仮想空間の構造を教育する教科知識のフローチ
   ャートの構成ブロック構造と同様のものとすることを特
   徴とする教科知識教育装置。