JPS6070474A - デ−タ通信を利用した教育装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は自宅または学習塾などにおける多数の学習者に
、−人一人の学力に対応した個別的な学習指導を行う教
育装置に関する。

今日の学校教育における授業は、４０〜５０人単位のク
ラス編成をもとにした一斉授業形態が主流をしめている
。しかしながら、科学技術の進歩とそれに伴う社会経済
の変化などを背景にして”−人一人によＶ質の高い教育
を”の教育思潮が認識され、種々の教育方法が試みられ
てきた。その中で特に期待されて開発と実践化研究が進
められたものとしてコンピュータを利用した教育装置が
ある。これは、学習者−人一人の能力適性および学習状
態に合せた体系的な学習指導により、所定の教育目標を
効果的に達成させ「学習の個別化」と１教授の最適化」
を実現せしめるものである。

例えば、学校教育の場において主コンピユータと学習者
用の各端末機とを一教呈内にセットしたもの、また自宅
学習用として一台のマイクロコンビーータに機能をまと
めたものがある。

しかしながら、コンビーータを使用することにより「学
習の個別化」を実現することはできても、「教授の最適
化」を図るコンピー−タブログ・ラムは学習理論が確立
していないこととも関連して現実の教育に適用できるほ
どの汎用性がない。いうまでもなく学習の最適化を各学
習者ごとに図る以上、どんなに知能、適性を測定して学
習指導を体系的に組立てても、そこには学習者自身の内
面的な要因によって学習効果に誤差を生じるのは当然で
あって、自然科学のように原因とその結果に一定の関係
がある如く、仮に各学習者に学習理論を適用したとして
も学習効果に正確性、厳密性を望むことはできない。

しかしながら、その結果が学力、知能、適性などの必然
性として結論できないものであっても、その相互関連に
ついては高い蓋然性を有するものと考えられる。したが
って「学習の最適化」もその観点に立ってとらえること
とし、その関連性を分析して実際の学習指導に生かすに
は多くの経験的積み重ねを基にした実践的研究がなされ
なければならない。

ところが、装置そのものが高価で普及がむずかしいこと
とも関連して、実践的研究をするのに充分な量のデータ
を入手し難いこと、学習プログラムを開発する段階で、
心理学者、教育者、技術者等の協力体制を組織して効率
的に仕事をすすめることがむずかしいなどの問題があっ
た。

そのため従来の装置では、常に自分に合った使い方を積
極的に工夫し、自己の学習創面の中に組み入れて使用す
るなどの考慮をする必要があった０ そこで本発明は従来の斯かる問題点を解決するもので、
その目的とするところは、当初から学習プログラムを完
成させて最適々学習指導を実現するという理想を改め、
長年実践的な教育により培われてきた経験を生かして先
ず学習プログラムを開発した後、この学習プログラムに
より多数の学習者に個別的に実施して学習指導をすると
ともに、指導上問題が生じたところで専門家によってそ
のデータを分析し、原因を明らかにして、学習プログラ
ムの改善にフィードバックさせることとし、学習プログ
ラムを理論的、実践的経験を積み重ねながら改良すると
ともに個別的な最適学習指導を達成することにある。

このような目的を達成するため、この発明は学習指導部
、質問解答部、データファイル部及びシステム管理部か
ら構成恣れるコンピュータに、学習教材に基づく送信情
報、またはコンビーータからの受信情報を一時記憶する
内部メモリを備えた多数の端末機を、通信回線で接続し
たものである。

上記の目的を有する本発明を図示の実施例に基づいて説
明すると、第１図は、この発明に係る学習装置の一実施
例を示すブロック図である。

同図において、１は学習者ことに最適学習を図るととも
に学習プログラムの改善を行うコンビーータである。２
，２・・・は学習者の一人一人に配置した入出力用の端
末機で、電話器３から電話網４を通じてコンピュータ１
に接続する。学習プログラムの改善を行うには多くの学
習データの蓄積が第一義であり、電話網４等の公衆通信
回線を利用することが理想的である。また、学習中継続
的に電話回線を通話状態にすると、学習者に係る通信コ
ストが増大するとともにコンビーータ１を使用する端末
機２．２・・・の台数が制限さするので、通信時間を短
線するため、学習に必要分解説や練習問題等はあらかじ
め本形式の学習教材５に編集して学習者に配布し、コン
ピュータ１よる学習目標の指示はこの学習教材５の該当
項目を指摘することを原則とする。

コンビーータ１は、学習プログラムに従って学習者に個
別的な最適教授を行う学習指導部６と、学習データを集
計して初期の学習達成目標と比較し、よ！ｌｌ最適な教
授のために学習プログラム等の改善を図るシステム管理
部７から構成され、それぞれの機能を実行するソフトウ
ェア及びハードウェアからなる。学資指導部θは、デー
タ処理部８、質問解答部９、データファイル部１０から
構成される。

データ処理部８は学習者の学力、知能等の学習に影響の
ある要因をもとに具体的に学習目標を提示し、その結果
を分析することにより学習指導に直接関与するもので、
採点部８１、評価診断部８２、学習目標指示部８３から
構成される。採点部８１は学習者が前記端末機２より受
信した答情報について、解答データファイル８１ａに記
憶されている解答と比較することにより正誤の判定を実
行して一定の型式に整理するとともに、誤答があったと
きはその解説正解を付す採点処理部８１ｂにより構成さ
れる。前記評価診断部８２は、採点部８１で得た結果を
客観的に教育′評価し、さらに診断を下して具体的に学
習アドバイスを作成するもので、学習アドバイスを作成
する文例を記録した診断文例データファイル８２ａと、
採点結果から評価すべき知識、理解度、応用力、正確性
等の項目ｆ：算出し、診断交合組立てる評価診断処理部
８２ｂにより構成される。学習結果を適切に評価診断し
て直ちに学習者に示すので、学習者はこの評価診断を学
習態度等に効果的にフィードバックさせることができ、
その目的を容易に達成することができる。前記学習目標
指示部８３は採点部８１及び評価診断部８２によって作
成された採点結果及び評価診断をもとにして、これに学
習者の学習に関する諸因子を勘案す名ことにより、最適
な学習目標を指示するもので、基本学習プログラム部８
３ａと学習調整プログラム部８３ｂより構成される。基
本学習プログラム部８３ａは複数の学力区分のそれぞれ
に対応した一般的な学習範囲とその期間を定めた年間学
習計画である。学習指導要領、教科書、及び入学試験の
傾向等をもとに、学習者の学年、学習科目、学力区分に
対応させ学習日ごとに学習目標ヲ定めたもので、基礎的
な事項の説明や問題を中心にした学習計画から高度の問
題を中心にした学習計画までそれぞれ作成する。学習日
は学習指導要領で定める授業日数と略同日にすることに
より一日の学習範囲を少なくすることができるので、指
導をきめこまかくすることができ、学習効果を高めるこ
とができる。例えば中学校１学年の数学の学習指導要狽
は、年間３５週、週３時間で、１０５時間の授業が設定
され、これにもとすく教科書は平均８単元を含み、−単
元について８時間から１５時間が割り当てられている。

本装置による学習者は、各単元について、学習計画に基
づきそれぞれの、期間内に学力に応じた到達目標に合格
することををされる。前記、学習調整プログラム部８３
ｂは、初めにそれぞれの学習者の採点、評価診断が教科
の単元を学習する過程において、期待される学力に比べ
高低の誤差がある場合に、後述するデータファイル１０
に記録した学習に関する諸因子全期案して前記基本学習
プログラム部８３ａｋ学習者ごとにその学力に合せて修
正、改善し、その後全学習者の一人一人について学校進
度、自己評価を基にして基本学習プログラム部８３ａに
よって次回に学習すべき学習目標を指示する。この学習
目標は、学習教材５の項目指定または個別的に示す補助
教材により〕１構成する。学校の進度を学習目標作成中
に取入れるのは学校進度に合せて一体的に学習すること
で学習者がより深く理解することができ、学習の効率化
に役立つからである。また、自己評価についても要件と
したのは、学習者の個性、習慣によっては、学習者が送
信した答情報からコンビーータの採点、評価診断により
学習達成度を常に正確に分析できるとは限らないととも
に、−単元の学習期間内に一定の学力に達成させる必敬
があること、また、学習者側にも希望する学習目標があ
る場合も予想されるので、自己の認識する学力及び学習
範囲を必要に応じて知らせることができるものとした。

前記、質問解答部９は、学習上疑問が生じた時に、学習
者の質問に対して迅速に解答することで、学習の進行を
補助するものである。質問の内容は、教材のより詳細な
説明、問題のヒント等であって、端末機からいっでも解
答を得ることができる。これは、通信時間を短縮したこ
とに対して、学習教材５のみでは充分な理解が得られな
・い場合に、学習者の要求に従った解答をすることでよ
り完売な学習をすることができるよう学資教材５を補助
するものである・このためその構成は学習教材５に従っ
て予め質問に対する解答を記憶する質問 解答ファイル部９ａとこれを利用する検索部９ｂよりな
る。記憶ちれた質問解答ファイルのデータと学習教材の
内容とのバランスをとることにより、習熟が早い者また
は丁章な説明を喪する者のそれぞれに適切な学習をさせ
ることができる。

データ処理部８と質問Ｗト答部９は、端末機よりコード
で選択し、コンピュータ入力部の交換器を介して接続さ
れている。

前記データファイル部１０は、学習者に対−ｙ−る字習
指導せたはシステム管理部７連用上の基礎的なデータに
なるもので、学習者の氏名、学年、学校名、使用教科書
、性格、知能、学力、端末機コード等を質問紙または各
柚＠査法により測定して記録した基礎データ１０ａと、
学習過程において＠積される採点結果、評価診断、学習
目標、質問事項、学校教科進度吟を記録する学習データ
１０ｂにより構成される。

システム管理部は、前記学習調整プログラム部８３ｂが
学習者の個性に合わせるため、学習者ごとに基本学習プ
ログラム部８３ａを改善するのに対し、学習者全体の学
習成績が目標と誤差がある場合に、本装置全体の機能を
対象にして必要に応じて改善するものである。即ち、初
期に開発された学習フログラムを初めとする諸機能を日
々の学習指導の中で経験を積み重ねながら実践的、論理
的に手直しするものであり、問題を明確にするデータ解
析部７ａと、プログラムの改善を目的とするプログラム
編集部７ｂにより構成される。さらに詳しく説明すれば
、データ解析部７ａは学習者の学習結果（採点、診断評
価Ｊを学習者全体及び学力区分ごとに集計し、所期の目
標と異なる結果が生じたときにデータ処理部８または学
習教材５等に原因をめるものである。また、プログラム
編集部７ｂは、前記データ解析部で問題点としてチェッ
クされた事項について指導者によってこれを改善したプ
ログラムを作成し、必要に応じて学習者に学習教材５と
して補助教材を送信するものである。また学習指導要領
、教科書等の改訂、入学試験の出題傾向に変化があった
場合には、速やかに対応してグログラムを変更する。

第２図は端末機２の一実施例を示す斜視図である。端末
機２は学習者が家庭等においてコンピュータとデータ通
信をするだめの装置で、電話回線を通じてコンビーータ
と接続する。各端末機２．２・・・には通信時にコンピ
ュータが識別するための端末機コードが付され、発信情
報または送信情報會回線接続後−気に伝送することによ
り回線保留時間を短縮して通信費を節約し、コンビーー
タの効率的使用を可能にする内部メモリ′（ｉ：備える
。入力装置は、主にキーボード２ａにより液晶ディスフ
゛レイ２ｂで確認しながら行う。

キーボード２ａ及び液晶ディスプレイ２ｂは数学科目の
各記号、例えば分数も数式通りに入力し表示することが
できれば便利である。また主に漢字練習用の入力装置と
して、ＯＣＲまたは、小電極を基盤の目に配列すること
により構成し、電極ペンの動きを内部メモリに記憶させ
ると同時に液晶ディスプレイ２ｂに表示する電子黒板２
Ｃを備える。出力装置は入出力情報の一括伝送する方式
を用いるので液晶ディスプレイ２ｂとプリンタ２ｄを使
用することにより、ＣＲＴを使用する場合と比較して装
置の低価格化による普及促進を図ることができる。また
、単一時間に伝送可能な情報を多くすることができる新
しい情報伝達システムが実現して、画像を双方向に通信
することが可能になれば採点、評価診断等の学習指導に
ＣＲＴを初めとする画像伝達手段を有効に利用し２て学
習の効率化全図ることができる。

内部メモリと電話器３との接続は音智カプラ２ｅを使用
し、キーボード２ａ等と一体的に端末機２の入出力装置
として構成することにより、装置を小型化し、また、本
の如くデザインしたケース２ｆに納めることにより、書
棚等に立て掛けてその収納性を向上させ、さらに自宅外
で学習をする場合等に持ち運び仁容易にすることができ
るＯ 学習教材５は、本型式のテキストであって、コンピュー
タ１の基本プログラム部８３ａの学習計画と対応させ、
その学習目標を実行する学習制料を学習者に提供するも
のである。基本学習プログラム部８３ａと同様に学資指
導要領等に従って、学年、科目別に編集され、説明事項
はフ。

ログラム学習の型式を用いて理解と定着を容易に１練習
問題は学習計画に定めた期間中必要な数量を掲載する。

なた、−日の学習量に相当する項ごとに設けた余白部５
ａに、その採点、評価診［！ｉ’ｒ印字したプリンタ２
ｄの記録用紙を貼付することにより学習に確実にフィー
トノ（ツクさせることができるので学習効果を高めるこ
とができる。

さらに、各学力区分に適合した学習教材として、丁寧な
説明と基本問題全中心にした学習教材５から、高度の問
題を中心にした学習教材５を作成して学習者の独習を可
能にし、初期の学校教育と平行した学習指導計画から、
予習を中心にした学習指導計画に移咎することにより、
学校教育に関係なく学習者−人一人に最適学習を実行せ
しめる学習プログラムを開発１−ることができる。

次に、上記構成に係る学習装置の動作について説明する
。

まず、−回の自宅学習サイクルについて、学習者、端末
機２、データ処理部８、データファイル部１０の関連動
作を第４図に示づ゛流れ図を参照して説明すると、学習
者は前回の学習時に予めコンビーータ１から指示された
学習目標に従って、学習教材５の解説、練習問題等を解
く。学習目標は学校進度及び学力等を勘案して作成され
るので、学習者は学習教材５による学習を効率的に進め
ることができる。−日の学習目標が終了すると、学習教
材５の学習結果を端末機２に入力する。即ち、初めに端
末機のパワースイッチ、答情報スイッチを押し、次にキ
ーボード２ａまたは電子黒板２０等から液晶ディスクレ
ー２ｂで確認しながら問題の番号、答え、自己評価、学
校進度を内部メモリに入力する。学習者は電話機３を使
ってコンピュータ１を呼びだし、応答を確認してハンド
セラ）　３ａを端末機２の音響カプラ２ｅにセットする
。端末機２はコンビーータ１の入力部が識別する端末機
コード、答情報コードを初めに自動的に送信した後前記
入力した問題の番号、答え、自己評価、学校進度を順に
送信する。端末機２はコンビーータ１から指導情報を受
信するまでその筐ま待機する。

答情報を受信したコンビーータ１は、端末機コード及び
答情報コードによってデータ処理部８と接続し、学習チ
ータフアイル１０ａに記録した学習目標を基に解答デー
タファイル８１ａから解答データを読み出して採点処理
部８１ｂに入力する。採点処理部８１ｂはかかる解答デ
ータをもとに受信した答情報について所定の採点処理を
実行し、採点結果をまとめる。また、誤答を判断したと
きには、採点結果に正解とその解説を付す。採点結果は
計価診１ｉ部８２の評価診断処理部８２ｂに伝送され、
学力区分ごとに設定した達成目標である。知識、理解、
応用、正確性等を算出し、学習者の属する学力区分の妥
当性及び学習結果を高度合格、合格、不合格に評価し、
さらに学習態度の長所、短所を分析１−で、診断文例デ
ータファイル８２ａに記録されている診断文例を選択し
て学習アドバイスを作成する。評価診断部８２で得た結
論は採点結果とともに学習目標指示部８３に伝送され、
該結論を基に（７て次回に学習者が学習すべき学習目標
が作成される。まず、前記評価診断について、学習者の
自己評価による学力達成度、チータフアイル部１０に記
録されている過去の成績データ等と比較してその妥当性
をチェックする。そして、学習調整プログシム部８３ｂ
は、学習者が報告した学校進度、自己評価による進度希
望、過去に提示した学習目標及び基本学習プログラム部
８３ａの学習計画を基にして、以下のように前記評価診
断ごとに調整するとともに、学習すべき学習教材５の範
囲を学習目標とし、て指示する。即ち、評価診断が高度
合格の場合は、学力区分の中でより高度の問題を中心に
して学習を進む如く学習計画を調整することを原則とし
、通常の合格の時は、学習計画を調整することなくその
まま進むことを原則とし、不合格の時は、例えば前記数
学科において評価診断の結果計算技能の正確性に原因が
あると判断された場合、誤答率の高い問題形式について
再度学習するように、学習教材５の未解答の問題または
新たに補助教材を指示することを原則とする。以上、デ
ータ処理部６の実行が終了すると、コンピータｌは、採
点、評価診断、学習目標のデータをデータファイル１０
に記憶させるとともに、端末機２に送信する。このとき
、コンビーータＩＵｙ’−１ファイル１０に記録されて
いる前回の学習結果について全学習者から集計した平均
点、偏差値・順位等も合わせて送信する。

端末機２は、受信したこれらのデータを内部メモリに記
憶するとともに液晶ディスプレー２ｂに表示し、プリン
タ２ｄの記録用紙に印字またはグラフ表示するヶ受信が
完了した後、学習者は。

ハンドセラ）　３ａｆｆｉ電話機３にもどし、プリンタ
２ｄによって印字された記録用紙を学習教材５の該当余
白部５ａに貼付する。学習者は採点、評価診断から自己
の学力を知り、誤りを正しく担止して理解を深めるとと
もに、正しい学習態度全習得することができる。そして
、前回の学習成績について他の学習者と比較されること
により学習への動機が強化される。

次に、学習者、端末機２、質問解答部９及びデータファ
イル部１０の関連動作を第５図に示す流れ図を参照して
説明する。学習者が学者中に学習教材５の解説が理解で
きず、また問題を解くことができないとき、コンピュー
タ１にその詳細な説明または問題のヒントをめることが
できる。壕ず端末機２のパワースイッチ、質問情報スイ
ッチを押し、キーボード２ａから液晶ディスプレー２ｂ
で確認しながら質問すべき学習教材５の該当番号、説明
またはヒントのいずれかを示す質問コードを端末機２の
内部メモリに入力する。そして、前記記載の手順と同様
の手順によりコンピータ１を呼びだし、質問情報ゝを送
信する。

質問情報を受信したコンピュータ１は、端末機コード、
質問情報コードによって情報を質問解答部９に送り、教
材番号、質問コードを基にして検索部９ｂは質問解答フ
ァイル部９ａから質問解答を欣み出し、ただちに端末機
２に質問解答情報を送信するとともに、データファイル
部１０に質問があった教材番号、質問コードを記憶する
。

質問解答情報を受信した端末機２は、これを内部メモリ
に記憶するとともに液晶ディスプレイ２ａに表示し、プ
リンタ２ｂによって記録用紙に印字する。受信が完了し
た後学習者は／％ンドセッ）　３ａを電話機３にもどし
、記録用紙を教材の該当項の余白部５ａに貼付する。学
、冒者は質問解答の内容を理解することにより、ただち
に学習を進行させることができる。筐た、質問解答ファ
イル部９ａに解答の記憶がない場合は、コンピュータ１
が指導者に直接解答情報を入力することをめ、指導者が
入力した解答を質量回答ファイル部９ａに記憶するとと
もに端末機２に送信する。

さらに、コンピュータ１の学習指専部６とシステム管理
部７との関連動作金策６図に示す流れ図を参照して説明
すると、コンピュータ１は、その日に受信する予定の答
情報を午冒者全負から受けた後、そのデータを集計して
科目、学年、学力別に平均値、偏差値、順位等を算出し
、各学者者のデータファイル１０に記憶する。そして一
定の集団、例えば−学力区分ごとに初期の学習達成目標
と比較し、この目標よりも高い場合または低い場合には
、データ処理部８の各フログラムまたは学習教材５等に
その原因をａぐジ、それぞれの相互関連性をも重視しな
がら、体系的に検討する。例えば、採点部８１について
は解答データの誤り、評価診断部８２については教育評
価、学習アドバイスの妥当性、学習目標指示部８３につ
いては学習計画の期間、程度の妥当性または学資調整プ
ログラム部８３ｂの学習因子について取扱い適用基準と
その手段の妥当性、学習教材５及び質問解答部９につい
てはそれぞれの内容の妥当性などを検討する。この場合
、本装置の性格上特に問題になるのは基本学習プログラ
ム部８３ａと学習調整フログラム８３ｂの妥当性及びそ
の改善基準である。いずれも教育心理学上、学習理論を
応用すべき事項であるが、前述の如くその学習理論が未
発達の段階にある、こととも関連して、最適な学習指導
プログラムをめるために正確に判断することはできなく
ても、慎重な教育者の観察力によって諸データを分析し
なから実践的研究を重ねることによって、最適なグログ
ラムの開発を進めることができる。

以上、詳細に説明したように、この発明に係るデータ通
信を刹用した学習装置によれば、コンピュータと端末機
とを電話回線を通じて接続することにより学習者を地理
的に制限することなく広く集めることができるとともに
、学習者が購入すべき端末機は、装置全体の主教機能を
コンピータにまとめることにより、安価に実現できるの
で、多数の学習者に学習化４をすることができる。そし
て、これらの学習者が得た大量のデータを基に教授＝学
習システムを確立し、学習者−人一人の学力、個性に合
せた「教授の最適化」と学校進度に合せた効率的な学習
を実現することにより、全員に等しく学力の向上を図る
ことができる。従って、本装置を大規模に実施すれば、
知識偏重といわする学校教育のカリキー２ノ・を徳育、
体育に、より多くの時間を振り分けることが可能になり
、心身共に健康な入間を育成する健全な学校教育の発展
に寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明に係るデータ通信をオリ用した教育装置
の一実施例を示すもので、第１図はブロック図、第２図
は本発明に用いる端末機の余（親図、第３図は本発明に
用いる学習教材の構成を示す平面図、第４図は一日の学
習サイクルを示す流れ図、第、）５図は学習中に質問が
あった場合に質問解答を得るまでの操作を示す流れ図、
第６図はシステム管理部の動作説明に供する流れ図であ
る・ 符号の説明 １・・・コンピュータ　２・・・端末機２ａ・・・キー
ボード　２ｂ・・・液晶ディスプレイ２ｃ・・・電子黒
板　２ｄ・・・プリンタ２ｅ・・・音暢カグラ　２ｆ・
・・外　装３・・・１を詰機３　ａ・・・ハンドセット
４・・・電話網　訃・・学習教材 ５ａ・・・余白部　６・・・学習指導部７・・・システ
ム管理部　７ａ・・・データ解析部７ｂ・・・プログラ
ム編集部　８・・・データ処理部８１・・・採点部　８
１ａ・・・解答データファイル８１ｂ・・・採点処理部
　８２・・・評価診断部８２ａ・・・診断文例データフ
ァイル　８２ｂ・・・評価診断処理部８３・・・学習目
徐指示部　８３ａ・・・基本学習ブログンム部８３ｂ・
・・学習調整プログラム部　９・・・質問解答部９ａ・
・・質問解答ファイル部　９ｂ・・・検索部１０・・・
ｆ−ｐファイル部　１０ａ・・・基礎データ１０ｂ・・
・学習データ 特許出願人　片　野　茂　樹 第　Ｉ　図 １ 第２図 第３図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）学習指導部、質問解答部、データファイル部及び
   、システム管理部から構成されるコンビーータに、学習
   教材に基づく送信情報、またはコンピュータからの受信
   情報を一時記憶する内部メモリを備えた多数の端末機を
   、通信回線で接続したことを特徴とするデータ通信を利
   用した教育装置。
2. （２）　コンビーータと端末機とを結ぶ通信回線（は電
   話回線によることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載したデータ通＠を利用した教育装置。
3. （３）学習教材は本形式のプログラム教材、及び端末機
   からフ”リントアウトされた補助教材により構成したこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載したデー、
   夕通信を利用した教育装置。