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学習者同士の対話状況に注目した協調学習支援システムの開発

メンバー: 金子敬一

分野: 情報学フロンティア、教育学、科学教育・教育工学

所属: 工学研究院

キーワード: 学習支援システム、協調学習、対話、学習者主導の学習、learning support system、collaborative learning、conversation、learner-centered learning

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研究概要

仲間とともに問題解決や学習を行う「協調学習」は、近年の学校教育で行われる学習方法の1つであり、協調学習による豊富な学習効果は教育分野において古くから認識されている。協調学習では、同一の課題について学習者同士が意見交換や合意形成等を繰り返す(図1)。協調学習を支援する環境は多く開発されている。しかし、協調学習では重要な要素であるはずの学習者同士のやり取り、特に「学習者同士の対話状況」をトリガとする支援環境は少ない。この問題を解決するため、先行研究において、まず協調学習中の発話が問題解決の可否と関係していることを示した。本プロジェクトでは、「学習者同士の対話状況に注目した協調学習支援システム」を開発し、効果的に協調学習を支援することを実現する。
 本プロジェクトではこれまで、プロトタイプシステムとして、ArudinoやJuliusを用いた対話支援システムを開発した(図2)。これにより、複数人グループにおける対話において、発話の時間をもとにした支援をすることができた。今後はさらに実験・検討を重ね、協調学習支援に向けてシステム開発・評価を進める。

主要論文・参考事項

[1] R. Onda, Y. Hirai, K. Penny, B. Indurkhya, and K. Kaneko: A Support System for Solving Problems of Two-Triangle Congruence Using 'Backward Chaining', IEICE Transactions on Information and Systems, Vol. E100-D, No. 10, pp. 2567-2577, 2017.
DOI: 10.1587/transinf.2016EDP7363

[2] M. N. Hasnine, M. Ishikawa, Y. Hirai, H. Miyakoda, and K. Kaneko: An Algorithm to Evaluate Appropriateness of Still Images for Learning Concrete Nouns of a New Foreign Language, IEICE Transactions on Information and Systems, Vol. E100-D, No. 9, pp. 2156-2164, 2017.
DOI: 10.1587/transinf.2016EDP7463

[3] K. Aoki, Y. Hirai, and K. Kaneko: A Dynamics Learning System Based on Scaffolding Approach, The EDEN 2014 Annual Conference (EDEN2014), 2014.

[4] 平井佑樹, 佐山裕一, 三澤大地, 金子敬一: Arduinoを用いた会話支援システムの試作, 情報処理学会研究報告(GN91), 2014.

[5] Y. Ishikawa, Y. Hirai, and K. Kaneko: A Support System for Probability Learning based on Scaffolding Approach, Proceedings of the 35th International Conference on Information Technology Interfaces (ITI2013), pp. 205-210, 2013.

お問い合わせ先

東京農工大学・先端産学連携研究推進センター
urac[at]ml.tuat.ac.jp([at]を@に変換してください)

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Development of a collaborative learning support system based on conversation among learners

Research members: Keiichi Kaneko PhD.

Research fields: Frontiers of informatics, Education, Science education/Educational technology

Departments: Institute of Engineering

Keywords: learning support system, collaborative learning, conversation, learner-centered learning

Web site:

Summary

Collaborative learning is the learning process in which two or more participants attempt to study something or solve a problem together. Numerous learning effectiveness based on the learning has been reported in many articles with respect to education. Participants exchange and/or share their ideas in the learning (Fig. 1). A number of the learning support systems which have been developed; however, few systems based on conversation status among participants, which is important element in the learning, have been developed. To solve the problem, in first, we reported that there is the relationship between conversation status among two participants and achievement of problem-solving in previous research. In this project, we try to develop collaborative learning support systems based on conversation status among participants and aim to support collaborative learning effectively.
     We have developed prototype systems by using Arduino (Fig. 2) or Julius. Those systems can support conversation by using participants' utterance in two- or three-party face-to-face collaborative learning. Further experiments and/or discussion are our future works.

Reference articles and patents

[1] R. Onda, Y. Hirai, K. Penny, B. Indurkhya, and K. Kaneko: A Support System for Solving Problems of Two-Triangle Congruence Using 'Backward Chaining', IEICE Transactions on Information and Systems, Vol. E100-D, No. 10, pp. 2567-2577, 2017.
DOI: 10.1587/transinf.2016EDP7363

[2] M. N. Hasnine, M. Ishikawa, Y. Hirai, H. Miyakoda, and K. Kaneko: An Algorithm to Evaluate Appropriateness of Still Images for Learning Concrete Nouns of a New Foreign Language, IEICE Transactions on Information and Systems, Vol. E100-D, No. 9, pp. 2156-2164, 2017.
DOI: 10.1587/transinf.2016EDP7463

[3] K. Aoki, Y. Hirai, and K. Kaneko: A Dynamics Learning System Based on Scaffolding Approach, The EDEN 2014 Annual Conference (EDEN2014), 2014.

[4] 平井佑樹, 佐山裕一, 三澤大地, 金子敬一: Arduinoを用いた会話支援システムの試作, 情報処理学会研究報告(GN91), 2014.

[5] Y. Ishikawa, Y. Hirai, and K. Kaneko: A Support System for Probability Learning based on Scaffolding Approach, Proceedings of the 35th International Conference on Information Technology Interfaces (ITI2013), pp. 205-210, 2013.

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University Research Administration Center(URAC),
Tokyo University of Agriculture andTechnology
urac[at]ml.tuat.ac.jp
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