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(A)研究テーマ名：

『マイクロワールドグラフを用いた派生問題の生成』

(B)研究概要

物理の力学の学習において演習を進める際、問題を学習する順番（問題の系列）は重要である。

しかし、今までの物理学習のシステムにおいては、その問題の系列は深く考えられて作れれているものの、それらを記述する方法論が確立されておらず、システムが問題間の差分を理解できていない、他のシステムに応用するのが難しいなどの問題点があった。

そこで、問題系列の記述の方法として、マイクロワールドグラフというものが提案されている。このマイクロワールドグラフを用いることによって、問題間の関係を記述することが可能となるのである。

マイクロワールドグラフという記述の方法は提案されているが、それを用いた演習支援や、問題の生成といったシステムはまだ作られていない。

そこで、マイクロワールドグラフを用いた派生問題の生成というものを題材として研究を進めている。

派生問題とは、ある問題を変化させることによって作られる問題のことで、例えば、“摩擦のない斜面を物体が滑り落ちる状況において物体の加速度を求める”という問題の派生問題として、“摩擦のある斜面を物体が滑り落ちる状況において物体の加速度を求める”問題や、“摩擦のない斜面を物体が滑り落ちる状況において物体にかかる斜面方向の合力を求める”といった問題が考えられる。

こういった派生問題を生成することができると、分からない問題があったとき、それを簡単にした派生問題を示すことによって学習者を支援するなど、個々の学習者に合わせた演習の提供や、システムや問題集、学校で行う問題演習などを教師が考える際の手助けなどに役立てることができる。

なので、この研究では、教師・生徒両方を支援できるようなシステムの構築を目指している。

(C)研究詳細

(D)研究実績

(E)調査文献リスト（編集中）

  • 平嶋 宗： メタ認知の活性化支援，人工知能学会誌21巻1号，（2006.01）

  • 平嶋 宗，東 正造，柏原 昭博，豊田 順一： 補助問題の定式化，人工知能学会誌，Vol.10，No.3，(1995)

  • Tsukasa HIRASHIMA，Toshitada NIITSU，Kentaro HIROSE，Akihiro KASHIHARA，Jun’ichi TOYODA: An Indexing Framework for Adaptive Arrangement of Mechanics Problems for ITS，IEICE transactions on information and systems，Vol.E77-D，No1，（1994）

マイクロワールドグラフ関連

  • 堀口 知也，平嶋 宗： モデルグラフに基づく発展的知識獲得の支援環境，人工知能学会第42回先進的学習科学と工学研究会（SIG-ALST），pp.7-14，（2004）

  • 東本 崇仁，堀口 知也，平嶋 宗： シミュレーションに基づく学習環境における漸進的な知識獲得支援のためのマイクロワールドグラフ，電子情報通信学会論文誌D, Vol.J91-D, No. 2, pp.303-313（2008）

  • 東本 崇仁，堀口 知也，平嶋 宗： マイクロワールドグラフにおける移行タスクとその自動生成， JSiSE2006第31回全国大会講演論文集，pp.437-438，（2006）

  • 東本 崇仁，堀口 知也，平嶋 宗： 様々な教授法に対するマイクロワールドグラフの情報提供能力の評価，人工知能学会第45回先進的学習科学と工学研究会，pp.23-28（2005.11)