解答過程解析を中心とする理数系ｅラーニングの分析・設計・運用に関する総合研究

综合研究科学和数学电子学习的分析、设计和运营，重点关注答案过程分析

• 批准号: 21H04412
• 负责人: 中村 泰之
• 金额: $ 26.12万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-05 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H04412/
• 关键词: 理数系eラーニング; 数式自動採点; 誤答分析; 解答過程解析; 理解過程; 数学eラーニング; 解答過程分析

数式処理と連動し、数式で入力された解答の自動採点システムが普及しつつあり、理数系のｅラーニングにも様々な可能性が出てきているが、その運用は担当者の経験に基づいて模索が続けられている。本研究では、数式自動採点システムの利用を核とした理数系e ラーニングを始めようとする教員がよりどころとすることのできる、理数系e ラーニングの運用モデルの構築を目的とする。その目的達成のため、どのような誤答を経て正答に到達したのかに着目した(I)詳細な解答過程の「分析」により学習者の理解過程を明らかにし、その基盤の上で、到達目標達成のための適切な(II)理数系ｅラーニングの授業「設計」、および(III)効率的な「運用」の実現の3項目について総合的に取り組む。研究期間を3段階のフェーズに分け、最初の段階の2021～2022年度は、既存の学習データを元に、計算過程のペン入力データの解析も含む、解答過程を解析するための方法論を確立し、学習者の理解過程を明らかにすることを目的としていた。【PRTを活用した解答過程解析手法の確立】理数系eラーニングシステムとして、STACKを用い、その数式解答処理機構であるポテンシャル・レスポンス・ツリー(PRT)を活用した解答過程解析手法の確立に取り組んだ。今年度の成果としては、有向グラフを用いた解答過程の可視化を行った。【計算過程が記された手書きノートを利用した学習データ解析法の探究】STACKの解答提出の際、デジタルペン入力による手書きノートを提出することのできるプラグインを用いて、データ収集のための被験者実験を行い、ノートのログデータ解析法の探究を行い、項目反応理論を用いることで、ノートのデータから得られた問題の難易度、学生の能力値との関係を確認することができた。

与数学公式处理和使用数学公式输入答案相联系的自动评分系统正在变得普遍，科学和数学电子学习的各种可能性正在出现，但其操作取决于负责人的经验。本研究的目的是构建一个科学和数学电子学习的操作模型，可供开始以自动评分系统为中心的科学和数学电子学习的教师信赖。为了达到这个目的，我们会通过对回答过程的详细“分析”，理清学习者的理解过程，重点关注他们做出了什么样的错误回答，从而得出了正确答案，并在此基础上，我们将全面开展以下三项工作：（二）为实现这一目标进行适当的科学和数学电子学习课程“设计”，以及（三）高效的“运营”。研究期间将分为三个阶段，第一阶段，从2021年到2022年，我们将根据现有的学习数据，建立分析答题过程的方法论，包括对计算过程中的笔输入数据进行分析，目的是澄清学习者的理解过程。 [利用 PRT 建立答案过程分析方法] 使用 STACK 作为科学和数学电子学习系统，我们致力于建立一种利用潜在响应树 (PRT) 的答案过程分析方法，这是其数学答案处理机制。 。今年的结果是，我们使用有向图可视化了回答过程。 【利用写有计算过程的手写笔记的学习数据分析方法的探索】在提交STACK答案时，我们使用了一个插件，允许受试者使用数字笔提交手写笔记输入来收集数据，通过进行实验、探索。笔记本日志数据分析方法，并利用项目反应理论，我们能够确认从笔记本数据获得的问题难度与学生能力得分之间的关​​系。

项目成果

数学オンラインテストの解答データを用いた知識構造の可視化

利用数学在线考试答案数据可视化知识结构

• 发表时间: 2023
• 作者: 王黎琳;中村泰之
• 通讯作者: 中村泰之

Analysis of STACK answer data using pen-stroke data of calculation notebook and Item Response Theory

使用计算笔记本的笔划数据和项目反应理论分析 STACK 答案数据

• 发表时间: 2022
• 作者: Yasuyuki Nakamura;Kazusa Fujimoto;Kako Ito
• 通讯作者: Kako Ito

数学オンラインテストにおける解答の推移の三次元可視化と分析

数学在线考试答案转换的三维可视化与分析

• 发表时间: 2023
• 作者: 高田知樹;中村泰之
• 通讯作者: 中村泰之

第1回 理数系eラーニングの分析・設計・運用に関するシンポジウムー数式自動採点システムの活用事例ー

第一届科学与数学电子学习的分析、设计和操作研讨会 - 数学自动评分系统的使用示例 -

• 发表时间: 2021

Analysis of STACK Answer Data Using Pen-Stroke Data from a Calculation Notebook and Item Response Theory

使用计算笔记本中的笔划数据和项目响应理论分析 STACK 答案数据

• DOI: 10.3991/ijet.v18i01.36531
• 发表时间: 2023
• 期刊: International Journal of Emerging Technologies in Learning
• 作者: Yasuyuki Nakamura;Kazusa Fujimoto;Kako Ito
• 通讯作者: Kako Ito