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。

Numerical processing and interaction, numerical input force, automatic sampling of solutions, system of logic and mathematics, possibility of generation, application, and responsibility of the basic model. This study aims to verify the utilization of mathematical systems and to construct the application of mathematical systems. (I) Analysis of detailed solution process, understanding process of learner, understanding process of base, relevance of goal achievement (II) Mathematical system, teaching design, application of efficiency (III) Implementation of 3 items, integration and integration. The research period consists of three stages: the first stage (2021 - 2022), the existing learning elements, the analysis of the input force of the calculation process, the methodology of the analysis process, and the purpose of the understanding process of the learner. [Establishment of solution process analysis method using PRT] Mathematical system e_(?)_ This year's results show that there is a direction to the solution process. [Exploration of learning data analysis method using handwritten notes recorded during the calculation process] When STACK's solution is proposed, the handwritten notes are proposed due to the input of data selection. This time, there will be a lot of time to use the platform, the actual implementation of data collection by the recipients, the exploration of data analysis method using JavaScript, the application of project reaction theory, and the difficulty of using the data to understand the existing problems. The relationship between students 'ability and ability is confirmed.

项目成果

Analysis of students’ answer process based on STACK answer data

基于STACK答题数据分析学生答题过程

• 发表时间: 2022
• 作者: Y. Nakamura;M. Kawazoe;S. Higuchi;Y. Miyazaki;K. Yoshitomi;T. Nakahara
• 通讯作者: T. Nakahara

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

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

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

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