対象のモデル化の際の独創性を養う知的教育システムにおける教育戦略に関する研究

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本研究では高校化学を対象に、学習者が複数の視点から対象世界を捉え、モデル化する能力を養成する知的教育システムの教育方法について検討した。この種の教育においては、学習者が対象世界を捉える視点を自由に変化させ、それにつれ世界の様相がどのように変化するかを観察することによって、視点の変化が問題解決に及ぼす影響を発見的に学習することが望ましいという知見を得た。そのためには、いわゆる対話的学習環境(Interactive Learning Environment:ILE)と、問題演習型ITS(Intelligent Tutoring system)を融合させた枠組みの教育システムを構築する必要がある。そこでこのような融合型教育システムについて考察し、教育戦略に関連する以下のような成果を得た。(1)融合型システムのILE部において、学習者の行動を観察して学習者の行動プランを推定する手法を明らかにし、これにより学習者がどのような視点で対象を捉えようとしているかを、環境に対する操作から読みとることを可能にした。(2)ILE部において、教育目的(教育の対象とすべき知識、学習段階(知識獲得時か定着時か)等)に応じて適切な初期環境を設定し、学習者に操作の動機付けを行う手法について、規則の形に整理した。(3)ITS部において、学習者の前提知識から新しい知識を演繹させることにより知識の獲得や定着を行わせるための支援手法を提案した。この種の学習において、学習者は演繹のために適切なタイプの視点を選択する必要があるので、視点に関する学習の動機付けを行うことができる。(4)以上の成果をもとに、融合型教育システムのプロトタイプを試作した。