(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＡＩ装置であって，
前記ＣＡＩ装置がある学習項目に関する学習データを表示装置に提示すると該学習項目に関する学習回数のカウント値を更新するカウント部と，
学習者の理解度を判定する理解度判定部と，
前記学習回数のカウント値と，前記ある学習項目に関して予め規定された上限回数とを参照して上限回数に達しているか判定する回数判定部と，
前記理解度判定部が学習者の理解度が所定レベルに達していないと判定し，かつ前記回数判定部が上限回数に達していないと判定すると再学習のために前記ある学習項目に関して前記ＣＡＩ装置が有する学習データを提示し，前記理解度判定部が学習者の理解度が所定レベルに達していないと判定し，かつ前記回数判定部が上限回数に達していると判定すると，前記ある学習項目に関して前記ＣＡＩ装置が有する学習データによらない代替学習手段に関するメッセージを提示する例外処理部と，
を有することを特徴とするＣＡＩ装置。
【請求項２】
ＣＡＩ装置の診断制御方法において，
ＣＡＩ装置の学習診断処理部が，
カウント部に，前記ＣＡＩ装置がある学習項目に関する学習データを表示装置に提示すると該学習項目に関する学習回数のカウント値を更新させ，
理解度判定部に，学習者の理解度を判定させ，
回数判定部に前記学習回数のカウント値と，前記ある学習項目に関して予め規定された上限回数とを参照して上限回数に達しているか判定させ，
前記理解度判定部が学習者の理解度が所定レベルに達していないと判定し，かつ前記回数判定部が上限回数に達していないと判定すると再学習のために前記ある学習項目に関して前記ＣＡＩ装置が有する学習データを提示させ，前記理解度判定部が学習者の理解度が所定レベルに達していないと判定し，かつ前記回数判定部が上限回数に達していると判定すると，例外処理部に，前記ある学習項目に関して前記ＣＡＩ装置が有する学習データによらない代替学習手段に関するメッセージを提示させること，
を特徴とするＣＡＩ装置の診断制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はＣＡＩ(Computer Aided Instruction)装置及びＣＡＩ装置の診断制御方法に関する。
【０００２】
近年，コンピュータの処理技術を利用したＣＡＩ装置が各種の教育や学習を行う上で広く使用されるようになった。一方，ＣＡＩ装置では，学習の理解の程度が個々に異なるが一般的に各学習者の個性や適正と関係なく同じ内容の教材を同じ順番に提示していたため，十分な効果を挙げることができない。また，学習者によっては，ＣＡＩ装置により提供される学習項目毎の教材に対して何回も学習しても理解度が上がらないことがあるがそのまま繰り返し学習するようになっておりその改善が望まれている。
【０００３】
【従来の技術】
コンピュータ診断型の学習装置（ＣＡＩ装置）は，各学習項目（学習の対象となる概念を表し，例えば，「英文法」，英文法を構成する「命令文」，「仮定文」や，「単語」，「アルファベット」も学習項目である）に対応する指導項目が用意される。この指導項目は，学習項目を教えるための手段であり，個々の学習項目を教えるための「解説」，「問題」等の各種教材を表す。
【０００４】
従来のＣＡＩ装置では，選択された学習項目の教材データが表示装置に表示されると，学習者が学習を行い，問題の提示に対して学習者が解答を入力すると，学習の成果が評価されるという方法が用いられている。
【０００５】
図８は従来例の構成図，図９は従来例の処理フローを示す図である。
図８には従来のＣＡＩ装置のブロック構成が示され，ＣＡＩ装置７０内には学習内容の選択，理解度の診断，学習の進行の処理を行う学習診断プロセッサ７１，教えようとする学習項目毎の各指導項目について学習の順番（進め方）を指示する診断プログラム７２，各学習内容や診断評価のためのデータを含む学習データ７３，ＭＭＩ（マン・マシン・インタフェース）７４，ディスプレイ等の表示装置７５，キーボード等の入力装置７６とが設けられている。
【０００６】
学習データ７３には学習項目についての各指導項目毎に解説，問題，問題解答の画面データや診断評価のためのデータが用意され，各学習の解説（説明）が表示装置７５の画面に表示され，学習した内容に関する問題が表示されると学習者は入力装置７６から解答（選択肢の番号や文字列）を入力する。
【０００７】
従来の学習診断の処理フローを図９により説明する。この処理動作は図８の学習診断プロセッサ７１が学習進行が固定された診断プログラム７２により実行される。
【０００８】
学習者に学習項目に対応する指導項目の学習データ７３から解説や問題が取り出されて表示される（図９のＳ１）。問題に対する学習者の解答が正解かを識別する等により学習項目に対する理解度が判定され（同Ｓ２），判定結果で現在の学習項目の理解度を更新する（同Ｓ３）。次に現在までの理解度を参照して全ての学習項目が最終目標に達したか判定し（同Ｓ４），達したと判定されると学習を終了し（同Ｓ７），達しない場合は理解度と最終目標を元に学習項目を選択する（同Ｓ５）。次に学習項目と指導項目の持つ最終目標を元に指導項目を選択し（同Ｓ６），その解説や問題が表示される（同Ｓ１）。なお，この時指導項目が選択されても，その指導項目にはレベル等に応じて複数の項目が用意されており，その中から学習項目の理解度や指導目標を元に指導する価値のある指導項目（教材）が選択される。
【０００９】
上記のＳ４において，学習項目の理解度が上がらないと判定された場合は，Ｓ５の学習項目の選択時に同じ学習項目が選ばれ，何度も同じ項目が選ばれることがある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来のＣＡＩ装置の診断制御方式では，次の▲１▼，▲２▼のような問題があった。
【００１１】
▲１▼学習者が複数回同じ項目を学習したにも関わらず，学習者の努力不足や教材の不備，その他の原因で理解が上がらない場合があるが，従来はこのような場合にも，更に同じ項目を学習させるという方法をとっていた。しかし，このような場合に同じ項目を何度も学習させたり，分からない項目を再度学習することは，同一の問題の出現や，学習者の飽きを招き，診断型学習装置の特徴である効果的な学習の実現を阻害する可能性があり，更に繰り返しても成果が上がらないと，学習者が理解不可能と判断して学習をあきらめてしまうことがあり，効果的な学習の実現を阻害する可能性があるという問題があった。
【００１２】
▲２▼上記従来の方法によれば，誰でも一律に同じ内容を同じ順番に進められ，学習者の理解の進み方と無関係であるために，学習者の個性及び適性に合わせることができないため，学習者によって進め方が早過ぎるとか，遅すぎると感じることが多く，各学習者の適性に合わないために学習効果が上がらない可能性があるという問題があった。
【００１３】
本発明は繰り返し学習しても理解が上がらない事態が発生すると適切に対処することができるＣＡＩ装置及びＣＡＩ装置の診断制御方法を提供することを第１の目的とし，学習者の理解の進みかたの個性及び適性に合わせて学習を進めることができることを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
図１は本発明の第１の原理構成図，図２は本発明の第２の原理構成図である。図１は本発明の第１の目的を実現する原理構成を示し，図中，１はＣＡＩ装置，２は学習診断処理部，３は複数の学習データ（画面データや解答データ等）３ａが格納された学習データ格納部，３ａは一つの学習データ，３ｂは学習項目または指導項目に対し設定された上限回数，３ｃは例外処理時に学習者に対し出力表示される例外用データ，４はディスプレイ等の表示装置，５はキーボード，マウス等の入力装置である。また，学習診断処理部２内の２ａは学習内容提示部，２ｂはカウント部，２ｃは理解度判定部，２ｄは回数判定部，２ｅは回数が上限回数を越えると動作する例外処理部である。
【００１５】
また，図２は本発明の第２の目的を実現する原理構成を示し，図中，１０はＣＡＩ装置，１１は学習診断処理部，１２は複数の学習データ１２ａを格納した学習データ格納部，１３は学習内容，理解度，学習進度等が構成される診断用データ格納部，１４は図１の４と同様の表示装置，１５は図１の５と同様の入力装置である。また，学習診断処理部１１において，１１ａは学習内容提示部，１１ｂは理解度判定部，１１ｃは学習進度判定部，１１ｄは進度対応項目選択部，１１ｅは目標達成判定部である。
【００１６】
本発明の第１の構成は学習者が学習の理解度が目標に達成できない場合に，繰り返して学習を行い，繰り返しの回数が予め決められた回数に達すると例外処理を実行して繰り返しを止めて他の手段を提示するようにし，第２の構成は学習者の理解度や学習進度を元に学習者の個性を識別して，個性にあった最適な学習を進める。
【００１７】
【作用】
図１において，ＣＡＩ装置１の学習診断処理部１の学習内容提示部２ａは，入力装置５からの指示により選択された指導項目に対応する学習データ３ａを学習データ格納部３から取り出して表示装置４に提示し，この提示と共にカウント部２ｂが駆動されて学習回数のカウント値が更新（＋１）される。表示された問題に対する解答が入力装置５から入力されると，理解度判定部２ｃにより理解度が一定レベル以上か判定し，一定レベルに達した場合は，次の学習に進められるが，達しない場合は，回数判定部２ｄが駆動される。回数判定部２ｄは学習データ格納部３内の上限回数３ｂを取り出して，カウント部２ｂのカウント値が上限回数３ｂの値に達したか判別する。上限回数に達しない場合は，再学習が開始されるが，達した場合は例外処理部２ｅが駆動される。例外処理部２ｅは学習データ格納部３の例外用データ３ｃに設定されたメッセージ等を表示装置４に出力する。このメッセージは，学習者に対し励ましや，他の代替学習手段等を示す内容等である。なお，上限回数３ｂや例外用データ３ｃは各学習内容に対応して設定されているが，各学習に共通のデータとして設定して使用することができる。
【００１８】
図２では，ＣＡＩ装置１０の学習診断処理部１１の学習内容提示部１１ａは，入力装置１５から指示された学習項目に対応する学習データ１２ａを選択し表示装置１４に表示する。表示された問題に対する解答が入力装置１５から入力されると，理解度判定部１１ｂにより理解度を判定する。この時の理解度と共に経過時間，難易度等の付随情報と共に診断用データ格納部１３に格納される。複数の項目の学習内容に関する理解度と付随情報が得られると，学習進度判定部１１ｃがその学習者の学習進度（学習の進む早さ）を判定する。判定された学習進度は診断用データ格納部１３に格納される。次に進度対応項目選択部１１ｄが求められた学習進度を用いて，その学習者が次の理解可能な学習（指導）項目を予測しその項目を選択する。
【００１９】
このように診断処理を行うことにより，学習者の理解の進み方の特性に合った学習の進み方が選択される。例えば，学習項目の難易度（または時間）を横軸に理解度を縦軸にした場合，最初は時間をかけてゆるやかな角度で上昇（徐々に進歩）するが，途中で角度が大きくなり理解度の速度が早くなる場合や，最初は理解度の進み方が早いが途中から角度がゆるやかになって時間がかかる（理解度の上昇率が低下）場合等種々のパターンがある。
【００２０】
また，上記図２の構成を変更して，学習進度判定部１１ｃで学習進度を判定しているが，学習指導者または学習者自身が学習進度を入力して診断用データ格納部１３に設定する構成にし，進度対応項目選択部１１ｄはその設定された学習進度と，それまでの理解度判定部１１ｂからの理解度に基づいて学習の進む早さを変えて項目を選択するよう動作させることができる。
【００２１】
【実施例】
図３は本発明が実施されるＣＡＩ装置の構成例である。図４は実施例１の処理フロー，図５は実施例２の処理フローである。
【００２２】
図３において，２０はＣＡＩ装置，２１は学習診断プロセッサ，２２はＭＭＩ部（マン・マシン・インタフェース），２３はパラメータを含む診断指示プログラム，２４は学習データ格納部，２４−０〜２４−ｎは複数の学習項目に対応して設けられた複数の各指導項目の学習データを表す。２５は診断データ格納部，２６はディスプレイ等の表示装置，２７はキーボードやマウス等の入力装置である。
【００２３】
学習診断プロセッサ２１は，診断指示プログラム２３，診断データ格納部２５の診断データや，入力装置２７からの指示を受け取って学習項目（指導項目）を選択し，学習項目及び学習項目内の指導項目に対応する学習データを取り出して提示し，問題に対応する解答が入力装置２７から入力されると正・誤の判定や，理解度の判定を行う。
【００２４】
図４に示す実施例１の処理フローは上記図１に示す原理構成に対応する学習診断処理を実行する。なお，この場合，図３に示す構成において，学習データ格納部２４の各学習データ毎に学習回数の上限回数（図１の３ｂ）及び例外用データ（図１の３ｃ）が格納されている。但し，各学習データに共通に格納しても良い。
【００２５】
学習項目に基づく解説・問題等の指導項目を学習者に提示し（図４のＳ１），続いて，学習回数のカウント値（学習診断プロセッサのメモリ領域に設けられる）を＋１する（同Ｓ２）。この後，提示された解説，問題の指導項目に対する学習者からの入力を元に学習項目の理解度を判定する（同Ｓ３）。判定結果は診断データ格納部２５に格納される。
【００２６】
次に判定された学習者の理解度が一定の値（目標値）以上に達しているか判別し（同Ｓ３），達していれば，判定した理解度を元に学習項目ついての理解度を更新し，次に理解度や最終目標値等を用いて全学習項目を検索し，教える価値のある学習項目を選択し，選択された学習項目を教える指導項目が選択されてその指導項目へ移行する（同Ｓ５）。理解度が一定の値に達しない場合は，上記Ｓ２で更新（＋１）されたカウント値が上記の上限回数以上か判定する（同Ｓ６）。上限回数に達しない場合は，判定した理解度に応じて同じ項目について再学習を開始学習を開始する（同Ｓ７）。この場合，上記Ｓ１以下の処理が実行される。
【００２７】
上限回数に達した場合は，上記Ｓ２で判定した当該指導項目の理解度を元に対応する学習項目の理解度を更新し（同Ｓ８），例外処理を実行する（同Ｓ９）。この場合，学習者に上限回数を達した旨を表示すると共に，各学習データに設定された例外用データの内容が表示装置に表示される。
【００２８】
例外処理において，例外用データから表示装置に出力される例を以下の▲１▼〜▲４▼に示す。
▲１▼メッセージ出力の例
励ましのメッセージ：“頑張って学習してください”
叱咤のメッセージ  ：“しっかりと勉強してください”
▲２▼代替学習手段を提示する例
“○○の項目について××の本を読んでください”
“○○の項目について回りの人に聞いて勉強してください”
“○○の項目について指導者に聞いてください”
▲３▼理解度を上げて，次の学習に進めるようにする。
【００２９】
無条件か，あるいは簡単な質問に応えることによって理解度を上げ，診断型学習に戻り，次の段階へ進む。
▲４▼つまずいている学習項目を示す。
【００３０】
“△△の学習項目についての理解が不足しています”
次に，図５に示す実施例２の処理フローを説明する。この処理フローは上記図２に示す第２の原理構成に対応する学習診断処理を実行する。この場合，図３に示す構成において，診断データ格納部２５には，判定により求めた理解度の他に時間の経過，利用した指導項目の数，指導項目の難易度等の付随情報が格納され，判定された学習進度等も格納される。
【００３１】
最初に学習項目に基づく指導項目を学習者に提示する（図５のＳ１）。指導項目に対する学習者からの入力を元に学習者の理解度を判定する（同Ｓ２）。次に判定した学習者の理解度を上記したように付随情報と共に診断データ格納部２５に格納する（同Ｓ３）。次に格納された理解度及び付随情報に基づき，学習者の学習進度を求める（同Ｓ４）。次に，現在の学習項目に対する学習者の理解度と上記Ｓ４で求めた学習進度に基づき，学習者が次に理解可能と予測される学習項目を選択する（同Ｓ５）。その後，各学習項目について，学習項目の理解度が各々の目標値に達したか判断し（同Ｓ６），達しないとそれぞれの学習項目について，上記Ｓ１以下の処理を繰り返す。
【００３２】
この実施例２によれば，個別の学習者の理解度を含む学習進度に対応して学習の進め方を変えるため，教師による生徒への指導方法に近い，個性にあった進め方になる。
【００３３】
図６は本発明が実施されるＣＡＩ装置の他の構成例であり，図７は実施例３の処理フローである。
図６において，３０〜３２，３５〜３８は上記図３の２０〜２２，２４〜２７のそれぞれに対応し，３０はＣＡＩ装置，３１は学習診断プロセッサ，３２はＭＭＩ（マン・マシン・インタフェース），３３はパラメータを含む通常の診断指示プログラム，３５は学習データ格納部，３５−０〜３５−ｎは複数の学習項目に対応して設けられた複数の各指導項目の学習データを表す。３６は診断データ格納部，３７はディスプレイ等の表示装置，３８はキーボードやマウス等の入力装置である。
【００３４】
図６の３４は，図３に含まれない構成要素であり，学習の進み具合（進め方）を指定する操作入力に応じて選択される複数の相互に異なる診断指示プログラム（パラメータを含む）３４−０〜３４−ｎが格納された選択対象プログラムである。
【００３５】
上記図６の構成において実施される処理フローを図７を用いて説明する。
学習の開始時または学習の途中で，入力装置３８から特定操作により学習の進め方を指定する（図７のＳ１）。この指定は学習者自身または指導者が行う。学習診断プロセッサ３１は，指定された学習の進み具合を示す指示を受け取ると，それまで，通常の診断指示プログラム３３により診断制御を行っていたのを，指示に対応した学習の進む早さを持つ一つの診断指示プログラム（３４−０〜３４−ｎの中の一つ）を選択し，その制御を受けるように変更する（図７のＳ２）。次に，選択されたその診断指示プログラムにより学習者のそれまでの理解度の変化を元に学習者の理解の進み具合を予測して，学習の進む早さを自動的に変更する（同Ｓ３）。
【００３６】
この図６，図７によれば，学習者または指導者が学習者に合った進め方を，開始前または学習中に指定することができるので，学習者の個性に適合した進め方で学習を進めることができる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明の第１の構成によれば，同じ問題を多数回学習しても効果が上がらない場合や，つまずいている場合に，原因となっている項目を提示したり，他の手段を提示する等により，学習者に対し無駄な繰り返しを無くし効果的な学習を実現することができる。
【００３８】
また，本発明の第２の構成によれば各学習者の進み具合を判定して，学習を進めることができるので学習者の個性及び適性に合わせた最適な学習を進めることができる。また，指導者または学習者により進め方を指定する場合，先生または学習者自身で認識した個性にあった学習を進めることができ，学習効果を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の原理構成図である。
【図２】本発明の第２の原理構成図である。
【図３】本発明が実施されるＣＡＩ装置の構成例である。
【図４】実施例１の処理フローを示す図である。
【図５】実施例２の処理フローを示す図である。
【図６】本発明が実施されるＣＡＩ装置の他の構成例である。
【図７】実施例３の処理フローを示す図である。
【図８】従来例の構成図である。
【図９】従来例の処理フローを示す図である。
【符号の説明】
１      ＣＡＩ装置
２      学習診断処理部
２ａ    学習内容提示部
２ｂ    カウント部
２ｃ    理解度判定部
２ｄ    回数判定部
２ｅ    例外処理部
３      学習データ格納部
３ａ    学習データ
３ｂ    上限回数
３ｃ    例外用データ
４      表示装置
５      入力装置
【図１】
0003667793.tif 000002
【図２】
0003667793.tif 000003
【図３】
0003667793.tif 000004
【図４】
0003667793.tif 000005
【図５】
0003667793.tif 000006
【図６】
0003667793.tif 000007
【図７】
0003667793.tif 000008
【図８】
0003667793.tif 000009
【図９】
0003667793.tif 000010