(57)【要約】【課題】幼児向けの教育システムにおいて、学習性無力感を生じさせることなく、効率的に楽しく学習ができるようにする。【解決手段】問題表示制御手段４で、練習問題を解答の選択肢とともに、表示装置２に表示する。学習者は、入力装置３で選択肢から解答を選択する。判別手段５で、選択された解答が正解か不正解かを判定する。正解であれば、正解表示制御手段６で、正解である旨を表示する。不正解であれば、フェーディング制御手段７で、不正解の選択肢の表示を徐々に消し、再度解答を選択させる。このときは必ず正解となるので、正解表示制御手段６で、正解である旨を表示する。このように学習させることで、学習性無力感を生じさせることなく、効率的に楽しく学習ができるようになる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力装置と画像表示装置と音声出力装置と記憶装置と演算制御装置とを具備する教育システムにおいて、練習問題を解答の選択肢とともに表示する問題表示制御手段と、解答を選択する入力手段と、選択された解答が正解か不正解かを判定する判定手段と、正解であれば正解である旨を表示する正解表示制御手段と、不正解であれば不正解の選択肢の表示を徐々に消すフェーディング制御手段とを備えたことを特徴とする教育システム。
【請求項２】
前記問題表示制御手段に、前記入力手段で前記選択肢の１つがポイントされたことに応じて音声で読みを出力するヒント表示制御手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の教育システム。
【請求項３】
前記問題表示制御手段に、選択された解答が不正解の場合に、前記練習問題の数字に対応した数の物の絵を数字のそばに表示するヒント表示制御手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の教育システム。
【請求項４】
入力装置と画像表示装置と音声出力装置と記憶装置と演算制御装置とを具備する教育システムにおいて、大小判別の練習問題を表示する問題表示制御手段と、解答を選択する入力手段と、選択された解答が正解か不正解かを判定する判定手段と、正解であれば正解である旨を表示する正解表示制御手段と、不正解であれば不正解の解答の表示を徐々に消すフェーディング制御手段とを備えたことを特徴とする教育システム。
【請求項５】
前記問題表示制御手段に、前記練習問題を音声で出力する音声出力手段を設けたことを特徴とする請求項１または４記載の教育システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、教育システムに関し、特に、パソコンを利用して幼児に対して基礎的な教育を行うための教育システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の幼児向け学習用ソフトウェアでは、数字の読み方（数唱）を覚えさせるために、数字「１，２，３」を画面に表示して、音声で「いち、に、さん」と読み上げ、復唱させて覚えさせる。正しく覚えたかどうかテストするときは、「１，２，３」「２，１，３」「１，３，２」を表示して読み上げ、正しいものを選択させる。正解なら「当たり」の表示と音を出力する。不正解なら、「外れ」の表示と音を出力するとともにヒントを出して、再度選択させる。
【０００３】
数字の文字を覚えさせる場合は、正しい数字を探す方法で、形の一致を学習させる。「１」を表示して読み上げ、「１」「２」「３」を表示して、同じものを選択させる。正解なら「当たり」の表示と音を出力する。不正解なら、「外れ」の表示と音を出力するとともにヒントを出して、再度選択させる。
【０００４】
物の量を覚えさせる場合は、同じ数のイラストを探す方法で、形の一致を学習させる。りんご１つの絵を表示して「いち」と読み上げ、りんご１つ、２つ、３つを表示して、同じものを選択させる。正解なら「当たり」の表示と音を出力する。不正解なら、「外れ」の表示と音を出力するとともにヒントを出して、再度選択させる。
【０００５】
数字の大小を覚えさせる場合は、数字の小さい順に数を探す方法で、序列を学習させる。「３」「１」「２」を表示して読み上げ、数字の小さい順に選択させる。正解なら「当たり」の表示と音を出力する。不正解なら、「外れ」の表示と音を出力するとともにヒントを出して、再度選択させる。
【０００６】
数の足し算を覚えさせる場合は、ものの足し算で学習させる。りんご１つとりんご２つを「＋」で結んで表示して、りんご１つ、２つ、３つを表示したもののなかから選択させる。正解なら「当たり」の表示と音を出力する。不正解なら、「外れ」の表示と音を出力するとともにヒントを出して、再度選択させる。
【０００７】
数の引き算を覚えさせる場合は、ものの引き算で学習させる。りんご３つとりんご１つを「−」で結んで表示して、りんご１つ、２つ、３つを表示したもののなかから選択させる。正解なら「当たり」の表示と音を出力する。不正解なら、「外れ」の表示と音を出力するとともにヒントを出して、再度選択させる。
【０００８】
従来の学習用ソフトウェアでは、図６（ａ）に示す問題に対して、図６（ｂ）に示すように、不正解の選択肢を選択した場合は、不正解の選択肢の上に×を表示して、間違いであることを示す。正解を選択した場合は、図２（ｃ）に示すように、正解であることを表示する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の幼児向け学習ソフトウェアでは、幼児の数の認知発達段階に則した方法を用いていないので、効率的に学習させることができないという問題がある。答えが間違った場合、間違いを指摘して終了しているし、正解の見当のつかない問題をだしている場合があるので、正解に正しく導くことが困難である。幼児は、間違いを何度も指摘されると嫌悪感を持ちやすく、ストレスを感じるので、学習ソフトを持続して使わなくなり、数の学習が嫌いになる可能性がある。したがって、従来の学習ソフトウェアでは、学習性無力感を生じさせるという問題がある。
【００１０】
この学習性無力感（Ｌｅａｒｎｅｄ  ｈｅｌｐｌｅｓｓｎｅｓｓ）とは、嫌悪的な出来事に対処不可能であった経験をひとたびすると、対処可能な状況であっても、最初から対処しようとする意欲をなくし、学習に対する積極性を失ってしまうという心理状態である。嫌悪刺激は、恐怖と回避反応を生じさせる以上の効果を生じる。動物やヒトが、予測不可能で個人のコントロールのきかない嫌悪事象に繰り返し曝されると、それにより長期的な衰弱的効果を生じる。対処不可能な嫌悪的な出来事を伴う初期の経験は、無力の感覚を生じさせ、それによって、別のことに対する学習と物事遂行の意欲をも消失させる。
【００１１】
本発明は、上記従来の問題を解決して、幼児向けの教育システムにおいて、学習性無力感を生じさせることなく、効率的に楽しく学習ができるようにすることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明では、入力装置と画像表示装置と音声出力装置と記憶装置と演算制御装置とを具備する教育システムに、練習問題を解答の選択肢とともに表示する問題表示制御手段と、解答を選択する入力手段と、選択された解答が正解か不正解かを判定する判定手段と、正解であれば正解である旨を表示する正解表示制御手段と、不正解であれば不正解の選択肢の表示を徐々に消すフェーディング制御手段とを備えた構成とした。このように構成したことにより、学習性無力感を生じさせることなく、効率的に楽しく学習ができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図５を参照しながら詳細に説明する。
【００１４】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態は、練習問題を解答の選択肢とともに表示し、選択された解答が正解か不正解かを判定し、正解であれば正解である旨を表示し、不正解であれば不正解の選択肢の表示を徐々に消して、再度解答を選択させる教育システムである。
【００１５】
図１は、本発明の第１の実施の形態における教育システムの構成を示す概念図である。図１において、記憶装置１は、教育システムのプログラムやデータを格納した記憶装置である。表示装置２は、練習問題や解答を表示する画像出力装置である。図示していないが、スピーカなどの音声出力装置も備えている。入力装置３は、マウスやキーボードなどの入力装置である。タッチパネルでもよい。問題表示制御手段４は、練習問題を記憶装置から読み出して表示装置に出力する手段である。図示していないが、ヒント表示制御手段と音声出力制御手段も設けてある。判定手段５は、選択された解答が正解か不正解かを判定する手段である。正解表示制御手段６は、解答が正解である旨を表示する手段である。フェーディング制御手段７は、解答が不正解である場合に正解以外の選択肢の表示を徐々に消す手段である。この教育システムは、汎用パソコンにソフトウェアをインストールして実現してもよいし、専用のハードウェアで構成してもよい。
【００１６】
図２は、本発明の第１の実施の形態における教育システムの動作を示す概念図である。図２（ａ）は、不正解の選択肢を選択した状態を示す図である。図２（ｂ）は、不正解の選択肢の表示を徐々に消す状態を示す図である。図２（ｃ）は、正解の選択肢のみが表示された状態を示す図である。図２（ｄ）は、正解であることを表示した状態を示す図である。図３は、教育システムの動作を示す流れ図である。
【００１７】
上記のように構成された本発明の第１の実施の形態における教育システムの動作を説明する。最初に、この教育システムの基礎となる概念を説明する。就学前の子供、特に幼稚園児に、数の概念を学習させる場合に、行動分析学の「強化の原理」を応用して、効果的に学習できるようにする。学習性無力感を生じさせないようにするために、子供が問題を解いて正解であれば褒めることで、子供ががんばって問題を解く意欲を高めるようにする。
【００１８】
不正解のときに子供をしかると、子供は意欲をなくし、問題を解く回数が減る。エラーの指摘は、子供からみると罰になるので、「エラーレス法」を用いることが望ましい。すなわち、学習性無力感を生じさせないもっともよい方法は、学習者を失敗がありえない状況におくことである。このような状況では、自分の行動に続く事象を、いくらかコントロールできるという期待が徐々に発達する。生徒が自信をもってやれるような課題であれば、教室での最初の経験が成功的であったと、生徒が確信することができるので、教室場面における無力感は少なくなる。
【００１９】
学習性無力感が生じにくい教育システムとするために、以下の手法を採用する。
（１）刺激等価性（Ｓｔｉｍｕｌｕｓ  ｅｑｕｉｖａｌｅｎｃｅ）の原理
（２）ＳｈａｐｉｎｇとＦａｄｉｎｇを用いたＥｒｒｏｒｌｅｓｓ  ｌｅａｒｎｉｎｇ  ｍｅｔｈｏｄ
（３）正の強化と即時フィードバック
【００２０】
刺激等価性とは、一つの概念について、１）対象となるものの形体と、２）その名称の呼称、３）文字表現、４）呼称の発話との関係が等価に生じるときに概念形成がされることを図式化したものであるが、一般的な教育場面では、１と３、３と１との関係を形成することを重視したあとに、１と２、２と１、２と３、３と２、３と４、４と３、１と４、４と１との関係を形成する訓練をするが、精神薄弱児を対象にした調査では、最初に１と２、さらに２と３の関係だけを訓練すると他の関係が自然に生じることを示されている。つまり、最初に「１」という数字を「いち」という音声とともに示して、「１」という数字が「いち」という音声と対応するものであることを学習させる。次に、「１つのりんご」を「いち」という音声とともに示して、「１つのりんご」が「いち」という音声と対応するものであることを学習させる。その結果、「１」という数字と「１つのりんご」が対応するものであることを認識することができる。
【００２１】
Ｅｒｒｏｒｌｅｓｓ  ｌｅａｒｎｉｎｇとは、訓練中に誤反応をさせずに弁別を学習させる手続きである。いくつかのテクニックがすでに存在するが、その中で、ＦａｄｉｎｇとＳｈａｐｉｎｇは最も基本的な手続きである。Ｅｒｒｏｒｌｅｓｓによって訓練をうけることで、数の勉強が嫌にならず、ソフトに嫌悪感情を抱かせない。幼稚園児にとって、飽きることなく、ストレスを感じない状況で学習を効率よく楽しめる。
【００２２】
Ｆａｄｉｎｇとは、刺激弁別の手掛かりを段階的に減らしていき、弁別を完成させる方法である。誤反応をしてしまった場合、Ｆａｄｉｎｇを用い正反応の数字以外は消去して、正反応が選択できるように、刺激を減らして手掛かりとする。Ｆａｄｉｎｇを用いるため、成功体験だけなので、幼稚園児にストレスがかからない。
【００２３】
Ｓｈａｐｉｎｇとは、実行させたい行動に少しでも近い行動を強化させて、少しずつ目標としている行動に近づけていく方法である。強化とは望ましい行動に対して、行動をした対象が欲するような報酬を与えて、段階的に望ましい行動を取らせていくことである。十分な強化が得られるように基準を少しずつ上げていく。基準を上げる場合は、今できる範囲に留めないと行動しなくなる。１回のセッション（強化を行うとき）には１つのことだけを訓練する。１つの行動は幾つかの部分に分けられるならば、それぞれの部分を別々にＳｈａｐｉｎｇする。そうすると学習が早くなる。
【００２４】
正の強化と即時フィードバックとは、成功したら直ちに褒めることにより、学習意欲を高める方法である。
【００２５】
次に、図１を参照しながら、教育システムの機能の概略を説明する。この教育システムでは、練習問題を解答の選択肢とともに表示し、選択された解答が正解か不正解かを判定し、正解であれば正解である旨を表示し、不正解であれば不正解の選択肢の表示を徐々に消して、再度解答を選択させる。
【００２６】
記憶装置１に、教育システムのプログラムやデータを格納しておく。問題表示制御手段４で、練習問題を記憶装置から読み出して、表示装置２に練習問題や解答の選択肢を表示する。マウスやキーボードなどの入力装置３で、選択肢の１つを選択させる。判定手段５で、選択された解答が正解か不正解かを判定する。解答が正解である場合には、正解表示制御手段６で、解答が正解である旨を表示する。解答が不正解である場合には、フェーディング制御手段７で、正解以外の選択肢の表示を徐々に消す。
【００２７】
図２を参照しながら、この教育システムの動作の概略を説明する。図２（ａ）に示すように、練習問題として、「１」はどれかという問題を出す。選択肢として、「１」と「２」と「３」を表示する。このように表示しながら、「いちはどれかな？」と音声で質問する。幼稚園児などの幼児の学習者に、選択肢の１つを選択させる。マウスなどのポインタで選択肢の「１」をポイントすると、音声で「いち」と発音してヒントを与える。すなわち、図１の入力装置３で選択肢の１つがポイントされたことに応じて、問題表示制御手段４中のヒント表示制御手段と音声出力制御手段で、音声で読みをスピーカに出力する。このように、音声出力制御手段では、練習問題やヒントなどを、表示と同時に音声でスピーカに出力する。
【００２８】
選択肢の１つをポイントしてクリックすると、その選択肢が解答として選択される。不正解の選択肢を選択した場合は、図２（ｂ）に示すように、不正解の選択肢の表示を徐々に消す。さらに、足し算の練習問題などの場合は、ヒント表示制御手段で、練習問題の数字に対応した個数のりんごなどの絵を数字のそばに表示する。その結果、図２（ｃ）に示すように、正解の選択肢のみが表示された状態になる。その状態では必ず正解を選択することになるので、図２（ｄ）に示すように、正解であることを表示する。最初に正解を選択した場合は、直ちに図２（ｄ）に示すように、正解であることを表示する。なお、入力装置がタッチパネルの場合は、比較的短時間のタッチ操作をポイント操作とみなし、比較的長時間のタッチ操作を選択操作とみなすようにすればよい。
【００２９】
図３を参照しながら、教育システムの動作手順を説明する。教育システムが起動されると、ステップ１で、練習問題を１つ選択肢とともに表示する。ステップ２で、学習者の解答入力を待つ。解答入力があると、ステップ３で、正解か不正解かを判定する。正解であれば、ステップ６で、正解であることを表示する。不正解であれば、ステップ４で、不正解の選択肢を徐々に消す。ステップ５で、学習者の解答入力を待つ。解答入力があると、ステップ６で、正解であることを表示する。ステップ７で、学習者の継続要求入力があるか否かを判定する。継続要求入力があれば、ステップ１から繰り返す。継続要求入力がなければ終了する。
【００３０】
上記のように、本発明の第１の実施の形態では、教育システムを、練習問題を解答の選択肢とともに表示し、選択された解答が正解か不正解かを判定し、正解であれば正解である旨を表示し、不正解であれば不正解の選択肢の表示を徐々に消して、再度解答を選択させる構成としたので、学習性無力感を生じさせることなく、効率的に楽しく学習ができる。特に、不正解の場合に、不正解の選択肢の表示を徐々に消すようにしたので、瞬時に消す方法に比べて、不正解を咎める印象を弱くすることができる。この方法は、黒板や本などを利用する教育方法では実現できない方法であり、パソコンなどを利用することでのみ実現可能である。また、選択された不正解の解答１つのみを消す方法と比較しても、成功体験の比率が高まるので、学習意欲の減退を招くことがない。
【００３１】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態は、大小判別の練習問題を表示し、選択された解答が正解か不正解かを判定し、正解であれば正解である旨を表示し、不正解であれば不正解の解答の表示を徐々に消して、再度解答させる教育システムである。
【００３２】
本発明の第２の実施の形態における教育システムの基本的構成は、図１と同じである。図４は、本発明の第２の実施の形態における教育システムの動作を示す概念図である。図５は、教育システムの動作手順を示す流れ図である。
【００３３】
上記のように構成された本発明の第２の実施の形態における教育システムの動作を説明する。この教育システムは、入力装置と画像表示装置と音声出力装置と記憶装置と演算制御装置とを具備する。問題表示制御手段により、大小判別の練習問題を表示する。学習者は、入力手段で解答を選択する。判定手段で、選択された解答が正解か不正解かを判定する。正解であれば、正解表示制御手段で正解である旨を表示する。不正解であれば、フェーディング制御手段で不正解の解答の表示を徐々に消す。
【００３４】
図４を参照しながら、教育システムの動作の概略を説明する。図４（ａ）に示すように、練習問題として、「２つのりんご」と「１つのりんご」は、どちらが多いかという問題を出す。「２つのりんご」と「１つのりんご」の絵を表示する。このように表示しながら、「どちらがおおいかな？」と音声で質問する。幼稚園児などの幼児の学習者に、いずれか一方を選択させる。マウスなどのポインタで「１つのりんご」をポイントすると、音声で「いち」と発音してヒントを与える。不正解の方を選択した場合は、図４（ｂ）に示すように、不正解の方の表示を徐々に消す。その結果、図４（ｃ）に示すように、正解の方のみが表示された状態になる。その状態では必ず正解が選択されるので、図４（ｄ）に示すように、正解であることを表示する。最初に正解を選択した場合は、直ちに図４（ｄ）に示すように、正解であることを表示する。
【００３５】
図５を参照しながら、教育システムの動作手順を説明する。教育システムが起動されると、ステップ１１で、大小判別の練習問題を１つ表示する。ステップ１２で、学習者の解答入力を待つ。解答入力があると、ステップ１３で、正解か不正解かを判定する。正解であれば、ステップ１６で、正解であることを表示する。不正解であれば、ステップ１４で、不正解の方の表示を徐々に消す。ステップ１５で、学習者の解答入力を待つ。解答入力があると、ステップ１６で、正解であることを表示する。ステップ１７で、学習者の継続要求入力があるか否かを判定する。継続要求入力があれば、ステップ１１から繰り返す。継続要求入力がなければ終了する。
【００３６】
上記のように、本発明の第２の実施の形態では、教育システムを、大小判別の練習問題を表示し、選択された解答が正解か不正解かを判定し、正解であれば正解である旨を表示し、不正解であれば不正解の解答の表示を徐々に消して、再度解答させる構成としたので、学習性無力感を生じさせることなく、効率的に楽しく学習ができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明では、入力装置と画像表示装置と音声出力装置と記憶装置と演算制御装置とを具備する教育システムに、練習問題を解答の選択肢とともに表示する問題表示制御手段と、解答を選択する入力手段と、選択された解答が正解か不正解かを判定する判定手段と、正解であれば正解である旨を表示する正解表示制御手段と、不正解であれば不正解の選択肢の表示を徐々に消すフェーディング制御手段とを備えた構成としたので、学習性無力感を生じさせることなく、効率的に楽しく学習ができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における教育システムの構成を示す概念図、
【図２】本発明の第１の実施の形態における教育システムの動作を示す概念図、
【図３】本発明の第１の実施の形態における教育システムの動作を示す流れ図、
【図４】本発明の第２の実施の形態における教育システムの動作を示す概念図、
【図５】本発明の第２の実施の形態における教育システムの動作を示す流れ図、
【図６】従来の教育システムの動作を示す概念図である。
【符号の説明】
１  記憶装置
２  表示装置
３  入力装置
４  問題表示制御手段
５  判定手段
６  正解表示制御手段
７  フェーディング制御手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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