(57)【要約】【課題】  学生が算数、数学、その他の学科の演習問題をパターンを変えて繰り返しパソコン上で行えるようにすること及び演習結果の評価をパソコン上またはネットワーク上のサーバーに記録し、管理する学習装置およびその方法を提供する。【解決手段】  表計算ソフトのセル上に演習問題を適宜配置し、演習問題中のセルの数値または文字列を選択入力したパターン値によって変更させる。その結果、一つの問題を新たな演習問題として生成する。解答値は、プログラムによって計算された式の正解値と比較して正誤の評価と採点を行う。評価結果は、パソコンの表計算ソフト上およびネットワークに接続されたサーバー上に継続的に記録し、管理する。【選択図】      図１
2005084405.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ア） 
演習問題等の設問中で扱う数値や文字列を変更可能な単位に分割して表計算ソフトのセル上に配置し、
（イ）   パターン値に従って設問中の数値や文字列を変更可能とするプログラムを有し、
（ウ）  設問の解を与えるプログラムを有し、
（エ）  解答値と解を突き合わせて解答値を評価するプログラムを有する
学習装置およびその方法。
【請求項２】
解答値とその問題の解を突き合わせて得た評価結果のデータを、個別成績表に記録、管理するプログラムを有する学習装置およびその方法。
【請求項３】
請求項２における個別成績表のデータをネットワーク上に配置したサーバーの総合成績表に記録、管理するプログラムを有する学習装置およびその方法。
【請求項４】
請求項２における個別成績表のデータをフレキシブルディスクに記録し、複数のパソコンで記録したフレキシブルディスクの記録内容を一台のパソコン上の総合成績表にまとめて記録、管理するプログラムを有する学習装置およびその方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、学生が算数、数学、その他の教科の演習問題、ドリルまたは試験問題（以下演習問題という）を繰り返しパソコンで実行できるようにし、かつ演習結果の内容を記録、管理する装置およびその方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、「教育の情報化」が国家の重要プロジェクトとして取上げられ、すべての小・中学校にパソコンが配備され、インターネットにも接続されつつある。このような状況下にあって、学校内あるいは家庭内において小・中学生等に課せられる教科の演習問題もパソコン等IT技術を利用したものが見受けられるようになった。
【０００３】
一方で学校等教育現場における教師、指導者は、本来受け持つべき本科の授業以外にも試験業務、教材準備、成績管理、生徒管理、学級事務等々が要求され、かなりオーバーワークな状態にある。
【０００４】
この種技術の公知例を図１１に示す。
図１１はパソコンのディスプレイに表示した算数の演習問題である。演習問題は、一般にテキストエディタあるいはワープロと呼ばれる文字情報の入力・編集用のソフトウェアで作成され、入力または出力用の窓である解答欄、評価欄、得点欄がエディタ上に貼り付けられる。従って、演習問題中の数字、記号等は単なる文字情報の羅列として数式を表現しており、式中の特定の数字や文字列を変更することはできない。
【０００５】
また公知例は演習問題における解答値に対してそれを評価し、得点を出力することは可能であるが、それらを時系列的に記録する成績管理機能を有していない。
【０００６】
図１１において解答者が数式の左辺を計算して解答欄に答を入力すると、判定用のプログラムが正解値と解答値を比較して、両者が一致すれば、評価欄に“正解”などの文字列を、かつ得点欄に獲得点数を出力する。両者が一致しなければ、“不正解”などの文字列と点数“0”を出力するものである。
【０００７】
【非特許文献１】Sanae Matsuda、“あとまあくクラブ”、[online]、平成15年7月8日、あとまあく学習研、[平成15年9月3日検索]、インターネット<URL;http://www5a.biglobe.ne.jp/~atmark2/testguide3.htm >
【０００８】
【非特許文献２】森北出版株式会社、“パソコンで学ぶ中学の数学”、[online]、平成1４年８月１３日、森北出版株式会社、[平成15年9月9日検索]、インターネット<URL; http://www.morikita.co.jp/soft/mainichi/index.html>
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
児童・生徒の学習過程では、類似の問題を繰り返し演習することで学習の効果が上がるものであるが、紙に印刷された演習問題あるいは図１１に示す公知例では、問題内容が固定されているために、同一の問題を繰り返して演習しても意味がない。
【００１０】
また教師側にとっては、パソコンを使った演習問題であっても、演習結果を自動的に評価し、記録、管理する、いわゆる個々人の成績管理に繋げることはできないため、教師側の負荷の軽減には寄与しない。
【００１１】
本発明によって演習問題中の数値あるいは文字列を幾とおりにも変化させ、一つの問題を異なったパターンの演習問題として繰り返し演習可能とする。
【００１２】
また試験結果を評価、採点して成績管理のための成績表を自動的に作成する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
演習問題中の数字や文字列を変更すれば新たなパターンの演習問題となり得る部分と、変えると演習問題として意味をなさなくなる部分に分け、それぞれを表計算ソフトのセル上に配置して演習問題を構成する。パターンが変わる部分に対してプログラムでその数字または文字列を入れ替えることで、一つの演習問題を異なる演習問題としてパターン変更する。プログラムは、パターン変更後の正解値を解答値とを照合して正誤の評価と獲得点数を出力する。
【００１４】
評価結果に加えて解答者名、項目別点数、総得点数、演習に要した時間等を個別成績表に記録する。
【００１５】
パソコンがLAN上あるいはインターネット上に配置したサーバーに接続される場合は、サーバー上の総合成績表に対して個別成績表のデータを転送し、記録する。
また、複数のパソコンがあり、それぞれがLANあるいはインターネットに接続されない場合は、個々のパソコンで作成した個別成績表をフレキシブルディスクに記録し、それぞれのフレキシブルディスクを一台のパソコンに挿入してパソコン上の総合成績表にまとめて記録する。
【発明の効果】
【００１６】
学生が学ぶべき教科のうち、特に算数、数学など論理的思考を養う訓練を必要とするものは、類似問題を繰り返し学習することでその目的が達成されるものである。この発明によって一つの演習問題を幾つものパターンに変化させて繰り返し学習できること、評価と採点が自動的かつ瞬時に得られるので、本発明が学生に及ぼす学力向上の効果は著しい。
【００１７】
また本発明の成績表自動作成機能によって、試験結果の評価、採点、成績表の作成、管理等にかかる教師や指導者の負荷は著しく軽減する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明を利用する学習の場としては学校および家庭内が考えられるが、それぞれにパソコンの置かれた環境に差異がある。すなわち、複数のパソコンがインターネットあるいはLANに接続され、そのサーバー上で成績管理ができるケース、ネットワークへの接続がなく全てのパソコンをスタンドアローンで使用するケースである。
【実施例１】
【００１９】
図１は、本発明のパソコンのディスプレイ４への表示例であり、 “パターン”欄への入力値が“１”であり、この場合、式左辺のそれぞれの数字は初期状態を示している。
なお図１から図７の背景に示した、たて、横の罫線で囲まれた枠は表計算ソフト上のセルの集合を意味し、個々のセルは固有のアドレスを有する。セルの大きさは、その中に収容する数値あるいは文字列数により、必要なら複数のセルを結合して一個の独立したセルになる。
【００２０】
図１の第2行目左辺は数式問題であり、右辺に太線で囲ったセルが解答欄である。解答者は式を計算してその答をキーボードから解答欄へ入力する。
【００２１】
一方、演習問題には解答値の正否を判定するための判定プログラム３５が組み込まれており、その構成の概要は以下である。
【００２２】
図1の第2行において“５２”、“８１”、“９”が表示されているセルを便宜上、第1項セル、第２項セル、第３項セルと呼ぶと、問題の解を求める求解プログラム３４は以下となる。
解＝第1項セル-(第２項セル/第３項セル)
上記のように、問題の解を求める式はセル間の演算式で与えられる。
【００２３】
解答欄に答が入力されると、判定プログラム３５は解答値と解を比較し、両者が一致すれば第2行目、結果欄のセルに“正解”を、得点欄のセルに点数“１０”を出力する。
【００２４】
両者が一致しなければ第2行目、結果欄のセルに“間違い”を、得点欄のセルに“0”を出力する。  なお判定プログラム３５の作動するタイミングは、通常は問題集にある全ての演習問題の解答値が入力された後であるが、個々の解答欄に解答値が入力される毎に作動させることもできる。
【００２５】
また図1の第１行に“パターン：”として示したドロップダウンリストと呼ばれる窓が配置される。ドロップダウンリストは、予め組み込まれた複数の数値または文字列から任意に選択したものが出力される。
【００２６】
図1におけるドロップダウンリストの出力値は“１”を示しており、以下これをパターン値と呼ぶ。
パターン値は、数式中のセルの値または文字列を変更するための式変更プログラム３３で使われる。
【００２７】
図1の場合、第1項セルおよび第２項セルに式変更プログラム３３が仕組まれている。
すなわち、第1項セルに対しては、
52+(パターン値-1)*50
【００２８】
第２項セルに対しては、
81-(パターン値-1)*9
【００２９】
これによってパターン値が“１”のとき、それぞれのセルの値は“５２”、“８１”となり、以下パターン値が“１”増える毎に初期値に“５０”が加算され、あるいは“９”が差し引かれることを示している。
【００３０】
図２は図１におけるパターン値が“２”の状態を示す。
【００３１】
図３は図１におけるパターン値が“３”の状態を示すと同時に、解答値が“-55”であるべきところ“-45”を入力したので結果欄に“間違い”、得点欄に“0”が出力された例である。
【実施例２】
【００３２】
図４は文章を主体とした演習問題（以下文字式という）の実施例である。問題第２行中の数値“１３００”および“１２”を表示したセルに対して式変更プログラム３３が仕組まれている。
【００３３】
図５は、図４におけるパターン値が“２”のときを示している。
【００３４】
図４が問題中の数値を変更して歩行速度を“時速何kmか”と問うたのに対し、図６は“分速何mか”と文字列を差し替えた設問としている。同時に解答欄の左および右セルの表示“時速＝”を“分速＝”に、“km”を”m”に差し替えている。
【実施例３】
【００３５】
図７は、表計算ソフトのセル上に図形要素で作成した図形および図形の稜線寸法からなる図形問題である。稜線の長さを表す寸法数字はセル中に収容される。図７では、上記図1〜図６と同様に、寸法数字が収容されたセルに対して式変更プログラム３３が仕組まれ、数式問題、文字式と同様に、パターン値に対応した数値や文字列が対象セルに出力される。
【００３６】
上記図1〜図７では説明のためにセルを表す罫線を表示したが、実際の演習問題では図８に代表するように罫線は表示されない。また上記の図1〜図８では、パターン値表示用のドロップダウンリストが設問毎に設けられているが、１個のドロップダウンリストを複数の設問で共用することもできる。
【００３７】
なお、上記のごとくセル上に配置した演習問題においては、ドロップダウンリストや式変更プログラム３３を介せずに直接セル中の数値等を変更しても演習問題としては機能するが、個々の変更個所をいちいち記憶することは困難で演習問題の実用性、再現性に欠ける。
【００３８】
上記説明では、算数の演習問題を例示したが、教科が算数以外のものであっても同様に適用できる。
【実施例４】
【００３９】
図９は各演習問題におけるパターン毎の評価結果から、個別記録プログラム３６によって、解答者名、項目別点数、総得点数、所要時間等をパソコンの表計算ソフト上の個別成績表に記録した実施例である。
個別成績表は、演習問題をインストールしたパソコン上の表計算ソフトに記録、管理する。
【実施例５】
【００４０】
図面１０は、総合記録プログラム３７によって、科目名、解答者名、項目別点数、総得点数、所要時間等をネットワーク上のサーバーにある総合成績表に記録する実施例である。
総合成績表は、演習問題をインストールしたパソコンがLANあるいはインターネット等ネットワーク上のサーバーに接続された状態で使用するもので、複数のパソコンから出力される個別成績表のデータを一括して記録、管理する。
【００４１】
また複数のパソコンがあるが、個々のパソコンは接続するサーバーのない状態で使われる場合には、個々のパソコンで作成した個別成績表をフレキシブルディスクに収納し、それらを一箇所のパソコンに挿入すれば、総合記録プログラム３７は、全ての個別成績表データをその総合成績表にまとめて記録、管理する。
【実施例６】
【００４２】
（１）  装置の全体構成と動作概要
図1２にこの発明の実施形態による装置の全体構成を示す。
入力部１は、演習問題におけるセル中の値を変更するために、ドロップダウンリストから選択してパターン値を入力する。パターン値が入力されると記憶部３に記憶され、同時に式変更プログラム３３が作動して制御部２が変更対象であるセル中の数字あるいは文字列を変更して出力する。
また入力部１は、演習問題の解答を入力する機能も有しており、解答値を入力すると記憶部３に記憶される。
【００４３】
記憶部３には、演習問題中のセル間の関係を数式化して解を求める求解プログラム３４及びそれを実行して得られる解が記憶される。
【００４４】
制御部２は、判定プログラム３５が解答値と出力した解を突き合わせて、両者が等しければ表示部４の結果欄セルに“正解”を、得点欄セルに“１０”を出力する。両者が一致しなければ結果欄セルに“間違い”を、得点欄セルに“０”を出力する。
【実施例７】
【００４５】
（２） ハードウエア構成
図１３にこの発明の実施形態におけるハードウエア構成を示す。
CPU５には、メモリ６、表示部であるディスプレイ４、入力部であるキーボード１、記憶部であるハードディスク３、フレキシブルディスクドライブ（FDD）７、図示されていないネットワークとの接続用のモデム８が接続されている。キーボード１には、図示されないが、入力補助装置としてのマウスが含まれる。
【００４６】
ハードディスク３には、オペレーティングシステム（OS）３１、表計算ソフト３２、式変更プログラム３３、求解プログラム３４、判定プログラム３５、個別記録プログラム３６、総合記録プログラム３７が記憶されている。表計算ソフト３２は、図示されないフレキシブルディスクからFDD７を介してインストールされたものである。
【００４７】
表計算ソフトのインストールは、FDD７に代わって、図示されていないCD-ROMドライブまたは図示されていないインターネット上のあるいはLAN上のサーバーから行うこともできる。
【００４８】
またFDD７は、個別成績表データをフレキシブルディスクに出力し、あるいはフレキシブルディスクに記録した個別成績表データを管理用パソコンのハードディスク３に出力する。
【実施例８】
【００４９】
（３）  動作のフローチャート
図１４にこの発明のフローチャートを示す。
（１）   ドロップダウンリストからパターン値を選択入力する。
（２）   式変更プログラムが式中の該当セルに数字あるいは文字列を出力する。
（３）   解答値を入力する。
（４）   求解プログラムが式の解を求める。
（５）   判定プログラムが解答値と式の解を突き合わせる。
（６）   両者が等しければ結果欄に“正解”を、得点欄に点数を出力する。
（７）   両者が一致しなければ結果欄に“間違い”を、得点欄に“0”を出力する。
（８）   次の演習問題を実行する場合は、上記（３）に戻る。
（９）   次の演習問題を実行しない場合は、得点を集計する。
（１０）   個別記録プログラムが集計結果を個別成績表へ出力する。
（１１）   パターン値を変えて実行する場合は、上記（１）に戻る。
（１２）  
パソコンがサーバーに接続される場合は、総合記録プログラムが個別成績表データをサーバー上の総合成績表へ出力する。
（１３）  
パソコンがサーバーに接続されない場合で、必要なら個別記録プログラムが個別成績表データをフレキシブルディスクへ出力する。
（１４）  
フレキシブルディスク上の個別成績表データを管理用パソコン（図示しない）に挿入し、総合成績表に出力する。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、学校教育における学生の教育用および家庭内における学生の自学習用として利用される。また学校教育の場における学生の成績管理用として教師、指導者が利用する。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明による演習問題のディスプレイへの表示例である。パターン値が“１”であり式左辺の数字は初期値を示している。（実施例１）
【図２】図１におけるパターン値を“２”としたときの数式であり、解答値が正しいことを併せて示している。
【図３】図１におけるパターン値を“３”としたときの数式で、解答値が誤りであることを併せて示している。
【図４】文章を主体とした演習問題（文字式）のディスプレイへの表示例である。（実施例２）
【図５】図４におけるパターン値を“２”としたときの例である。
【図６】図４におけるパターン値が“３”の例であり、数字および文字列が変化した状態を示している。
【図７】図形を主体とした演習問題のディスプレイへの表示例である。（実施例３）
【図８】表計算ソフト上でセルの罫線を表示しない、実施時の画面状態の表示例である。
【図９】評価結果を表計算ソフト上の個別成績表に記録したディスプレイへの表示例である。（実施例４）
【図１０】評価結果をネットワーク上にあるサーバーあるいはパソコン上の総合成績表に記録したディスプレイへの表示例である。（実施例５）
【図１１】公知例を示す。
【図１２】装置の全体構成を示す。（実施例６）
【図１３】装置のハードウエア構成を示す。（実施例７）
【図１４】動作のフローチャートを示す。（実施例８）
【符号の説明】
【００５２】
１  入力部であるキーボード
２  制御部
３  記憶部であるハードディスク
４  表示部であるディスプレイ
５  CPU
６  メモリ
７  フレキシブルディスクドライブ
８  モデム
３１  オペレーティングシステム（OS）
３２  表計算ソフト
３３  式変更プログラム
３４  求解プログラム
３５  判定プログラム
３６  個別記録プログラム
３７  総合記録プログラム
【図１】
2005084405.tif 000003
【図２】
2005084405.tif 000004
【図３】
2005084405.tif 000005
【図４】
2005084405.tif 000006
【図５】
2005084405.tif 000007
【図６】
2005084405.tif 000008
【図７】
2005084405.tif 000009
【図８】
2005084405.tif 000010
【図９】
2005084405.tif 000011
【図１０】
2005084405.tif 000012
【図１１】
2005084405.tif 000013
【図１２】
2005084405.tif 000014
【図１３】
2005084405.tif 000015
【図１４】
2005084405.tif 000016