2023/03/02@IPSJ 全国⼤会

歴史的類推を促すための現代の因果関係検索学習⽀援システム
松丸 健太1 池尻 良平2 澄川 靖信1
1.拓殖⼤学 2.東京⼤学⼤学院

本研究の⽬的と背景
・⽬的・学んだばかりの⾼校の歴史の授業の内容を、現代の諸問題に活かすためのシステムを開発する
・背景 : ⾼等学校における歴史教育
・暗記や歴史的思考⼒の育成を⽬指すだけでなく、歴史的思考⼒を現代に応⽤する段階まで考慮するべき1[1]文部科学省（2018）．高等学校学習指導要領 解説地理歴史編（平成 30 年 8 月改訂版）

・歴史的思考⼒2
・批判的に読む⼒

・因果関係を理解し、結びつける⼒

・現代の諸問題と結びつけて考えたりする⼒[2]池尻良平, 澄川靖信：“真正な社会参画を促す世界史の授業開発―
その⽇のニュースと関連した歴史を検索できるシステムを⽤いて―”, 社会科研究, 84, pp.37–48 (2016).

先⾏研究
・⽬的
・歴史的思考⼒ の育成
・現代のニュースを⼊⼒として、類似した歴史のニュースを出⼒するシステムを開発する
・現代のニュースの解決⽅略を考える際に有効なシステム
・問題点
・検索結果が歴史の為、利⽤前から歴史についての知識が必要
・授業で利⽤するには、リアルタイム性に⽋けるため難しい

現代のニュース

歴史のニュース

本研究の課題
・課題
・授業で学んだばかりの歴史のニュースをを⼊⼒に⽤いる事で、リアルタイムに利⽤可能なシステムを作成
・歴史についての知識が充分でない⾼校⽣でも容易に学習が可能になる
・歴史のニュースから類似した現代のニュースを検索するシステムを開発する

歴史のニュース

現代のニュース

本研究の⽬的・歴史の因果関係から類似した現代の因果関係を検索するシステムを作る事で歴史的思考⼒を育成し、現代で⽣じている歴史教育における諸問題の解決⽅略を考える⾜場かけとする。

本システムの実⾏例｜⼊⼒と出⼒の例
⼊⼒例:【歴史の因果関係】

1.

Due to the mass movement of the Carolingians and the invasions by the Islamic powers, theMediterranean culture that had continued since ancient times lost its unity.

2.

In response, Charles the Great, the Frank king, invited many scholars to his court and promoted
cultural activities.

3.

As a result, there was a Latin-based literature re-vival, which became known as the Carolingian
Renaissance, after which there was considerable cultural progress
出⼒例:【現代の因果関係】

1.

2021-9-26 The Taliban calls for international commercial flights at the Kabul International Airport toresume after the airport was closed for evacuation.

2.

2021-9-27 ISIL ‒ K leaders Farooq Bengalzai and Mawlawi Ziya ul-Haq are killed and more than 80
more fighters are arrested during Taliban raids in Nangarhar. The raids are carried out as ISIL has killed
several people during attacks in Jalalabad in recent days.

本研究の実⾏例｜⼊⼒と出⼒の類似点
・キーワード・侵攻を意味するinvasions
・避難を意味するevacuation
・類似点
・イスラム系のニュース
・外敵からの進⾏によって起こった出来事

開発システム・⽂章の正規化
トークン化
レンマ化
ストップワードの除去

・ LSAを⽤いて⽂章をベクトル化
・ECMで類似度を測定
意味A

単語or⽂章・時間的固有表現の抽出
TagMe 3を⽤いてWikipediaの情報から変換[3]Ferragina, P. and Scaiella, U.: Fast and Accurate Annotation of Short Texts with
Wikipedia Pages, IEEE Software, Vol. 29, No. 1, pp. 70‒75 (2011).

意味B提案⼿法① ｜ECM 4・Event Causal Relationship Measurement(ECM)とはノード間の交点を無くす事で時系列を考慮した最⼤重みマッチングから因果関係の類似度を算出するマッチング⼿法[4]Sumikawa, Y.: Event Causal Relationship Retrieval. WI-IAT ʼ21. pp. 318‒325, 2021.

最⼤重みマッチング
⽂章 1
⽂章 1
⽂章 2
上から時系列順＋因果関係

⽂章 2

⽂章 3

⽂章 3

⽂章 4
歴史のニュース

現代のニュース

最⼤重みマッチング ｜例①
888

合計 24

最⼤重みマッチング ｜例②
10

合計 30
1010

最⼤重みマッチング ｜⽐較8108810

合計 2410
合計 30
こちらの⽅が類似していると判断ECM｜交点を作らない
10

合計 2010・⽂章同⼠を時系列に沿って⽐較
・⽂章間の因果関係を考慮した測定が可能になる

10

ECM｜⽐較888
合計 24
交点を無くし、時系列に即した算出をすると、こちらの⽅が似ていると判断

1010
合計 20

提案⼿法②｜時間的固有表現
・時間的固有表現
⼈・組織などのような，ある⼀定期間に頻出する固有名詞の事を指す (例: 織⽥信⻑)

・非時間的固有表現
長い期間存在している固有名詞（例：フランス）

提案⼿法②｜時間的固有表現
・時間的固有表現の変換
・時間的固有表現を⽂章中から抽出し、より抽象的な固有表現に変換
・Tagme・固有表現の抽出が可能
・⼀定期間の設定・抽出した固有表現からwikipediaのカテゴリを抽出・付与されたカテゴリを単語から期間の閾値を設定

提案⼿法②｜閾値の例

⾮時間的

時間的120提案⼿法② ｜カテゴリ変換
カテゴリ

変換後

年数

国

Country

120年以下都市

City

120年以下組織

Organization

年数制限無し⼈

People

年数制限無し出来事Event

年数制限無し時間的固有表現の変換例
変換前!"#!$%&'()*+%,-)(.'/%0*12*)-23#4*'*2-5%6-'%7(#8..'%)*89.2-2(53%2*8.:*%0-;+( <2-=(-'#5*+%(')*2:*')(.' >*8*'%&,%=5-1?5(/)%:(.5-)('@%1A(5+%‘/%2(@A)%/;99.2)*2%)A2*-)*'*+%/).9%B;'+('@%8-'3%&, 92.@2-8%!"#CD%E(//(5*/%B(2*+%&0%+2.'*%/)2(?*%B.;2#FA**5%+2(:*%:*A(15*%/.;)A*2'%>*8*' ?(55('@%)F.%('G;2('@%-'.)A*2%/;/9*1)*+%8(5()-')

変換後!"#!$%&'()*+%,-)(.'/%0*12*)-23#4*'*2-5%6-'%7(#8..'%)*89.2-2(532*8.:*%1.;')23 <2-=(-'#5*+%(')*2:*')(.'%1.;')23 .2@-'(H-)(.' =5-1?5(/)%:(.5-)('@%1A(5+%‘/2(@A)%/;99.2)*2%)A2*-)*'*+%/).9%B;'+('@%8-'3%.2@-'(H-)(.' 92.@2-8%!"#CD%E(//(5*/%B(2*+%&0%+2.'*%/)2(?*%B.;2#FA**5%+2(:*%:*A(15*%/.;)A*2'1.;')23 ?(55('@%)F.%('G;2('@%-'.)A*2%/;/9*1)*+%8(5()-')

実験｜評価・評価基準
・歴史の因果関係を⼊⼒とし，出⼒が類似した現代の因果関係として適切であるかどうかを判断する① 分類の評価に広 く⽤いられている適合率 (P)，再現率 (R)，F1 値 (F1),MAP値を⽤いて評価する② 混合⾏列で表し，ヒー トマップで結果を可視化
・⽐較対象
1. Jaccard 係数を⽤いた⽂章の集合の類似度を求める⼿法
2. ⽂を分割せずコサイン類似度を⽤いた潜在意味解析の⼿法
3. 時間的固有表現を⽤いないECMのみの⼿法

実験｜評価⽤データセット
・歴史のニュースのデータセット
・歴史の教科書を参考に専⾨家が⼿作業で作成した過去の因果関係
データセット5[5] Ikejiri Ryohei, & Sumikawa Yasunobu. (2019). Past Causalities and EventCategories for Connecting Similar Past and Present Causalities [Data set]. Zenodo.

・現代のニュースのデータセット・2016年に起きた出来事としてWikipediaに記録されたものを⼿作業で時系列順にトピックとしてまとめた現代の因果関係データセット6[6] T.-A. Hoang, K. D. Vo, and W. Nejdl.
W2e: A worldwide-event benchmark dataset for topic de-tection and tracking.

実験｜準備・判定⽅法
・歴史と現代のデータセットは⽂章毎にカテゴリが付与
・⼊出⼒の⽂章同⼠でカテゴリ⼀致度を判定
・問題点
・歴史と現代でカテゴリの名称が異なっている
・解決策
・現代のカテゴリは歴史のカテゴリと類似したものを選定し、名称を統⼀した

実験｜準備歴史カテゴリ

類似する現代カテゴリ1

Diplomacy→

International relations

Reign→

Politics and elections

Literature→

Arts and culture

Environment →Health and environment

Technology →Science and technology

類似する現代カテゴリ2

Business andeconomics

結果｜各値の⽐較

ECM と時間的固有表現の抽出を組み合わせた本⼿法が有効である

結果｜ヒートマップ

歴史現代

分析｜ヒートマップ●

Diplomacy Reignのカテゴリで強い相関が⾒られた●

Literature Environment
Technologyのカテゴリではあまり相関が⾒られなかった

分析｜ヒートマップ●

強い相関がみられなかったのカテ
ゴリの歴史のデータセットは他二つに比べてデータ数が少ない●

適切なサンプル数でのデータ抽出が行えなかった分析｜カテゴリ不⼀致例●

DiplomacyとReignの相関関係が高い●

現代の国際関係や経済カテゴリをDiplomacyのカテゴリとして変換●

国内統治や海外侵略等の出来事がReignカテゴリの文脈と一致する部分が見られた

分析｜カテゴリ不⼀致 ⽂章例
歴史 Diplomacy•
スパルタはスパルタ市⺠奴隷で構成されていた 前者は常に反乱を恐れていた 後者は市⺠の団結を維持するために努⼒した：通貨の使⽤は禁⽌されていた 富の格差が⽣じる•
⼟地は平等に分配されていた 完全に平等にする•
国は閉じていた 外部からの影響を防ぐ こうしてスパルタ市⺠の結束は⾼まった スパルタはギリシャ最強の軍隊国家となった。
現代 Reign•
2016-06-22 欧州中央銀⾏が権利放棄を復活させ、ギリシャの銀⾏が同国の国債を担保にした通常融資を初めて可能にした。
経済関連のニュースが類似した結果、カテゴリの不⼀致が起きた分析｜カテゴリ不⼀致●

変換前カテゴリに含まれる意味的なニュアンスの違い●

カテゴリ一致面でより高い精度での検証が行える余地がある

議論
●

●

●

より多くのサンプル数での検証が必要
より検索の精度を上げる為に、統一したお互いのカテゴリ内の文章を再検討
適切なカテゴリの付与をされた文章を抽出する必要がある

本研究のまとめ● ⾼等学校における歴史教育の⽀援システムとして，歴史の因果関係から類似した現代の因果関係を出⼒するプログラムを開発● ECMと時間的固有表現の抽出を⾏い，カテゴリの⼀致度を評価● 実験では提案⼿法が他の⼿法よりも5.5~15%程度、他⼿法より効果的な結果が得られた

今後の課題・本システムを⽤いて歴史の授業に組み込むための効果的な学習⽅法の提案
・授業で学んだばかりの歴史の出来事から現代の出来事について考察させる
・歴史思考⼒を現代に応⽤する段階まで考慮
・本システムを適切に利⽤できるUIの開発
・⾼校⽣でも簡易に利⽤可能なものにする