平成 13 年度
学士学位論文小学校低学年に適したパスワード 入力インタフェース
The Password Input Interface Suitablefor Primary School Childlen

1020284

窪内 美紀

指導教員

清水 明宏

2001 年 2 月 8 日
高知工科大学 情報システム工学科

要 旨

小学校低学年に適したパスワード 入力インタフェース
窪内 美紀

現在，小学校において使用されているコンピュータは，教育現場への導入に特に配慮されていないため，初めてコンピュータに接する児童への環境としては不十分である．これはコンピュータ起動時に行うユーザ認証についても言うことができる．現在のユーザ認証はキー
ボード からの英数字文字列によるユーザ名・パスワード の入力が必須となっており，ローマ
字を学習していない小学校低学年の児童にとってパスワード 入力は困難である．
本稿では，GUI を用い，児童に馴染みのある絵柄を用いたパスワード 入力インタフェー
スの設計を行い，アイコン表示数とアイコン選択回数等のパラメータを変えたパスワード 入力方式を提案し評価を行った．更に評価の結果より考察を行い，小学校低学年に適したパス
ワード 入力インタフェースの新しい方式を提案する．
キーワード

小学校低学年，絵柄，パスワード 入力方式，パスワード 入力インタフェース–i–Abstract
The Password Input Interface Suitablefor Primary School Childlen
Miki KUBOUCHI

Nowadays, children are using computers in primary schools which aren’t designed
especially for them, so that their current environment isn’t appropriate for their using
computers for the ﬁrst time. The same thing is also said about the authentication
system when computers starting up. That is, since under the current system, users
have to input their names and password of alphanumeric characters from a keyboard
for obtaining the certiﬁcation, the system seems to be too diﬃcult for primary school
children who haven’t learned the Roman alphabet.
Therefore, in this study, a new system of the password input interface is designed
by using icons of familiar pattern to primary school children, and then the system is
evaluated by changing parameters such as numbers of icons and times of icon selection.
As a result, this study proposes a new system of password input interface suitable forprimary school children.
key words

primary school children, pattern，password input system，password in-put man-machine interface– ii –

目次
第1章

はじめに

1

第2章

教育現場におけるコンピュータ使用の現状

3

2.1

教育現場における問題点 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3

2.2

問題解決 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4

2.2.1

従来のパスワード 入力方式 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4

2.2.2

小学校低学年向けパスワード 入力方式 . . . . . . . . . . . . . . . .

5

第3章

3.1

3.2
第4章

認証画面基本インタフェースの設計

6

絵柄の認識調査実験 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6

3.1.1

実験手順 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7

3.1.2

実験結果 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8

インタフェースの設計 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

9パスワード 入力方式評価

12

4.1

評価実験 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

12

4.2

実験手順 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

16

4.2.1

実験準備 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

16

4.2.2

評価実験 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

16

実験結果 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17

4.3.1

入力ミス . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17

4.3.2

平均入力時間 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

18

4.3.3

パスワード 記憶の結果 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

19

4.3

第5章

21

考察

– iii –

目次

5.1
第6章

新しく提案した入力方式 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

22

まとめと今後の課題

25

謝辞

26

参考文献

27

付録 A

28

児童が作成したパスワード– iv –

図目次
2.1

通常の認証画面 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4

3.1

認識調査のインタフェース . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8

3.2

基本インタフェース . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

11

4.1

方式 1:アイコン数 (8 個) ×アイコン選択回数 (4 回) . . . . . . . . . . . . .

13

4.2

方式 2:アイコン数 (16 個) ×アイコン選択回数 (3 回) . . . . . . . . . . . .

14

4.3

方式 3:アイコン数 (64 個) ×アイコン選択回数 (2 回) . . . . . . . . . . . .

15

5.1

1 番目のカテゴ リ（ 野菜） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

22

5.2

2 番目のカテゴ リ（ 動物） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

23

5.3

3 番目のカテゴ リ （ 果物） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

24

–v–

表目次
3.1 グループ 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7

3.2 グループ 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7

3.3

認識率 100%絵柄 （ 30 個） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8

3.4

認識率 93%絵柄 （ 31 個） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

93.5

認識率 87%絵柄 （ 4 個） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

9

4.1

入力ミス . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

18

4.2

平均入力時間. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

19

4.3

絵柄パスワード 記憶 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

20

A.1 方式１：アイコン数 (8 個) ×アイコン選択回数 (4 回) のパスワード. . . .

28

A.2 アイコン数 (16 個) ×アイコン選択回数 (3 回) のパスワード . . . . . . . . .

29

A.3 アイコン数 (64 個) ×アイコン選択回数 (2 回) のパスワード . . . . . . . . .

30– vi –

第1章

はじめに
近年，情報化の流れが急速に進んでいる．この流れを教育現場においても避けて通ることができなくなっている．そのため総務省・文部科学省により情報教育の充実を図ろうと教育
現場へのコンピュータ及びネットワークの導入が急速に進められている．

2000 年度からは，「 ミレニアム・プロジェクト『教育の情報化』」が６ヶ年計画で開始されている．このミレニアム・プロジェクトの目標は，2005 年度末までに「 すべての学校」の「すべての教科」の「すべての授業」において，「 すべての教員」がコンピュータやインター
ネットを活用できるような状況を実現することである．そして導入されたコンピュータ・イ
ンターネットなどの「新しい道具」を利用することによって，「 教科書」を用いた「各教科の授業」を，全ての児童にとって「 分かるもの 」にすることを目的としている．これにより，2004 年度までに校内ネットワーク（ LAN ）の整備を行ない，2005 年度までに各学級の授業においてコンピュータを活用できる環境の整備が進められている [1]．
平成 13 年 3 月に文部科学省が行った公立学校の情報教育の実態調査の結果報告 [2] によると，小学校における教育用コンピュータ設置率は 97.4%，インターネット接続率は 75.8%となっており，教育現場へのコンピュータおよびネットワークの導入が急速に進められていることがわかる．また，2005 年度までの教育用コンピュータの整備計画では，全ての公立学校のコンピュータ教室において，児童 1 人がコンピュータ 1 台を利用して授業ができるよう配置し，全ての普通教室において各 2 台ずつ，特別教室等においては 1 学校当たり 6 台を配置することを目標としている．
このように，教育現場の環境整備は年々整ってきている．しかし，現在の教育現場は児童にとって十分な環境ではない．これは，共同端末使用における児童へのアカウントが未発行–1–

より，児童のファイルが各端末に分散して保存されていることから，児童の個人環境が確立できていないという現状がある．このため児童のプライバシの保護ができず，また端末利用者の匿名性を強め，問題が生じた際に端末利用状況の把握が困難である等の問題点があげられる．この問題を解決するために，個人環境を確立することが早急な課題となっている．しかし，個人環境を確立するためには，児童にアカウントを発行しログ イン時に認証を行うことが必要となる．現在，ログ イン時に使用されている認証は，キーボード から英数字文字列の ID・パスワード を入力する方式がとられている．しかし ，これはローマ字を学習していない小学校低学年の児童にとって困難である．
本稿では，GUI を用い，児童に馴染みのあるアイコンを用いた入力方式について，アイ
コン数とアイコン選択回数等のパラメータを変え，小学校低学年の児童にとって使い易いパスワード 入力インタフェースの実証実験を行い，この実験で得られた結果から考察をし，新しい入力方式であるパスワード 入力インタフェースを提案する．

–2–

第2章

教育現場におけるコンピュータ使用の現状
教育現場におけるコンピュータ利用の現状としては，校内ネットワークが未整備であり，
ネットワークを管理できる人が少ないためにサーバが設置されておらず，共同端末利用の際にもアカウントが発行されていない学校が多い．このことにより児童の個人環境が確立できていないため，様々な問題が生じている．

2.1

教育現場における問題点

1. アカウント 未発行
アカウント未発行により，いつ・誰が・どの端末を使用していたかという使用履歴が残らないため，クライアントの匿名性を強め，問題発生時に確認がとれない状況である．

2. ファイルの管理
児童が特定の端末を使用しない場合，個人のファイルが各端末に分散されてしまい管理がしづらくなっている．外部記憶メディアによる保存方法も考えられるが，画像のように１つのファイルでもデータ量が大きくなる場合は 1 枚のメディアに収まらなかったり，保存するファイルが増えるとメディアの枚数も増えるため紛失したりする恐れがある．

3. プライバシ保護・セキュリティ
共同端末使用において端末に直接ファイルを保存する場合，自分のファイルを他の児童に勝手に見られてし まう可能性があり，児童のプライバシが保護されていない．また–3–

2.2 問題解決

この場合，他の児童が自分のファイルを書き変えたり，複製・削除できるためセキュリ
ティ面に不安がある．

2.2

問題解決

これらの問題点を解決し児童に個人環境を持たせるためには，クライアントのファイルをサーバで一括管理できるクライアントサーバシステムを導入し，アカウントを発行することが早急な課題である．しかし個人アカウントを取得するとログ イン時に認証を行うことが必
要となる．

2.2.1

従来のパスワード 入力方式

現在，一般的に使用されているログ イン時のユーザ認証（ 図 2.1 ）は，キーボード から英
数字文字列や一部の記号によってユーザ名，パスワード を入力することが必須となっている．
このことは，ローマ字を学習しておらず，コンピュータリテラシの低い小学校低学年の児童にとっては困難である．

図 2.1 通常の認証画面–4–

2.2 問題解決

2.2.2

小学校低学年向けパスワード 入力方式

現在，マイクロソフトにより学校教育向けのソフトウェアとして，学校向け BackOﬃce
ツールキットというユーザ認証ツールが開発されている [3]．このツールは，ユーザ認証におけるユーザ名やパスワード の入力をキーボード からの英数字列ではなく，マウス操作により学年，組，名前，絵合わせのパスワード を入力することで認証を行うことが可能である．
しかし，パスワード 入力画面において，パスワード である絵柄を選択する際，プルダウンリ
ストにより絵柄を表示させるようになっているが，入力されたパスワード にマスクがかけられないため，パスワード の絵柄が表示されたままとなっている．これは，背後からの覗き見により他の児童に絵柄を記憶されてしまう危険性がある．

–5–

第3章

認証画面基本インタフェースの設計
昨年度の研究によると，一般的に使用されている認証画面において小学校低学年の児童は

NumLock がかかっているといったキーボード の設定環境の変更に対応できないということが報告されている．また，マウスを用いてパスワード 入力ができるインタフェースにおいては，数字アイコンによるパスワード 入力より，キャラクタアイコンによるパスワード 入力の方が，小学校低学年の児童にとって入力ミスが少なく使い易いという結果が得られている．
しかし，この実験に使用したキャラクタアイコンの絵柄の選定に問題があったため，絵柄の意味を理解できない児童がいたということも報告されている．
そこで，児童が認識できる絵柄を調査した上で認識率の高い絵柄を用いて，小学校低学年の児童が使いやすい基本となるインタフェースを構築する．

3.1

絵柄の認識調査実験

小学校低学年の児童が認識できる絵柄をパスワード 入力インタフェースのアイコンの絵柄として使用するために，絵柄の認識調査を行った．
児童の身近にあり，馴れ親しんでいる 10 種類のカテゴ リ (果物，花，楽器，色，乗物，虫，動物，記号，野菜，生活（ 全 129 個)) の絵柄を用意し，児童に見てもらい，意味が理解できる絵柄を解答してもらった．本稿における実験は，高知市立高須小学校 1 年 3 組の児童 31
名の協力を得て行った．

–6–

3.1 絵柄の認識調査実験

3.1.1

実験手順

実験日時：2001.11.22(木)1. 児童を男女均等に 15，16 名の２グループに分けて調査を行った．２グループは以下に示した５つずつのカテゴ リについてそれぞれ調査を実施した（ 表 3.1・3.2 ）．これは小学校低学年の児童が 129 個の全ての絵柄を識別し，意味を用紙に記入することは，時間がかかると共に児童への負担となるためである．
表 3.1 グループ 1

表 3.2 グループ 2

グループ１（ 15 名)

グループ 2（ 16 名）

果物（ 10 個）虫（ 13 個）花（ 10 個）動物（ 13 個）

楽器（ 10 個）

記号（ 13 個）色（ 24 個）野菜（ 12 個）乗物（ 12 個）

生活用品（ 12 個）

2. 各児童に 1 台の端末を用意し，端末の画面に表示されている認識調査のインタフェースを印刷したものを回答用紙として児童に配布した．そして，画面に表示されている絵柄のアイコンを見てもらい，絵柄の表す意味が理解できるものを回答用紙に記入してもらった．この時，１つのウィンド ウに表示させるカテゴ リをグループ１は果物・花・楽
器と，色・乗物 の２つにわけ，同様にグループ２も虫・動物・記号と，野菜・生活用品の２つにわけ，４つのウィンド ウに表示するようにした．認識調査に利用したのインタ
フェースを図 3.1 に示す．実験中は，補助員が児童のそばに待機し，絵柄の表している
意味がすぐにわからずしばらくの間考えている児童がいると，次の絵柄を解答するように促し，見てすぐに絵柄の意味が理解できる絵柄のみ記入してもらうようにした．

–7–

3.1 絵柄の認識調査実験

図 3.1

3.1.2

認識調査のインタフェース

実験結果

この結果より，10 種類のカテゴ リ (全 129 個) の絵柄から，認識率の高い絵柄が 100%(30個)・93%(31 個)・87%(4 個) の計 65 個が得られた．詳細を表 3.3〜3.5 に示す．
認識率の高かった絵柄を小学校低学年の児童が認識できる絵柄として，パスワード 入力インタフェースのアイコンに使用する.
表 3.3

認識率 100%絵柄 （ 30 個）

認識率 100%絵柄 （ 30 個）
果物 (7 個)イチゴ みかん バナナ メロン
すいか かき りんご

乗物 (4 個)パトカー 飛行機 バイク 自転車

色 (3 個)赤 水色 黄色動物 (4 個)ウサギ 牛 キリン ネコ

野菜 (1 個)人参

虫 (4 個)かえる 亀 せみ あり

生活用品 (2 個)

机 イス

記号 (5 個)三角 四角 ハート 太陽 雨

–8–3.2 インタフェースの設計

表 3.4

認識率 93%絵柄 （ 31 個）

認識率 93%絵柄 （ 31 個）
果物 (2 個)レモン ぶど う

乗物 (3 個)車 トラック 救急車

色 (4 個)青紫黒白

花 (2 個)チューリップ ひまわり

楽器 (2 個)カスタネット たいこ

動物 (4 個)パンダ しか ライオン 犬

野菜 (3 個)トマト なす いも

虫 (5 個)

てんとう虫 かぶとむし トンボ
ヘビ バッタ

生活用品 (3 個)

消しゴ ム 鉛筆 はさみ

記号 (3 個)

丸星雲

表 3.5

認識率 87%絵柄 （ 4 個）

認識率 87%絵柄 （ 4 個）

3.2

動物 (1 個)りす

野菜 (1 個)だいこん

虫 (2 個)チョウ クモインタフェースの設計

被験者である児童のコンピュータリテラシは，マウスを使用して作業を行うことができる状況だった．このような小学校低学年の児童にとって操作しやすく憶えやすいパスワード 入力方式の評価を行う環境として，以下の項目を有する基本インタフェースを Visual Basic6.0–9–

3.2 インタフェースの設計を用いて構築した．インタフェースを以下に示す（ 図 3.2 ）．

( １) アイコンサイズ・アイコン配置間隔
小学校には様々なマシンスペックの端末が導入されていることが考えられるため，低スペックのマシンでも使用できるよう，ア イコンサイズは一般的なサイズである３２

pixel，アイコン配置間隔はアイコンサイズの 1/2 とする [4]．
(２) 決定ボタン
決定ボタンは，大きく色をつけることにより見やすく押しやすくする．

(３) パスワード の入力回数を鍵の絵で表示
通常 (Windows 等) の認証画面において，入力したパスワード は＊ (アスタリスク) でマスクがかけられているが，児童が視覚的にパスワード の入力回数をわかるよう，無色の鍵の絵をインタフェース上部に表示し ，アイコンが押されパスワード が入力されると，鍵の絵に黄色の色がついていくようにする．全てのパスワードが入力されると黄色の色がついた鍵の絵が完成する．

(４) 「もどる」ボタン・「はじめから」ボタン「もど る」
・「はじめから」ボタンを用意し，パスワード のアイコンを押し間違えた際，一つ前の状態に戻ったり，初めからパスワード を入力することができるようにする．これ
らのボタンを鍵の絵の横に配置することにより，「 もど る」・「はじめから」ボタンが押された際に鍵の絵の色が無色になっていくのを確認できるようにし，パスワード の入力状況を確認しやすくする．

(５) 絵柄をランダムに表示
認証画面であるインタフェースは端末画面に表示させているため，アイコンに表示する
絵柄を固定しておくと，パスワード 入力の際に，背後からの覗き見等により他の児童にパスワード の絵柄を位置で記憶される危険性がある．表示位置で絵柄を記憶されるということを避けるため，アイコンが押される度に絵柄を表示する位置を変え，ランダムに絵柄を表示する．

– 10 –

3.2 インタフェースの設計(６) 絵柄の選定
アイコンの絵柄は，絵柄の認識調査実験の結果より，認識率が高い絵柄を各カテゴ リから無作為に抽出し，アイコンの絵柄として用いる．

(７) ID 入力方法
ユーザ名であるを児童の名前をプルダウンリストより選択できるようにする．これによりキーボード を使うことなくマウスからユーザ名を入力することが可能となる．

(８) パスワード の正誤表示
パスワードが入力され決定ボタンが押されると，入力されたパスワード の正誤判定をし結果を表示する．

以上の項目から構築したパスワード 入力インタフェースを図 3.2 に示す．

図 3.2

基本インタフェース– 11 –

第4章

パスワード 入力方式評価
1 度に表示するアイコン数が多くアイコン選択回数が少ないパスワード 入力方式とアイコン数が少なくアイコン選択回数が多いパスワード 入力方式，この中間である入力方式を実証実験により評価した．評価では，それぞれの入力方式での入力時間，入力ミス，記憶可・不可により比較をした．

4.1

評価実験

3 章で構築した基本インタフェースを用いて，アイコン数・アイコン選択回数のパラメー
タを，アイコン数（ 8 個）×アイコン選択回数（ 4 回），アイコン数（ 16 個）×アイコン選
択回数（ 3 回），アイコン数（ 64 個）×アイコン選択回数（ 2 回）と変え，この 3 方式により，入力時間・入力ミスを比較することで，小学校低学年の児童が使いやすく憶えやすい入力方式の評価を行った．以下にこの 3 方式のインタフェースを図 4.1〜4.3 に示す．
この 3 方式は，1/4096 の選択確率でパスワードが作成できるようになっている．これは，
平成 11 年度現在，日本一の児童数をほこる小学校においては約 1500 人の児童がおり，このように児童数が多い小学校を考慮すると共に，アイコン数・アイコン選択回数が異なるパス
ワード 入力方式を比較する際に作成できるパスワード 数を揃えることも考慮した上で決定した選択確率である．

– 12 –

4.1 評価実験• 方式 1 アイコン数 (8 個) ×アイコン選択回数 (4 回)方式 1 は，アイコン数が 8 個であり，絵柄は各カテゴ リから認識率の高かった絵柄 8 個を無作為に抽出した．その絵柄の内訳は，動物（キリン )・果物 (みかん )・野菜 (人参)・
生活用品 (机)・乗物 (自転車)・記号 (太陽)・色 (赤)・虫 (亀) の 8 個である．この絵柄を縦 (2 個) ×横 (4 個) 配置したアイコンに表示する．このパスワード 入力インタフェー
スから，パスワード の絵柄であるアイコンを 4 回選択することによりパスワード を入力する方式である．

図 4.1

方式 1:アイコン数 (8 個) ×アイコン選択回数 (4 回)– 13 –

4.1 評価実験• 方式 2 アイコン数 (16 個) ×アイコン選択回数 (3 回)
方式 2 は，アイコン数が 16 個であり，絵柄は各カテゴ リから認識率の高い絵柄を無作為に 16 個抽出した．その絵柄の内訳は，動物 (ウサギ，牛)・果物 (すいか，りんご ，バナナ )・野菜 (人参)・生活用品 (机，イス)・乗物 (自転車，飛行機)・記号 (ハート，三角)・色 (赤，水色)・虫 (亀，せみ) の 16 個である．この絵柄を縦 (4 個) ×横 (4 個) に配置したアイコンに表示する．このパスワード 入力インタフェースから，パスワード の絵柄であるアイコンを 3 回選択することによりパスワード を入力する方式である．

図 4.2

方式 2:アイコン数 (16 個) ×アイコン選択回数 (3 回)– 14 –

4.1 評価実験• 方式 3 アイコン数 (64 個) ×アイコン選択回数 (2 回)
方式 3 は，アイコン数が 64 個であり，絵柄は認識率が高かった 65 個の絵柄から無作為に 64 個抽出した．この絵柄を縦 (8 個) ×横 (8 個) に配置したアイコンに表示する．
このパスワード 入力インタフェースから，パスワード の絵柄であるアイコンを 2 回選択することによりパスワード を入力する方式である．

図 4.3

方式 3:アイコン数 (64 個) ×アイコン選択回数 (2 回)– 15 –

4.2 実験手順

4.2

実験手順

1. パスワード 入力方式評価実験準備2001 年 12 月 18 日 (火)・ 児童を各方式に対応した 3 グループにわける
・実際に児童にパスワード を作成してもらう・パスワード を記憶してもらう
2. パスワード 入力方式評価実験
2001 年 12 月 19 日 (水)・記憶したパスワード をインタフェースより入力してもらう
3. パスワード 記憶調査
2002 年 1 月 17 日 (木)・パスワード を記憶できているか調査を行う

4.2.1

実験準備

実験前日に，児童を方式 1(10 名)，方式 2(11 名)，方式 3(10 名) に男女均等にわけ，各方式のインタフェースを印刷した用紙を配布し，用紙の絵柄を見ながら実際に児童にパスワー
ド を作成してもらい，用紙にそのパスワード を記入してもらった．その後約 10 分間でパス
ワード を記憶してもらい，記憶できた児童から用紙を提出してもらい回収した．

4.2.2

評価実験

1. 実験当日，実際にパスワード を入力し てもら う前に ，児童にパスワード 入力インタ
フェースの使い方を説明し，操作方法を理解してもらった．

2. 実験を円滑に行うため，前日にわけた各方式を更に２グループにわけ，1 グループ５・６名にし ，1 グループが端末 1 台を使用し ，各自 5 回ずつ交互にパスワード 入力インタ
フェースより記憶しているパスワード を入力してもらった．

– 16 –

4.3 実験結果

3. 全員がパスワード を入力した後，小学校での長期休暇となる夏休みを想定し，約１ヶ月の期間をあけても児童がパスワード を記憶できているかの調査を行うためにパスワードを憶えておくよう児童に伝えた．

4. パスワード 入力方式の評価実験から，約１ヶ月の期間をおき，前回の実験が終了後パス
ワード を一度も使用していない児童が，パスワード を記憶できているのか調査を行った．
実験手順としては，パスワード を作成してもらった時と同様に，パスワード 入力インタ
フェースを印刷した用紙を見ながら記憶しているパスワード を記入してもらった．
パスワード 入力方式の実験については，各アイコンが押された時間，入力時間，押されたアイコンの絵柄，アイコンの位置等のログをとった．このログを解析し，入力ミス，入力時間により評価を行った．また 記憶については，用紙に記入してもらったパスワード の絵柄とその順序により評価した．

4.3

実験結果

ログの解析を行い，入力ミス，平均入力時間から 3 方式の評価を行った．この時，方式 1の児童数が少なくなっているが，これは児童 1 名が欠席していたためである．

4.3.1

入力ミス

各方式の全入力回数における，誤入力とその詳細である入力ミス・順序ミス・記憶不可について 3 方式の評価を行った．この結果を表 4.1 に示す．

• 入力したパスワードが間違っていた誤入力の回数は，どの方式とも同じであった．
• 入力ミスの回数についてもどの方式とも少なかった．方式 2 の入力ミスについては 2 回となっているが，このうちの 1 回は，正しいパスワード を入力できていたが，ア イコ
ンをクリックする際にカーソルが動き，正しくアイコンが押されてないことに気づかなかったためにおこった入力ミスだった．

– 17 –

4.3 実験結果• パスワード の絵柄は全て記憶できているものの，パスワード である絵柄の入力順序を間違えるといった順序ミスが多くみられた．

• 記憶に関しては，パスワード を作成してから約 17 時間後にパスワード を入力してもらったが，パスワード の絵柄を記憶できている児童は，方式１における 1 名を除き全ての児童が記憶できていた．

4.3.2

表 4.1

入力ミス

入力回数

誤入力

入力ミス

順序ミス

記憶不可

方式 1

45 回 (9 名)

5回

0回

0回

5 回 (1 名)

方式 2

55 回 (11 名)

5回

2回

3回

0回

方式 3

50 回 (10 名)

5回

1回

4回

0回

平均入力時間

最初のパスワード の絵柄であるアイコンが押されてから，最後のアイコンが押されるまでにかかったパスワード 全体の入力時間，正解した時のみの入力時間，また「もど る」・「はじめから」ボタンが押された場合を除いた正解のみの入力時間のそれぞれの平均入力時間により 3 方式の評価を行った．この結果を表 4.2 に示す．

• 方式 1 は，アイコン数が 8 個と少ないが，アイコン選択回数が 4 回と多い．このため入力途中に「もど る」・「はじめから」ボタンが使用される頻度が多くなっている．これにより，全体の入力時間が「もど る」・「はじめから 」ボタンが押された場合を除く正解のみの入力時間に比べ約 10 秒長くかかっている．

• 方式 2 の場合は，「 もど る」・「はじめから」ボタンが使用されることはなく，全体，正解のみ，「 もど る」・「はじめから 」ボタンが押された場合を除く正解のみ，全ての平均入力時間がこの 3 方式の中では短いことがわかった．

– 18 –

4.3 実験結果• 方式 3 は，全体，正解のみ，「 もど る」・「はじめから 」ボタンが押された場合を除く正解
のみのど の入力時間も 3 方式の中で一番長くかかっている．これは方式 3 の入力方式
が，アイコン選択回数は 2 回と少ないがアイコン数が 64 個と多いため，パスワード である絵柄を探すのに時間がかかってしまうためだと考えられる．
全体の平均入力時間については，統計処理 (ｔ検定) を行った．方式 1 と方式 2 は 10%の有意水準，方式 2 と方式 3 は 5%の有意水準で統計的に有意差があるという結果が得られた．
このことにより，3 方式の中で短時間でパスワード を入力できる方式は方式 2 であることが
わかる．
表 4.2

平均入力時間「もど る」
・「はじめから」ボタンが全体

正解のみ押された場合を除く正解のみ

4.3.3

方式 1

26.53 秒

22.99 秒

17.54 秒方式 2

19.64 秒

19.39 秒

19.39 秒方式 3

28.71 秒28.21 秒

26.69 秒パスワード 記憶の結果

パスワード 入力方式の評価実験から約 1ヶ月の期間をおき，児童が作成したパスワード を記憶できているかという調査を行った．この結果を表 8 に示す．
児童は，パスワード を作成した次の日には，方式１においての 1 名を除く約 97%の児童がパスワード を記憶できていた．その後，児童は約 1ヶ月間パスワード 入力インタフェース
を一度も使用せず，パスワード を作成した時と，評価実験の際に行った 5 回のパスワード 入
力時のみパスワード を使用しただけである．記憶に関して 3 方式を比較してみると，どの方式も大きな差が生じなかったが，全体で見てみると児童の 57%が正確にパスワード を憶え– 19 –

4.3 実験結果られていた．また，正確にパスワード を記憶できていた児童とパスワード の絵柄は記憶できていたが絵柄の順序は憶えられていなかった児童を含めると，児童の 80%がパスワード の絵柄を記憶できていたことがわかった．
表 4.3

絵柄パスワード 記憶

被験者 (人)

正解 (人)

順序ミス (人)パスワード の絵柄記憶可（ 人）

方式 1

9

5

2

7

方式 2

11

5

4

9

方式 3

10

7

1

8

– 20 –

第5章

考察パスワード 入力方式の評価実験において，小学校低学年の児童にとって正確かつ，短時間でパスワード を入力できる方式は 1/4096 の選択確率で確保した場合，方式 2 として示した
アイコン数 (16 個) ×アイコン選択回数 (3 回) の入力方式であるという結果が得られた．また，児童が認識できる絵柄のパスワード は，小学校低学年の児童にとって夏休みのような長期休暇後においても記憶可能であるることがわかった．しかし ，パスワード の絵柄は記憶可能だが絵柄の順序まで記憶することは困難な児童もおり，順序ミスがなくパスワード を入力できるパスワード 入力インタフェースが必要であるということが明らかになった．この時，インタフェースの改善点として，アイコンが押された際にアイコンが押されたか確認がとれるよう，アイコンの背景色を変える等を行う必要がある．
そこでこれらのことをふまえ，正確かつ短時間でパスワード 入力ができる方式である，アイコン数 (16 個) ×アイコン選択回数 (3 回) を用い，順序ミスをなくすための新しいパス
ワード 入力方式を提案する．インタフェースを図 5.1〜5.3 に示す．この方式は，カテゴ リ毎に絵柄を表示させ，１番目に表示されたカテゴ リから１つめのパスワード であるアイコンを選択し，すると次のカテゴ リが表示され，この中から次のパスワード であるアイコンを選択するというように，表示させるカテゴ リの順序を決めておくことによって，児童は順序を意識することなくパスワード を入力できるという方式である– 21 –

5.1 新しく提案した入力方式

5.1

新し く提案した入力方式(1) 最初は 1 番目のカテゴ リである野菜の絵柄が表示される．この中から一番目のパス
ワード である絵柄のアイコンを選択し入力する．アイコンが押されると 2 番目のカテゴ
リである動物の絵柄が表示される．

図 5.1

1 番目のカテゴ リ（ 野菜）– 22 –

5.1 新しく提案した入力方式(2) (1) で 1 番目のパスワード を入力後，2 番目のカテゴ リである動物の絵柄がアイコンに表示されている．この中から 2 番目のパスワード である絵柄のアイコンを選択し入力する．アイコンが押されると 3 番目のカテゴ リである果物の絵柄が表示される．

図 5.2

2 番目のカテゴ リ（ 動物）– 23 –

5.1 新しく提案した入力方式(3) (2) で 2 番目のパスワード を入力後，3 番目のカテゴ リである果物の絵柄が表示されている．この中から 3 番目のパスワード である絵柄のアイコンを選択し入力する．全てのパスワード を入力し決定ボタンを押すと，正誤判定の結果が表示される．

図 5.3 3 番目のカテゴ リ （ 果物）– 24 –

第6章

まとめと今後の課題
本研究の評価実験により，パスワード 入力方式として用意した 3 つの方式において，小学校低学年の児童にとって正確かつ，短時間で入力できるパスワード 入力方式は，アイコン数

16 個×アイコン選択回数 3 回であるという結果が得られた．また，小学校低学年の児童がパスワード を記憶する際には，パスワード の絵柄は記憶できても，パスワード の絵柄の順序まで記憶することは難しいということがわかった．

1ヶ月の期間をあけた後のパスワード 記憶に関しては，パスワード を実際に使用した回数は少ないにもかかわらず，約 57%の児童がパスワード を正確に記憶できていた．またこれにパスワード の絵柄の順序は記憶できていなかったが絵柄は記憶できていたという児童を加えると約 80%の児童がパスワード の絵柄を記憶できた．これにより絵柄のパスワード は，夏休み等の長期休業後の際にも小学校低学年の児童が記憶しておくためには有効であるということがわかった．
今後は，考察で新しく提案したパスワード 入力方式の実証実験を行い，順序ミスがなく正確かつ短時間でパスワード 入力が可能な入力方式の実証実験を行う．また，アイコンを押した時の反応がわからず入力ミスをしてしまった児童がいたため，アイコンが押された時にア
イコンの色を変える等，インタフェースを改善し，小学校低学年により適したパスワード 入
力インタフェースを構築し，その有効性を検証していく．

– 25 –

謝辞
高知工科大学工学部情報システム工学科 清水明宏教授には，研究室配属以来，就職活動，卒業研究を含め，学生生活全般に渡って懇切なる御指導，貴重な御教示を賜った．ここに深謝申し上げる．
高知工科大学工学部情報システム工学科 妻鳥 貴彦助手には，研究および実験方法について有効な御助言を頂き，御指導賜った．

NTT アド バンステクノロジの真島大介氏には，本研究において小学校との実験日程の調
整および随伴して頂き，御指導賜った．
高知工科大学大学院 工学研究科 基盤工学専攻 情報通信ネットワークコース 2 回生 田鍋潤一郎氏には，研究内容について有益な語義論をいただき御指導を賜った．
高知工科大学大学院 工学研究科 基盤工学専攻 情報通信ネットワークコース 2 回生 岡田実氏，高知工科大学 情報システム工学部 4 回生 植田 洋加氏，中務 秀和氏，福留 一夫氏，

3 回生 永井 慎太郎氏，吉松 美幸氏には，実験準備から実験において御協力頂いた．ここに記して謝意を表する．

– 26 –

参考文献[1] 文部省〜2000 年度からの「ミレニアムプロジェクト 」の概要
http://www.saip.ne.jp/ogura/monbusho/2.htm（ 平成 13 年まとめ)[2] 文部科学省「 学校における情報教育の実態等に関する調査結果」

http://www.mext.go.jp/a_menu/shotou/houdou/index.htm[3] マイクロソフト学校向け BackOﬃce ツールキット
http://www.microsoft.com/japan/windows2000/downloads/education/[4] 小橋 誠治， 小学校低学年に適したセキュリティインタフェース ，高知工科大学卒業
論文 2001.

[5] 木村 雅之，中川 丈郎，長崎 等，東 基衛， 最適なアイコンサイズ及び個数に関する実験とその評価 ，情報処理学会全国大会講演論文集，Vol. 第 49 回平成 6 年後期 No.5

pp.271-272 1994.09.

– 27 –

付録 A

児童が作成したパスワード
パスワード 入力方式の評価実験において，3 方式のインタフェースを印刷した用紙を見て，実際に児童に作成してもらったパスワード を表 A.1〜A.3 に示す．

• アイコン数 (8 個) ×アイコン選択回数 (4 回) のパスワード
方式１であるア イコン数 (8 個) ×ア イコン選択回数 (4 回) のパスワード 入力インタ
フェースより，8 個のアイコンの絵柄から 4 個の絵柄を選び児童が作成したパスワードを以下に示す．
表 A.1 方式１：アイコン数 (8 個) ×アイコン選択回数 (4 回) のパスワード

児童名

パスワード

A

キリン 自転車 赤 机

Bキリン 亀 机 亀

C

みかん 亀 赤 机D

みかん キリン 自転車 机E

キリン 亀 亀 赤F

みかん みかん みかん 赤Gキリン みかん 赤 亀

H

みかん 人参 赤 机

I

みかん 太陽 自転車 みかん

J

亀 みかん キリン 赤– 28 –

• 方式２：アイコン数 (16 個) ×アイコン選択回数 (3 回) のパスワード
方式２であるアイコン数 (16 個) ×アイコン選択回数 (3 回) のパスワード 入力インタ
フェースより，16 個のアイコンの絵柄から 3 個の絵柄を選び児童が作成したパスワー
ド を以下に示す．
表 A.2 アイコン数 (16 個) ×アイコン選択回数 (3 回) のパスワード

児童名

パスワード

K

飛行機 せみ ハートL

亀 せみ いすM

バナナ うさぎ すいかO

飛行機 りんご バナナP

すいか りんご うさぎ

Q

バナナ うさぎ ハートR

水色 うさぎ りんご

S

水色 うさぎ 自転車T

うさぎ ハート りんご

R

水色 うさぎ ハート

S

うさぎ 亀 りんご

– 29 –

• 方式３：アイコン数 (64 個) ×アイコン選択回数 (2 回) のパスワード
方式 3 であるアイコン数 (64 個) ×アイコン選択回数 (2 回) のパスワード 入力インタ
フェースより，64 個のアイコンの絵柄から 2 個の絵柄を選び児童が作成したパスワー
ド を以下に示す．
表 A.3 アイコン数 (64 個) ×アイコン選択回数 (2 回) のパスワード

児童名

パスワード

U

バイク 飛行機

V

しか 柿

W

バイク ライオンX

紫柿Y

うさぎ りんご

Z

りす ねこ

a

うさぎ ねこb

みかん いもc

ほし うさぎd

いちご レモン– 30 –