中国地区

教育システム情報学会 2016年度学生研究発表会

単文統合型作問学習システムにおける肯定的内容フィードバックの設計と実験的利用
Design and Experimental Use of Positive Content Feedback for Interactive
Learning Environment of Problem-Posing
*1

*2

*2

村尾 謙一 , 平嶋 宗 , 林 雄介
*1
*2
*2
Kenichi MURAO , Tsukasa HIRASHIMA , Yusuke HAYASHI*1
広島大学工学部*1
Faculty of Engineering, Hiroshima University*2
広島大学大学院工学研究科*2
Graduate School of Engineering, Hiroshima University
Email: murao@lel.hiroshima-u.ac.jp
あらまし：学習活動におけるフィードバックの一つに肯定的内容フィードバックがあり，学習者が自身の回答について何が間違っているのかでなく何が合っているのかを確認させることができるため，否定的FB とは異なる学習成果が得られると考えられる．しかし，システム上で実現するには学習者の回答について何が合っているか間違っているかの判定ができる必要があるため難しいとされていた．本研究では，新たな試みとして構造が明らかな算数文章題を対象とする作問学習システム「モンサクン Touch」を肯定的内容フィードバックが返せるように改良を行い，システムの実験的利用を通じて肯定的内容フィードバックと否定的フィードバックでの正答率と回答プロセスの違いについて比較を行った．
キーワード：作問学習，学習支援システム，フィードバック

1.

はじめに学習活動におけるフィードバック(以下，FB)には大きく分けて学習者のパフォーマンスの不出来な点に注目する否定的 FB と学習者のパフォーマンスの良い点に注目する肯定的 FB の 2 種類に分類される(1)．
さらに肯定的 FB の中から，良い点を良いと確認する FB と，良い点を褒める・励ます FB の 2 種類に分けられ，本研究では前者を肯定的内容 FB，後者を肯定的褒章 FB と呼ぶ．肯定的内容 FB は何ができているかを確認することから，学習者の達成度について学習者自身に気づかせることが出来ると考えられるが，学習者の回答や達成物から何ができている・できていないのかを判断しなければ適切な FB を返すことができないため，システム上で実現することは否定的 FB に比べて困難であるといえる．
算数の和差を対象とした作問学習支援システム「モンサクン Touch」(2) (以下，モンサクン)では，対象とする算数文章題の構造が明らかであり (3)，学習者の回答のうち何ができていて何ができていないのかをシステム上で判断することが可能である．
本研究は，肯定的内容 FB について焦点を当て，モンサクンで肯定的内容 FB を返すことができるよ
うに改良し，否定的 FB に対して作問結果や作問プロセスにどのような違いがみられるか実験的利用の結果を元に分析を行った．

2.

肯定的内容フィードバックの実装いるよ」といったように，学習者の誤りに対してどこが間違っているのかを直接文章によって指摘する
否定的 FB を採用している．複数の項目について誤りがあった場合は，その中から最も優先度の高い項目が間違っていると指摘される仕組みとなっている．
2.2 フィードバックの設計と実装
学習者に自身の回答の中で何が正しく，何が誤りなのかをより認識してもらう手法として誤り投影法(4)を用いた肯定的内容 FB を提案する．この手法は，学習者の誤りを元の問題に関する挙動シミュレーシ
ョンあるいは問題自身に投影する誤りを可視化する手法の 1 つであり，手続き的な領域に対して適用することができる．モンサクンでは投影先を提示問題と同じ問題世界とし，学習者の回答から立式を行うことで提示問題との差を示す(図 1)．

図 1 肯定的内容 FB を返している画面

2.1 従来のモンサクンのフィードバック
また，モンサクン上で肯定的内容 FB を実装するにあたって，従来のシステムでは学習者の回答から従来のモンサクンでは「おはなし が まちがって207

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何が間違っているかを判定することはできていたが，部分的にどの項目が正しいかを判定していなかった
ため，学習者の回答に対して物語・計算・数・オブジェクト・構成の 5 つの項目について部分的に正誤判定が行えるようシステムの改良を行った．

4.

2.3 フィードバックすることが可能な誤答範囲

肯定的内容 FB と否定的 FB とで作問結果の比較を行うために，正答に至るまでのカードの操作数について注目し，各問題の平均値をグラフ化したものを
図 2 に示す．図 2 から，両 FB 間で僅かな差は見られるものの 15 問すべてを通して平均値はほぼ同等であったことがわかる．

先述した 5 つの項目の内，物語・構造・オブジェ
クトの 3 つの判定を満たす回答に対して立式を行える．つまり，少なくともこの 3 つの判定を満たす誤答について肯定的内容 FB を返すことが出来るとなる．この条件を満たす回答はモンサクンの逆思考問
題における誤りのうち約 4 割を占める事が先行研究により明らかで(6)， FB の適用可能な誤答範囲として妥当であると考える．なお，残りの 6 割の誤答に対して判定項目すべてを満たしていないものについては否定的 FB を用い，それ以外についてはどの判定項目を満たしているか直接文章によって示す．

3.

作問プロセスの違いについて分析するにあたって肯定的内容 FB を返す条件を満たした誤答と，その後の回答とで各判定項目がどのように変化したかを両 FB 間で比較したものを図 3 に示す．なお，変化が無い判定結果は確認のために答え回答を行ったとして取り除いた．図 3 から，否定的 FB では後の回答において前の回答の判定結果で正しいとされる判定項目が増えた結果が全体の 5 割だったのに対し，肯定的内容 FB では全体の約 3 割と 2 割ほど多いことが分かる．このことから肯定的内容 FB によって学習者は，自身の回答結果から何ができているのかを把握してできている部分を維持しつつ回答を修正しようとしているのではないかと推測する．

3.1 実験概要
肯定的内容 FB と否定的 FB で作問結果と作問プロセスにどのような違いがあるかを比較するため大学生を対象にシステムの利用実験を行った．
3.2 実験手順5.

参考文献(1) 大矢優，中谷陽輔，杉若弘子，“アサーション・トレーニングにおける肯定的フィードバックと否定的フィードバックの役割”，心理臨床科学，第 1 巻，第 1号，pp.25-33（2011）“教(2) 山元翔，神戸健寛，吉田祐太，前田一誠，平嶋宗，室授業との融合を目的とした単文統合型作問学習支援システムモンサクン Touch の開発と実践利用”，電子情 報 通 信 学 会 論 文 誌 D，Vol.J96-D，No.10，pp.2440-2451（2013）(3) 平嶋宗，林雄介，“問題作りによる学習を指向した算数文章題の三文構成モデル”，2014 年度人工知能学会
全国大会論文集，pp.224-225，（2014）(4) 平嶋宗，柏原昭博，豊田順一，“類推の枠組みを用いた誤り可視化の試み”，全国大会講演論文集，第 49回（ソフトウェア工学）, pp.273-274 （1994）(5) 神戸健寛，吉田祐太，山本翔，平嶋宗，“単文統合型の逆思考問題作問における誤りの分析”，第 37 回教育
システム情報学会全国大会，pp.404-405，(2012)

肯定的内容FB

10.00
8.00
6.00
4.00
2.00

問題レベルと問題番号

図 2 各問の正答までのカード操作の平均回数
FB の種類減った(件)

増えた(件)

合計(件)

肯定的内容 FB

121224

否定的 FB

14721

まとめと今後の課題

本稿では，作問学習システムのモンサクンを用いて実験を行い学習活動における肯定的内容 FB と否
定的 FB の作問結果および作問プロセスの違いについて分析した．今後の課題として，実際に本システムの利用対象である小学生に利用してもらい，否定的 FB との比較を行うことが挙げられる．

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操作数の平均(回)実験参加者は，情報系大学生 72 名である．このうち半数の 36 名はネガティブフィードバック，残りの36 名はポジティブフィードバックが採用されたモ
ンサクンを利用してもらった．なお，どの実験参加者がどちらのフィードバックを利用するかは無造作に選択されており，実験参加者によってフィードバックの手法が異なることについて本人たちには説明していない．実験参加者にはまず，「モンサクン」の概要と操作方法について説明を受けた後，用意された和差の算数文章題 15 問をシステム上で作問してもらった．

否定的FB

4.1 作問結果の比較

4.2 作問プロセスの比較

実験的利用

12.00

結果の分析

実験結果を元に，従来の否定的 FB と比べ肯定的内容 FB によって得られた作問結果と回答プロセスについてどのような違いがあったかの比較を行った．

図 3 正しい判定項目が増減した回答の件数

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