スマートフォンを活用した英語教育システムの開発
中嶋

正夫

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１．はじめに筆者は数年にわたって，パーソナルコンピュータによる教育支援システムの開発を行ってきた。コンピュータを教育支援ツールとして活用するメリットとして，一般に以下の点が挙げられる。

(1)教材をディジタルデータにすることで，配布や更新などが容易になる。
(2)音声，画像，映像などの各種メディアとの親和性が高い。
(3)学習者の学習履歴データや，誤り傾向を解析するためのデータを蓄積しやすい。
(4)学習指導について，知的なルールを構築することで，高度な学習支援が期待できる。

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筆者は，過去に Mi
crosoftEx
celをベースとした，マルチメディア英語独習システム 1)や，ApMa
cintoshの Hy
perCardによるアルゴリズム教育のためのビジュアルプログラミングシステムの開発 2)を行った。特に，前者のシステムは，実際に大学の英語授業に活用された。
しかし，独習システムというものは，本来パーソナルユースが基本となるべきである。開発当時は，まだパーソナルコンピュータが本来の意味のパーソナルなものでなく，学習者はいつでもどこでもすぐに学習できる状況に恵まれていなかった。
近年はポータブル型ゲーム機をプラットホームにした学習ツールが多く開発され市販されている。
また，パーソナルコンピュータはもちろんのこと，携帯電話をはじめとした小型情報端末が数多く市場に出回っている。特に携帯電話はデータ通信機能を標準で搭載しているために，教材データを配布したり学習データを収集したりすることが容易となった。
現在，携帯電話や PHSの中には，PDA(PersonalDigitalAssistant)機能を内蔵した，いわゆるスマー― 63―

トフォンと呼ばれる機種がある。欧米では１９９７年頃から登場し，日本においても昨年までにほとんどの通信業者から発売されている。このスマートフォンには数社から OSが供給されているが，いずれもアプリケーションソフトを開発するキットが用意されており，誰でもソフトウェアの開発を行うことが可能である。
今回の開発では，その中で Mi
crosoft社の Wi
ndo
wsMo
bile5.
0を搭載した PHSを取り上げた（図１）。

図 1 スマートフォンの例

これは，WindowsMobileが，日本で販売されているスマートフォンの大部分を占めていることや開発のしやすさなどが主な理由である。また，入力インターフェースとして，フルキーボードやタッチスクリーンによるペン入力，音声などさまざまな手法を活用できるのも特徴である（図２）。

図 2 フルキーボード搭載機

本研究の目的は，このような携帯ツールによる学習システムを構築することによって，いわゆるいつでも，どこでも学習できるユビキタスな独習システムの開発を行うことである。また，学習効果を高めるためのさまざまな学習形態を模索することである。

― 64―

なお，本研究は平成１８，１９年度科学研究費補助金の対象の研究の一環として行っている。

２．システム概要
2.
1.システムの目的
今回のシステムは，英語のディクテーションを学習するソフトウェアである。題材は，大学生のための英語教材からディクテーション問題を抜粋した。学習の流れは，英語の音声を聴いてから，その英文を入力するというスタイルである。
その際，何度か解答する機会を設け，正答でない場合は，各種のヒントを提示することで，正答へと導く。学習者は，スマートフォンを使うことにより，いつでもどこでも学習することができる。そして，WindowsMobileのアプリケーションプログラムの管理の特性により，パーソナルコンピュータと異なり，気軽に学習プログラムを中断したり，再開したりすることが可能である。
そして，正答に至るまでの，試行回数や解答内容，誤り内容などの学習履歴を記録することができる。
この履歴をネットワーク等で収集することにより，教員は学生の学習の進捗状況や誤りの傾向などを把握することができ，今後の学習指導や教材作成に役立てることができる。

2.
2.システム構成
本研究の実行システムとして，Microsoftの Windo
wsMobile5.
0を搭載したシャープの WZero
3SH007SHを採用した。スマートフォンに採用されている OSには，前述のもの以外に Symbianなどもあるが，前述のように日本国内の各通信業者で広く採用されているのは Windo
wsMobileだからである。
もちろん，他社の Windo
wsMobile機でも動作する。
開発環境としては，Microsoftの VisualStudio2005の VisualBasic2005を使用した。これは，基本的には Windo
wsアプリケーション等を開発する環境であるが，Windo
wsMo
bile5.
0SDKforPocketPC3)や4)をインストールすることにより，Lo
calizedWi
ndo
wsMobile5.
0Po
cketPCEmu
latorImages(Japanese)Windo
wsMobile5.
0のアプリケーションを開発することができる。WindowsMo
bileのエミュレータも包含しているので，デバッグや試験運用はパーソナルコンピュータのみで行える。
また，通常の Wi
ndo
wsアプリケーション用のコマンドと下位互換ながら共通な部分が多いので，過去に開発したプログラムからの移行も比較的楽に行える。
今回はプログラムと教材データを作成し，インストーラプログラムとして学習者に配布する。学習者
はそれを，自分の Wi
ndo
wsMobile機にインストール作業を行うことで，本学習システムを実行することができる。

2.
3.学習の構成
学習システムは，まずインストールされたスマートフォンに登録されているオーナー情報から，学習者を特定する。そして，過去の学習履歴をもとに教材を実行する。学習の流れを以下に示す。
まず，学習者は学習システムのプログラムのアイコンをダブルタップし，起動させる。起動画面では，
図３のように，スマートフォンに登録されている学生の名前が表示される。

― 65―

図 3 ディクテーションシステムの初期画面

ディクテーションの教材なので，スマートフォンにイヤホンなどを接続し学習を行う。そのために，事前に画面右下のソフトウェアキー [SoundCheck]をタップし，サンプルの音声を聴きながら，音量を調節する。多くのスマートフォンは本体に備え付けられた「ソフトキー」にこのソフトウェアキーが割り当てられており，画面をタップしなくても，この操作を行うことができる（図４）。

図 4 ソフトキー

次に，この初期画面で学習するユニットを選択する。教材は１６問で１ユニットが構成されており，自分が勉強したいユニットをタップするか，方向キーなどで選択することができる。
ユニットを選択したら，左下のソフトウェアキーの [Go]ボタンをタップするか，ソフトキーを押下する。
画面は，学習ウィンドウに切り替わる。このとき，学習履歴をもとにして，選択したユニットの未― 66―

学習の問題から開始される。ユニット自体初めて学習する場合は問題番号１から開始される（図５）。

図 5 ディクテーション問題画面

ディクテーションでは，１つの問題について，３回解答する機会が与えられる。１回目は，最初[Listen]ボタンをタップし，英文の音声を聴く。音声が終了すると，入力欄「1st」が入力可能となる
ので，スマートフォンのフルキーボードで入力を行う（図６）。

図 6 解答の入力例― 67―

入力が完了したら， [Check]ボタンをタップし，正誤判定を行う。もちろんこれらのボタンはソフトキーを押下することでも選択できる。正解であれば次の問題に移り，誤っていれば２回目の解答を行う（図７）。

図 7 １回目の解答が不正解の場合２回目の解答では，ウィンドウ上の [Hint]ボタンが利用できるようになる。このボタンをタップすると，ヒント表示欄に出題文の日本語訳が表示される（図８）。解答の入力は１回目と同様で，フルキーボードを使って入力する。

図 8 ヒント情報の表示

２回目の解答でも不正解の場合は，３回目の入力に切り替わる。このとき [Hint]ボタンをタップす
ると，今度はウィンドウ右下に，問題で使われている単語のリストがランダムに，一覧形式で表示される。ここで，英単語を入力するには，上下の方向キーを使って，リストから該当する単語を探し，決定ボタンで入力欄に単語を挿入する（図９）。

― 68―

図 9 単語リストからの入力例

基本的には，これを繰り返すことにより，解答の英文を作ることができる。文の途中に単語を挿入したい場合は，入力欄の挿入ポイントにカーソルを表示させ，ボタン [Ent.
]をタップする。また，[Clear]ボタンをタップすることで，入力欄に作成した文を全文削除することができる。
この３回目の入力の時には，フルキーボードを使わなくても，解答の英文を完成させることができるのが特徴である。あたかも一般的な携帯電話でメールを作成するようなスタイルで入力できる。
このように，３回の解答まで行った場合と，それ以前の試行で正答が導き出されたときには，正解までにかかった時間や，各試行での学習者の解答データ，正誤の判別などを学習履歴ファイルに保存する。そして，システムはディクテーションの問題を継続するか，終了するかを尋ねる。ここで，継続を選択すれば，次の問題文が表示され，終了を選択すればプログラムは終了する（図１０）。

図10 解答終了時の画面― 69―ただし，Windo
wsMobileでは，基本的にはアプリケーションは完全に終了せず，メモリ上に残っている。再びアプリケーションを起動しようとすると，実際にはプログラムが再開し，以前に中断した問題から学習が再開される。Windo
wsMobileでは，メインメモリに余裕がなくなると，自動的に現在使われていないアプリケーションを完全に終了し，メモリを解放する。この場合，再度アプリケーションを起動すると，初期設定のウィンドウが表示され，ユニットの選択を行うことになるが，これも学習履歴データを読み込むことによって，学習の続きから再開することができる。
以上のような学習の流れを経て，１ユニット１６問の解答が終了したら，次のユニットを選択できるようになる。

３．システム開発
3.
1.開発環境本システムは Mi
crosoftVisualStudio2005ProfessionalEd
itionの Vi
sualBasic2005を用いて作成した。
こ れ に，WindowsMobile5.
0SDKforPocketPCと LocalizedWi
ndo
wsMobile5.
0Po
cketPCEmu
lator
Images(Japanese)を別途インストールすることにより，日本語版の Wi
ndo
wsMobile5.
0のアプリケーションプログラムを作成することができる（図１１）
。

図1
1 Mi
crosoftVisualStu
dio2005による開発画面

―70―

Wi
ndo
wsMobile5.
0用のアプリケーションプログラムを作成するためには，VisualBasic2005のプロジェクト作成ウィンドウで，「スマートデバイス」から「Windo
wsMobile5.
0Po
cketPC」用のデバイスアプリケーションを選択する（図１２）。

図12 Windo
wsMobile用アプリケーションのプロジェクト

すると，通常のアプリケーションの作成ウィンドウが表示される。このとき，「ツールボックス」には，Windo
wsMobile5.
0で利用できるコントロール群（インターフェースなど）が表示される。
アプリケーションの作成手順は，ウィンドウズアプリケーションとほとんど変わらない。デバッグの実行は，前述でインストールしたエミュレータか，VisualStudio2005をインストールしたパーソナルコンピュータに USB等で接続した Wi
ndo
wsMobileの実機で行うことができる（図１３）。

図1
3 エミュレータ画面（右）

―7
1―

3.
2.アプリケーションソフトの作成
本システムは大きく２つのフォーム（ウィンドウ）から構成されている。１つめのフォームは初期画面であり，学習者の学習履歴データを読み取り，既に学習済みのユニットを認識し，次に学習すべきユニットに学習者を導く。また，問題文を聞き取る前に，適正な音量を調節するための [SoundCheck]ボタンを用意した。
アプリケーションソフトの開発で使う各種コントロールは，ウィンドウズアプリケーションに準じているが，多くの場合それに適応できるプロパティやメソッドはウィンドウズ用のもののサブセット版であるため，機能に制限がある。
Windo
wsMobile5.
0の開発においては，Windo
wsMo
bile5.
0SDKforPocketPCをインストールする5)によるプログラム開発が容易になるのだが，この中にことで，Microsoft.
NetCo
mpactFrame
work2.
0は音声データを簡便に再生させるメソッド（命令文）は用意されていない。
この機能を実現させるためには Win32APIを使って，OSの機能を直接呼び出す必要がある。そのため，図１４のようなコードを記述する。このように，通常のウィンドウズアプリケーションでは，あらかじめ用意されたメソッドで機能が実現できるものでも，Windo
wsMobileではクラスやメソッドそのものが用意されていないことがある。同様の機能を実現するための Wi
n32APIを呼び出すステートメントを記述しなければならないため，開発者には負担がかかることが多い。

図14 Win32APIによるサウンド機能のコーディング

２つめのフォームは，実際に問題を解くためのウィンドウである。「2.
3.学習の構成」のように，１つの問題に対して，３回の解答する機会 (attempt)を学習者に与えている。基本的には，音声を聴き，答えを入力し，正誤判定を行うというフローの繰り返しである。
教材は，大きく３つのデータから構成されている。１つめはテキストデータである。これには，問題文の正解である英文と日本語訳の文から構成されている。２つめは，音声データである。これはディクテーションで聴き取るための英文を読んだ音声である。前述のとおり，サウンドの再生には
Win32APIを用いるが，これでサポートされているデータ形式は原則的に wav形式である。mp3形式など圧縮形式のデータを扱えれば，教材データのコンパクト化が図られるが，今回は見送った。３つめのデータは画像データである。音声だけでなく，その場面に関連した画像を表示することで，学習者へのヒントになったり，学習にアクセントを加えることで学習意欲を維持したりする効果がある（図１５）。

―72―

図15 教材データ（左から，画像，音声，問題文・日本語訳）

正誤判定するために，学習者が解答欄に入力した英文とテキストデータにある英文のデータを比較する。正答と比較するためには，学生の解答データと比較的緩いマッチングを行う。具体的には，単語間の余計なスペースを削除したり，両者の文字をすべて小文字に変えたりしている（図１６）。これは，学習者に身につけさせたいスキルが，あくまでもディクテーション能力だからである。この他の英語のスキルを習得させるには，別の形態の問題を出題させればよい。

図1
6 解答文字列の前処理

―7
3―

3.
3.インストーラの作成
Windo
wsVisualStudioは，通常のアプリケーションだけでなく，スマートフォンへインストールするためのプログラム（インストーラ）を作成することができる。今回はプログラム本体と，教材データを一括で組み込むインストーラを作成した。プログラムのアップデートや教材の追加については，
このインストーラを利用することで，電子メール等で配布し実装することが容易になる（図１７）。

図1
7 インストーラの作成画面

3.
4.システムの評価
現在，大学生数人によるシステムの評価を始めたところである。今後はシステムを試験運用することで，システムのユーザビリティの検証と改良を行っていく。また，学習履歴を収集，解析することで，本システムの有用性の評価や，今後の教材データの作成に反映させたい。また，今後はディクテーションだけでなく，学生の英語に関する能力を高めるための学習方法の考察や，スマートフォンへの実装を予定している。そして，学生のコーパスを収集するための入力機器としての活用も予定している。

４．おわりに
本研究では，スマートフォンによる英語の学習システムを開発した。これは，モバイル機器によるeLearningの実用性を評価すると同時に，学習者の英語のディクテーションの習熟度を評価するための学習データの収集を目的としている。
システムを構築した結果，スマートフォンのマルチメディアツールとしての可能性を見出した。また，MicrosoftVisualStudioという開発環境を活用することによって，ある程度容易にシステムが構築できることが確認できた。
しかし，必ずしも通常の Windowsアプリケーションを開発するのと同様に構築できるとは限らな―74―

かった。今回は，Microso
ft.
NetCo
mpactFr
ame
wo
r
k2.
0を使用したが，これに含まれるコントロールなどには制限があり，Windo
wsアプリケーションでは，容易に実現できる機能が，WindowsMobileの場
合には，Win32APIを直接呼び出すことで，実装する必要があった。
こ れ に つ い て は，最 近 Mi
crosoft.
NetCo
mpactFramework3.
5が Mi
crosoftで 配 布 が 始 ま り，最 新 のMi
crosoftVisualStudioで開発ができるようなので，いくつかの機能については，解決できると思われる。これにより，従来よりも容易に開発可能となることが期待できる。
今後は，よりユーザフレンドリーな学習のインターフェースを構築し，より学習者のモチベーションを高めることを目指す。
たとえば，正誤判定で単純な○ ×判定だけでなく，内容に応じて獲得ポイントを表示する機能を付け加えることを予定している。
また，スマートフォンの通信機能を活用し，ネットワークを通じてサーバから教材をより簡便に提供する機能や，学習データを収集し教員が容易に分析できるデータベースの構築を目指したい。

【参考文献】
１） 中嶋正夫

他：“英語独習用マルチメディア教材の作成とサポートについて”，私立大学情報教育協会大学教育と情報 93号，2001.
２） 中嶋正夫

他：“ビジュアルプログラミング環境と問題解決アプローチの定量評価システム”，

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reフォーラム１９９７年論文集，p.
1
1
3
1
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３） http://www.
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