中国地区

教育システム情報学会 2018年度学生研究発表会

論理思考力育成のための三角ロジックモデルに基づいた論理の再構成演習システムの設計・開発
Design and development of logic reconstruction exercise system
based on triangular logic model for logical thinking ability development
中野 謙*1, 北村 拓也*2, 林 雄介*2, 平嶋 宗*2
Ken NAKANO , Takuya KITAMURA*2, Yusuke HAYASHI*2, Tsukasa HIRASHIMA*2*1
広島大学工学部*1
Faculty of Engineering, Hiroshima University*2
広島大学工学研究科*2
Graduate School of Engineering, Hiroshima University
Email: nakano-k@lel.hiroshima-u.ac.jp*1

あらまし：論理の構造的可視化表現の一つとして，Toulmin モデルが知られている．この Toulmin モ
デルにおいて，根拠，理由付け，主張の三要素だけを用いた表現がしばしば採用されるが，この三要素をモーダスポネンスおよび三段論法を構成する三要素に割り当て，「計算可能」にしたものが三角ロジックモデルである．これまでに，三つの要素で構成される論理の三角形を対象としたインタラクティブな論理の再構成演習システムを実装し，この演習が論理的思考能力の向上に資することを示唆する結果を得ている．本稿では，この演習システムについて，(1)複数の三角形を組み合わせるより複合的な論理を取り扱う演習への拡張，(2)与えられた要素をそのまま使うのではなく逆・裏・対偶に変換した上で論理を組み立てる演習への拡張，を行なったので報告する.
キーワード：論理的思考力, Toulmin モデル, 三段論法, モーダスポネンス, 三角ロジックモデル

1. はじめにの設計・開発について述べる.第 4 章では,開発したシステムの利用実験の結果について報告する.

近年,個々の領域に依存しない一般的な能力としての論理的思考力が重視される傾向にある [文化2. 三角ロジック組み立て演習支援システム

庁 04].しかしながら,その育成方法が明確に確立されていないのが現状である.この課題を解決しよう

可視化された論理の三角形を組み立てることで論とする試みの一つが,学習課題の意味的構造を可視

理の構造的理解を促し,自動診断によるフィードバ化し,それをインタラクティブに操作できる環境をックで,学習者が自ら試行錯誤をしながら論理構造実装することで,学習課題に対する学習者の活動をを身につけるためのシステムの開発がこれまでなさより活動的で深いものにする「オープン情報構造アれてきた.

プローチ」である[平嶋 18].

国立教育政策研究所教育課程研究センターが公開

論理の構造の可視化表現の一つとして Toulmin モ

している特定の課題に関する調査（論理的な思考）デルがあるが,これを根拠,理由づけ,主張の三要素の問題を上記システムの前後で実施したところ,シで構成されるものとし,取り扱う論理構造をモーダ

ステムの課題を終了するまでの時間と問題の得点とスポネンスおよび三段論法に限定することで計算可の間に負の相関が見られたという結果が得られてい能としたのが三角ロジックモデルである.このモデる.つまり,システムの論理組み立て問題を早く解けルに対して「オープン情報構造アプローチ」を適用

る学習者ほど,論理思考力が身についているので問した演習がすでに実現されており,その有用性を示題の得点も高いということが言える.

唆する結果が実験的に得られている[北村 17].

この三角ロジック組み立て演習では,一つの三角

以下本稿では,第 2 章にて先行研究とそれに対す形を,提供された要素を用いて組み立てることしかる本研究での目的,第 3 章にて三角ロジックモデル行われていなかった.そこで本研究では,(1)複数のの考え方とシステムを基に,曖昧に記述された論理三角形を組み合わせることにより複合的な論理を取を明確な論理として再構成するための演習システム

り扱う演習への拡張,(2)与えられた要素をそのまま207

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教育システム情報学会 2018年度学生研究発表会使うのではなく逆・裏・対偶に変換した上で論理を4. 評価実験

組み立てる演習への拡張,を行なった.さらに,拡張

4.1 実験概要したシステムの利用実験を行なった.

本実験は,追加機能を実装した本システムが学習者の論理的思考力に変化を与えるものとなっている

3. システム概要

かを検証するために行なった.
被験者は工学部情報工学課程に所属する大学生

3.1 三角形拡張問題
三角ロジックの三角形は,問題によって上下に三46 名である.実験手順は,システム利用の前後で従角形を追加して拡張することが可能である.従来型来の実験でも使用した特定の課題に関する調査（論のシステムでは問題ごとに拡張された三角形が決め理的な思考）の問題を用いてプレ/ポストテストを行られて与えられていたが,本システムでは,この動作なった.ただし,授業内実践により限られた時間であを学習者がボタンを用いて試行錯誤しながら操作でったので,問題の中でも論理の組み立てに関連するきるように実装した.

ものを抜粋・再構成したものを今回の実験では使用した.
4.2 実験結果とその分析・考察
結果として,(1),(2)の拡張を含めた演習が滞りなく実施できることが確認できた.演習の前後でのテストスコアの向上は見られなかったが,ポストテス
ト の ス コ ア と 演 習 時 間 と の 間 で 有 意 な 相 関 (r =0.3382)が見られた.短時間の利用であったため,このスコアおよび演習時間に関する結果をどのように解釈するか,およびどのように本拡張を評価するか

図 1 拡張問題画⾯については,今後の課題となっている.

3.2 要素変換問題
従来の演習では,三角ロジック組み立てに使用す

5. まとめる要素は与えられたものだけであり,論理が組み立本研究では,(1)複数の三角形を組み合わせることてられない場合はなかった.本研究では,与えられたにより複合的な論理を取り扱う演習への拡張,(2)要素だけでは論理が組み立てられないことを判断す与えられた要素をそのまま使うのではなく逆・裏・る経験,および論理を組み立てるのに必要な要素を対偶に変換した上で論理を組み立てる演習への拡張,自分で見つける経験,を演習に組み込むため,要素にを行なった.今後は,この拡張をさらに洗練し,その対して逆・裏・対偶の変換を可能とし,それらの変換有効性を示すことを目指す.

を行なって初めて三角ロジックが成立する演習も組み込んだ.

参考文献(1) 文化庁:「これからの時代に求められる国語力について」文化審議会答申(2004)(2)北村拓也, 長谷浩成, 前田一誠, 林雄介, 平嶋
宗:“論理構造の組み立て演習環境の設計開発と実験的評価”,人工知能学会論文誌, 32 巻 6 号 C(2017)(3)平嶋宗:“ディープアクティブラーニングを指向した課題設計法としてのオープン情報構造アプロー
チ:外在タスク・メタ問題・仮説検証的試行錯誤”,
図 2 要素変換問題画⾯

人工知能学会全国大会資料（第 32 回）(2018)208