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筆記情報に基づくインタラクティブ授業支援システム AirTransNote


[2007/02/17] 新世紀型理数科系教育の展開研究 研究成果報告会 (2007年2月16-17日) にて，システムのデモを行いました．
[2004/11/02] 本研究の成果についてDICOMO優秀論文賞をいただきました．詳しくは こちら ．

概要

ミレニアムプロジェクト の1つ 「教育の情報化」 では，2005年度までに一般の教室にネットワークに接続された コンピュータ2台とプロジェクタを整備する等の計画が進められています． あらゆる教科教育においてコンピュータを利用した教材 (数十秒の動画コンテンツなど)をふんだんに利用しながら授業を進めることにより， 教育効果を高めることがねらいです．(参考リンク：まなびねっと 内の解説)

我々は，教育効果をより高めるためには， 生徒が授業への参加意識を高めるインタラクティブな仕組みが 必要であると考えています． しかし，導入や運用にあたっては教師や生徒に与える負荷や影響を考慮しつつ 行う必要があると考えます．

我々は，従来の授業形態を踏襲しつつ，インタラクティブな仕組みを導入するため， 授業における生徒の筆記活動を収集し，教師側に送信する機構に基づく インタラクティブ授業支援システム ``AirTransNote'' を提案しています．
本システムは，デジタルインクを利用して収集した生徒の筆跡を， 無線LAN付きPDAを介して教師の計算機に リアルタイムに 送信し， 閲覧や解析を行うものです．これにより，より双方向性の高い授業が可能となり， 生徒と教師のコミュニケーションの深化が期待できると考えています．

本ページは，AirTransNote に関する情報と，関連ソフトウェアを広く公開するために設けたものです．

ちなみに本研究は，科学研究費補助金「特定領域研究」新世紀型理数科系教育の展開研究 における，研究課題 「創造性を育む実世界指向教育支援システムの研究」 (A04班第2グループ) の一環として行われています．

システム構成

【現在の生徒側システム】
アノト方式のデジタルペンを使用し，NTTコムウェアのDigital Pen Gateway Systemを使用して教師用計算機に筆記を集約しています．
【以前の生徒側のシステムAirTransNote Transmitter】
生徒がプリントやノートに書いた筆跡情報を，ストローク毎にまとめて教師側 の計算機にリアルタイムで送るためのシステムです．
PDAにはPocketPC2003，デジタルインクには超音波方式を採用している inkLink (解説ページ) を使用しています．
inkLink から PDAへの情報の送信にはIrDA を利用します．
PDA から教師用計算機への情報の送信には，無線または有線LANが利用できます．
【教師側のシステムAirTransNote Manager(server)】
ATN Manager は，ATN Transmitter からの筆跡情報を受信し， 閲覧表示・保存するサーバです． ATN Manager は Javaアプリケーションとして作成しています． ズーミング機能により，生徒の筆跡を拡大表示できます．
【解答の集計画面】
ATN Manager では，生徒の筆記に対して領域認識を行うことができますので， 簡易クイズやアンケートといった用途に利用できます． 回答は，ATN Managerにより即時集計・ヒストグラム表示することができます．

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このシステムに関連する論文など (PDF)

  1. Kazuya Kishi, Motoki Miura: Detecting Learners’ Weak Points Utilizing Time Intervals of Pen Strokes, International Journal of Learning Technologies and Learning Environments, International Institute of Applied Informatics, Vol. 1, No. 1, pp. 61-77, March 2018. (info)
  2. Motoki Miura: ReactiveWebATN: Web-based Handwriting Note Sharing System for Distance Learning, Proceedings of 21th International Conference on Knowledge-Based and Intelligent Information & Engineering Systems (KES2017), Marceille, France, pp. 1326-1333, September 2017. (info)
  3. Kazuya Kishi, Motoki Miura: Detecting Learners' Weak Points Utilizing a Digital Pen, 6th IIAI International Congress on Advanced Applied Informatics (6th International Conference on Learning Technologies and Learning Environments), Hamamatsu, pp. 762-767, July 2017.
  4. 前田 祐樹，三浦 元喜：学習者筆記の自動ブロック分割，情報処理学会インタラクション2017，東京，pp. 526-528，2017年3月．
  5. 三浦 元喜：Web技術に基づく柔軟性の高いディジタルペン筆記共有基盤，日本教育工学会全国大会，大阪，pp. 835-836，2016年9月． (pdf)
  6. 三浦 元喜：Web技術を活用した柔軟でオープンなディジタルペン筆記共有基盤，第23回インタラクティブシステムとソフトウェアに関するワークショップ, 日本ソフトウェア科学会 WISS 2015，日出，大分，pp. 147-148，2015年12月． (pdf)
  7. Motoki Miura, Yusaku Kobayashi: Detecting Erase Strokes from Online Handwritten Notes using Support Vector Classification, Proceedings of 19th International Conference on Knowledge-Based and Intelligent Information & Engineering Systems (KES2015), Singapore, pp. 952-959, September 2015. (info)
  8. 前田 祐樹，三浦 元喜：ディジタルペン筆記における学習状況把握のための削除・被削除ストロークの検出，情報処理学会情報教育シンポジウム(SSS2015)，境港，鳥取，pp. 109-116，2015年8月． (info)
  9. 三浦 元喜：ディジタルペンによる同期型遠隔講義の活性化システム，情報処理学会インタラクション2014，東京，pp. 657-660，2014年3月． (pdf)
  10. Motoki Miura, Takamichi Toda: Extraction of Writing Carefulness from Online Handwritten Data, 22nd FIM Int. Conference on Interdisciplinary Mathematics, Statistics and Computational Techniques, Kitakyushu, Fukuoka, pp. 113-118, November 2013. (pdf)
  11. 戸田 隆道，三浦 元喜，赤瀬 駿：デジタルペン筆記情報に基づく筆記の丁寧度の抽出，情報処理学会情報教育シンポジウム(SSS2013)，岩手，pp. 147-153，2013年8月，学生奨励賞 受賞． (pdf)
  12. Motoki Miura, Shun Akase, Takamichi Toda: Estimating the Care with which Notes are Written from Online Handwritten Character Data, Proceedings of the 6th International Conference on Intelligent Interactive Multimedia Systems and Services, Sesimbra, Portugal, pp. 195-203, June 2013. (pdf)
  13. 赤瀬 駿：デジタルペンを用いた丁寧な文字の分析，九州工業大学工学部総合システム工学科卒業論文，2013年2月． (pdf)
  14. 坂東 宏和，加藤 直樹，三浦 元喜：授業映像・写真・筆記コメントを同期表示できる授業評価記録・閲覧システムの設計と試作，情報処理学会研究報告 ，Vol. 2013-CE-11，No. 1，東京農工大学，pp. 1-8，2013年2月．
  15. 杉原 太郎，三浦 元喜：高校の数学授業実践を通じたデジタルペンシステムの効果，情報処理学会論文誌，Vol. 54，No. 1，pp. 192-201，2013年1月． (info)
  16. 三浦 元喜：教室内におけるICT活用〜ディジタルペン筆記共有システムの実践事例〜 （特集：教育におけるICTと映像情報の活用），映像情報メディア学会誌，Vol. 66，No. 8，pp. 631-634，2012年8月． (info)
  17. Motoki Miura, Taro Sugihara, Susumu Kunifuji: Improvement of Digital Pen Learning System for Daily Use in Classrooms, Educational Technology Research, Vol. 34, pp. 49-57, October 2011.
  18. 三浦 元喜，杉原 太郎，國藤 進：一般教室での日常的利用を考慮したデジタルペン授業システムの改良，日本教育工学会論文誌，Vol. 34，No. 3，pp. 279-287，2010年12月． (CiNii)
  19. Taro Sugihara, Motoki Miura, Susumu Kunifuji: Practicing on Stage: Increasing Transparency and Interaction in Class Activity with Digital Pen system, Proceedings of the 14th International Conference on Knowledge-Based and Intelligent Information and Engineering Systems (KES2010), LNAI 6279, Cardiff, Wales, UK, pp. 457-464, September 2010. (info)
  20. Motoki Miura, Taro Sugihara, Susumu Kunifuji: Instant Seat Mapping for Student Note Sharing Lecture, The 10th IEEE International Conference on Advanced Learning Technologies (ICALT 2010), Sousee, Tunisia, pp. 382-383, July 2010. (info)
  21. Taro Sugihara, Takumi Miura, Motoki Miura, Susumu Kunifuji: Examining the Effects of the Simultaneous Display of Students' Responses using a Digital Pen System on Class Activity A Case Study of an Early Elementary School in Japan, The 10th IEEE International Conference on Advanced Learning Technologies (ICALT 2010), Sousee, Tunisia, pp. 294-296, July 2010. (info)
  22. 杉原 太郎，三浦 元喜，國藤 進：Practicing on Stage: デジタルペンシステムによる授業過程の見える化とインタラクションの増加，情報処理学会インタラクション2010シンポジウム，東京，pp. 135-142，2010年3月． (pdf)
  23. 三浦 元喜，杉原 太郎，阪本 康之，三浦 匠，國藤 進：無線デジタルペンが可能にする新しい授業のかたち，日本教育工学会　第25回全国大会 （課題研究），東京，pp. 35-38，2009年9月． (pdf)
  24. 杉原 太郎，三浦 元喜，阪本 康之，國藤 進：教室の中の舞台：デジタルペンを用いた双方向型授業の提案，情報処理学会研究報告，Vol. 2009-HCI-1，No. 3，金沢，pp. 1-8，2009年5月．
  25. Motoki Miura, Susumu Kunifuji, Yasuyuki Sakamoto: Practical Environment for Realizing Augmented Classroom with Wireless Digital Pens, Proceedings of the 11th International Conference on Knowledge-Based Intelligent Information and Engineering Systems (KES2007), Italy, pp. 777-785 (Part III, LNAI 4694), September 2007. (SpringerLink)
  26. 三浦 元喜，國藤 進，阪本 康之：生徒のデジタルペン筆記を利用したインタラクティブ学習環境とその実践，日本科学教育学会第31回年会論文集，北海道大学，pp. 247-250，2007年8月． (info)
  27. Motoki Miura, Susumu Kunifuji, Yasuyuki Sakamoto: AirTransNote: An Instant Note Sharing and Reproducing System to Support Students Learning, Proceedings of the 7th IEEE International Conference on Advanced Learning Technologies (ICALT2007), Niigata, Japan, pp. 175-179, July 2007. (IEEE Digital Library)
  28. 三浦 元喜，國藤 進，阪本 康之：デジタルペンを用いた生徒の思考プロセスに着目した学びの場，第２８回北陸三県教育工学研究大会石川大会/ 第３２回全日本教育工学研究協議会北陸大会，金沢大学教育学部教育実践総合センター，pp. 41-44，2007年3月．
  29. 大和 卓人，三浦 元喜，國藤 進：数学図形問題を対象とした図形作問学習システム，第4回知識創造支援システム・シンポジウム，北陸先端科学技術大学院大学，pp. 68-75，2007年2月．
  30. 三浦 元喜，國藤 進：デジタルペンを用いた「教室内学習活動の見える化」システム，教育システム情報学会（JSiSE）特集研究会「新しいメディア／デバイスを活用した学習支援環境」，大阪経済大学，pp. 74-79，2006年12月．
  31. Motoki Miura, Susumu Kunifuji: Hybrid Approach of Augmented Classroom Environment with Digital Pens and Personal Handhelds, Proceedings of the 10th International Conference on Knowledge-Based Intelligent Information and Engineering Systems (KES2006), Bournemouth, UK, pp. 1019-1026, October 2006. (pdf)
  32. 三浦 元喜，國藤 進：紙と電子デバイスを相補的に扱う教育の情報化システム，情報処理学会コンピュータと教育研究会，情報教育シンポジウムSSS2006(Summer Symposium in Sengokuhara 2006)，千石原，箱根，pp. 143-148，2006年8月．
  33. 大和 卓人，三浦 元喜，國藤 進：数学図形問題を対象とした作問学習支援システムの提案，情報処理学会コンピュータと教育研究会，情報教育シンポジウムSSS2006(Summer Symposium in Sengokuhara 2006)，千石原，箱根，pp. 83-87，2006年8月．
  34. Yoshitugu Inoue, Motoki Miura, Susumu Kunifuji: Effect of Digitized Note Rearrangement on Remembrance, Proc of The First International Conference on Knowledge, Information and Creativity Support Systems(KICSS2006), Ayutthaya, Thailand, pp. 155-162, August 2006. (pdf)
  35. Ryunosuke Fujimoto, Shinobu Hasegawa, Motoki Miura, Susumu Kunifuji: Development of Community Based Learning System at a University, Proc of The First International Conference on Knowledge, Information and Creativity Support Systems(KICSS2006), Ayutthaya, Thailand, pp. 66-71, August 2006.
  36. Motoki Miura, Susumu Kunifuji, Buntarou Shizuki, Jiro Tanaka: AirTransNote: Augmenting Classrooms with Digital Pen Devices and RFID Tags, Proceedings of IEEE Int. Workshop on Wireless and Mobile Technologies in Education (WMTE2005), pp. 56-58, November 2005. (pdf)
  37. 三浦 元喜，國藤 進：デジタルペンとRFIDタグを活用した実世界指向教室のデザインと試験運用，日本科学教育学会平成17年度第3回研究会「新世紀型理数科系教育とＩＣＴの活用」，筑波学院大学，2005年11月．
  38. 三浦 元喜，國藤 進，志築 文太郎，田中 二郎：デジタルペンとPDAを利用した実世界指向インタラクティブ授業支援システム，情報処理学会論文誌，Vol. 46，No. 9，pp. 2300-2310，2005年9月． (pdf)
  39. 三浦 元喜，國藤 進：AirTransNote: デジタルペンを利用した実世界指向教育支援環境の構築，人工知能学会第43回先進的学習科学と工学研究会，Vol. 43，静岡県，pp. 45-50，2005年3月．
  40. 三浦 元喜，國藤 進：デジタルペンを利用したインタラクティブ授業支援システム 〜一般教室における協調的学習環境の構築を目指して〜，日本創造学会 知識創造支援システム・シンポジウム，北陸先端大，2005年3月． (pdf)
  41. 三浦 元喜，志築 文太郎，田中 二郎：Snail system: デジタルペンとPDAを用いた教室内インタラクション支援システム，情報処理学会インタラクション2004デモ発表，東京，2005年3月． (pdf)
  42. Motoki Miura, Susumu Kunifuji, Buntarou Shizuki, Jiro Tanaka: Augmented Classroom: A Paper-Centric Approach for Collaborative Learning System, Proceedings of 2nd International Symposium on Ubiquitous Computing Systems (UCS2004), LNCS3598, pp. 104-116, November 2004. (pdf)
  43. 三浦 元喜，國藤 進，志築 文太郎，田中 二郎：双方向授業のためのデジタルペンを利用した手書き筆記交換システム，マルチメディア，分散，協調とモバイルシンポジウム(DICOMO2004)，長崎雲仙，pp. 69-72，2004年7月，優秀論文賞(2004/8/6) 受賞． (pdf)
  44. 三浦 元喜，志築 文太郎，田中 二郎：PDAとデジタルインクを利用したインタラクティブ授業支援システム，日本ソフトウェア科学会第20 回大会（2003 年度）論文集，愛知県立大学，5pages，2003年9月．

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