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マトリックス型テキスト編集モデルによる
学習過程の可視化
v1 2014-03-15
◎山口琢(学生)、大場みち子、高橋修
公立はこだて未来大学
1JSiSE 2013年度特集研究会 2014-03-15、山口琢@はこだて未来大学
アジェンダ
•  デモ: マトリックス型文章編集
•  背景と課題: 支援システムの…
–  長期間にわたる大規模な実践
–  学習・教育との連携による相互改善
–  それらの持続可能性
•  作文支援システムへの提案
•  先行研究
•  ア...
マトリックス型文章編集
デモ
JSiSE 2013年度特集研究会 2014-03-15、山口琢@はこだて未来大学 3
編集操作ログ
デモ
JSiSE 2013年度特集研究会 2014-03-15、山口琢@はこだて未来大学 4
背景と目的を対応づけて整理している
マトリックスに、行を追加する
JSiSE 2013年度特集研究会 2014-03-15、山口琢@はこだて未来大学 5
JSiSE 2013年度特集研究会 2014-03-15、山口琢@はこだて未来大学 6
デモ用のログ出力	
  
行追加ボタン	
  
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行が追加された	
  
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RowAppend: 行が追加された
追加先のマトリックスのidはcc_117
行内にはセルが2つ追加されていて、idはcc_323とcc_324である
追加した行にテキストを書き込む
JSiSE 2013年度特集研究会 2014-03-15、山口琢@はこだて未来大学 9
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paragraphBefore: 段落が追加された。
追加された段落を含む要素のidはcc_324。
それって、さっき追加した行内のセルだ!
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支援システムの背景と課題
JSiSE 2013年度特集研究会 2014-03-15、山口琢@はこだて未来大学 12
持続可能な学習教育支援システムの開発と運用
ICT技術の発展と全ての教育機関(初等・中等・高等教育機関等の公式
教育機関,企業や教育サービス業者等の非公式教育機関を含む)にお
ける情報インフラ整備の進展に伴い,これまでに蓄積されてきた教育
シス...
支援システムの課題
•  長期間にわたる大規模な実践
•  学習・教育との連携による(相互)改善
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長期間にわたる…実践
•  ある指導を長期に運用
–  教室,指導法,システムの長期運用
•  ある人が長期に学習
–  小中高大,仕事,プライベート
JSiSE 2013年度特集研究会 2014-03-15、山口琢@はこだて未来大学 15
…大規模な実践
•  様々な情報環境
– 様々な情報機器
– 様々な支援システム
•  様々な学習者
– 習熟度,障がい者
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長期にわたる大規模な実践
整理
•  クロスプラットフォーム
•  支援システム間の相互運用性
•  アクセシビリティ
•  機密保護
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学習・教育との連携による相互改善
•  学習・教育の改善
– 中立性
目指す学習や教育の形に対する一定の中立性
– 学習・教育状況の可視化
比較や変化の検出
•  システムの改善
– 新たな知見のフィードバック
JSiSE 2013年度特集研究...
作文支援システムへの提案
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作文支援システムへの提案
•  Open Web Platformの採用
– W3C,Unicode Consortium,IETF,…
– HTML,CSS,ECMAScript,HTTP,…
•  新たな文章編集モデルの開発
– 作文支援シ...
OWPの採用
 文章編集モデル
クロスプラットフォーム
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相互運用性
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アクセシビリティ
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機密保護
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OWPの採用
 文章編集モデル
クロスプラットフォーム
 ✓
相互運用性
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アクセシビリティ
 ✓
機密保護
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学習の可視化
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指導の可視化
指導・レビュー後の行動が違うということが分かる
違うということと、その良し悪しとは別
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指導・レビュー
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先行研究
文章編集モデル
JSiSE 2013年度特集研究会 2014-03-15、山口琢@はこだて未来大学 25
先行研究の検討:アジェンダ
1. 中立な作文可視化システムの例
2. キーストローク・ロギング
3. プログラミング状況を可視化する例
4. 従来の文章編集モデル
↓
新しい文章編集モデルが必要
JSiSE 2013年度特集研究会 2014-0...
1. 中立な作文可視化システムの例
学習者センシングのための筆記行為の検知手法と
評価
江木・尾澤 2012,日本教育工学会論文誌
•  加速度センサを用いて学習者の筆記行為を検知
•  筆記行為を検知して学習状況を推定
•  教員が多数の学習...
2. キーストローク・ロギング
Keystroke logging in writing research: Using
Inputlog to analyze and visualize writing processes
LEIJTEN &...
3. プログラミング状況を可視化する例
プログラマのデバッグ能力をキーストロークから
測定する方法
高田・鳥居 1994,電子情報通信学会論文誌
•  キーストローク監視,プログラマの活動を分類
•  プログラミングで使用するツールの起動も含む...
…では,
文章編集システムの機能を
もっと記録すればよいのか?
JSiSE 2013年度特集研究会 2014-03-15、山口琢@はこだて未来大学 30
4. 従来の文章編集モデル
•  ページ型モデル
– 「2段組への図の配置で苦慮」などを検知
– それは,作文指導で知りたいことではない.
•  アウトライン型モデル
– 「〆切直前に『はじめに』を修正している」
などを検知
– その意図を検知...
指導のうえで
知りたいことを検知できる,
新たな文章編集モデルが必要
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アプローチ
JSiSE 2013年度特集研究会 2014-03-15、山口琢@はこだて未来大学 33
テクノロジー・プッシュ・アプローチ
「教育工学研究の方法」(清水ら 2012)
•  v.s. リクワイアメント・プル
•  問題抽出フェーズ
–  マトリックス型の文章編集モデルが役立つのでは
ないか
–  Proof of Concept(...
POCにおける評価
OWP技術によって,
マトリックス型の文章編集モデルを,
実装することができる
↓
プロトタイプを開発
– エディターとして使える
– ログから何らかの解釈を導き出せる
– メモリー所要量が許容範囲内である
JSiSE 20...
結果と考察
JSiSE 2013年度特集研究会 2014-03-15、山口琢@はこだて未来大学 36
•  エディターとして使える
•  ログから何らかの解釈を導き出せる
•  メモリー所要量が許容範囲内である
JSiSE 2013年度特集研究会 2014-03-15、山口琢@はこだて未来大学 37
プロトタイプの評価
•  今回の投稿などを作成
JSiSE 2013年度特集研究会 2014-03-15、山口琢@はこだて未来大学 38
エディターとして使える
ログから何らかの解釈を導き出せる
JSiSE 2013年度特集研究会 2014-03-15、山口琢@はこだて未来大学 39
マトリックス操作
段落追加など
文字編集など
〆切間際には、	
  
視点は再考しないらしい…	
  
メモリー所要量が許容範囲内である 1/2
テキスト出力したものをWordに読み込んで
比較
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メモリー所要量が許容範囲内である 2/2
•  編集せず,ただ表示するだけの場合(view)
と比較
•  普通のHTML文章なので
JSiSE 2013年度特集研究会 2014-03-15、山口琢@はこだて未来大学 41
まとめと今後
JSiSE 2013年度特集研究会 2014-03-15、山口琢@はこだて未来大学 42
まとめ
•  長期間にわたる大規模な実践において,
学習・教育との連携による(相互)改善を
持続するには
•  Open Web Platformの技術を使って,
新しい文章編集モデルを開発する
必要がある
•  OWP技術を使って,
マトリッ...
今後
•  問題抽出フェーズ
– マトリックス型の文章編集モデルが役立つの
ではないか
– Proof of Concept(POC)を実施
↓ ここから
•  実践・評価フェーズ
•  改善フェーズと第2ラウンド以降
JSiSE 2013年度...
以上
JSiSE 2013年度特集研究会 2014-03-15、山口琢@はこだて未来大学 45
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マトリックス型テキスト編集モデルによる学習過程の可視化

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2014年03月14日(金)、教育システム情報学会(JSiSE)2013年度特集研究会にて。

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  1. 1. マトリックス型テキスト編集モデルによる 学習過程の可視化 v1 2014-03-15 ◎山口琢(学生)、大場みち子、高橋修 公立はこだて未来大学 1JSiSE 2013年度特集研究会 2014-03-15、山口琢@はこだて未来大学
  2. 2. アジェンダ •  デモ: マトリックス型文章編集 •  背景と課題: 支援システムの… –  長期間にわたる大規模な実践 –  学習・教育との連携による相互改善 –  それらの持続可能性 •  作文支援システムへの提案 •  先行研究 •  アプローチ •  結果と考察 •  まとめと今後 JSiSE 2013年度特集研究会 2014-03-15、山口琢@はこだて未来大学 2
  3. 3. マトリックス型文章編集 デモ JSiSE 2013年度特集研究会 2014-03-15、山口琢@はこだて未来大学 3
  4. 4. 編集操作ログ デモ JSiSE 2013年度特集研究会 2014-03-15、山口琢@はこだて未来大学 4
  5. 5. 背景と目的を対応づけて整理している マトリックスに、行を追加する JSiSE 2013年度特集研究会 2014-03-15、山口琢@はこだて未来大学 5
  6. 6. JSiSE 2013年度特集研究会 2014-03-15、山口琢@はこだて未来大学 6 デモ用のログ出力   行追加ボタン  
  7. 7. JSiSE 2013年度特集研究会 2014-03-15、山口琢@はこだて未来大学 7 行が追加された  
  8. 8. JSiSE 2013年度特集研究会 2014-03-15、山口琢@はこだて未来大学 8 RowAppend: 行が追加された 追加先のマトリックスのidはcc_117 行内にはセルが2つ追加されていて、idはcc_323とcc_324である
  9. 9. 追加した行にテキストを書き込む JSiSE 2013年度特集研究会 2014-03-15、山口琢@はこだて未来大学 9
  10. 10. JSiSE 2013年度特集研究会 2014-03-15、山口琢@はこだて未来大学 10 paragraphBefore: 段落が追加された。 追加された段落を含む要素のidはcc_324。 それって、さっき追加した行内のセルだ! テキスト(段落)が追加された
  11. 11. Yyyyyyy   zzzz     xxxx  xx  xx  xxx,  xx,   xxxx  x.  xxxx  xx  xx   xxx,  xx,  xxxx  x.     xxxx  xx  xx  xxx,  xx,   xxxx  x.  xxxx  xx  xx   xxx,  xx,  xxxx  x.     xxxx  xx  xx  xxx,  xx,   xxxx  x.  xxxx  xx  xx   xxx,  xx,  xxxx  x.           xxxx  xx  xx  xxx,  xx,   xxxx  x.  xxxx  xx  xx   xxx,  xx,  xxxx  x.     xxxx  xx  xx  xxx,  xx,   xxxx  x.  xxxx  xx  xx   xxx,  xx,  xxxx  x.     xxxx  xx  xx  xxx,  xx,   xxxx  x.  xxxx  xx  xx   xxx,  xx,  xxxx  x.     xxxx  xx  xx  xxx,  xx,   xxxx  x.  xxxx  xx  xx   xxx,  xx,  xxxx  x.     編集のアウトプット JSiSE 2013年度特集研究会 2014-03-15、山口琢@はこだて未来大学 11 xxx yyy xxx yyy Xxx  xxx Yxx  xxx xx yy zz xxx Axx Cxx   xxx   xxx Bxx Dxx   xxx   xxx xx yy zz xxx Axx Cxx   xxx   xxx Bxx Dxx   xxx   xxx xxx Exx Fxx   xxx   xxx xxx Gxx Hxx   xxx   xxx xxx Kxx Lxx   xxx   xxx xxx yyy Xxx  xxx Yxx  xxx xx yy zz xxx Axx Cxx   xxx   xxx Bxx Dxx   xxx   xxx xx yy zz xxx Axx Cxx   xxx   xxx Bxx Dxx   xxx   xxx xxx Exx Fxx   xxx   xxx xxx Gxx Hxx   xxx   xxx xxx Kxx Lxx   xxx   xxx ▲▲▲  ▲▲      ▲▲▲    ▲▲▲ ▲▲▲▲ ▲▲  ▲▲▲ ▲▲    ▲▲▲  ▲▲▲ ▲▲▲ ▲▲▲  ▲▲▲   考え方 (視点と その組合せ) 編集行動 パターン 文章 テンプレート (オプション)
  12. 12. 支援システムの背景と課題 JSiSE 2013年度特集研究会 2014-03-15、山口琢@はこだて未来大学 12
  13. 13. 持続可能な学習教育支援システムの開発と運用 ICT技術の発展と全ての教育機関(初等・中等・高等教育機関等の公式 教育機関,企業や教育サービス業者等の非公式教育機関を含む)にお ける情報インフラ整備の進展に伴い,これまでに蓄積されてきた教育 システム研究の成果をシステムの機能として実現すること,また開発 したシステムを日常的に利用して長期間にわたる大規模な実践をする ことが比較的容易になってきました.このような状況の中,今後一層 重要となるのが学習教育システムの開発と運用の持続可能性であり, 容易で継続的にシステムを運用できるようにすること,そして目指す 学習や教育の形と支援機能の連携を明確にして改善できるようにする ことが求められます.… JSiSE 2013年度特集研究会の趣旨 JSiSE 2013年度特集研究会 2014-03-15、山口琢@はこだて未来大学 13
  14. 14. 支援システムの課題 •  長期間にわたる大規模な実践 •  学習・教育との連携による(相互)改善 JSiSE 2013年度特集研究会 2014-03-15、山口琢@はこだて未来大学 14
  15. 15. 長期間にわたる…実践 •  ある指導を長期に運用 –  教室,指導法,システムの長期運用 •  ある人が長期に学習 –  小中高大,仕事,プライベート JSiSE 2013年度特集研究会 2014-03-15、山口琢@はこだて未来大学 15
  16. 16. …大規模な実践 •  様々な情報環境 – 様々な情報機器 – 様々な支援システム •  様々な学習者 – 習熟度,障がい者 JSiSE 2013年度特集研究会 2014-03-15、山口琢@はこだて未来大学 16
  17. 17. 長期にわたる大規模な実践 整理 •  クロスプラットフォーム •  支援システム間の相互運用性 •  アクセシビリティ •  機密保護 JSiSE 2013年度特集研究会 2014-03-15、山口琢@はこだて未来大学 17
  18. 18. 学習・教育との連携による相互改善 •  学習・教育の改善 – 中立性 目指す学習や教育の形に対する一定の中立性 – 学習・教育状況の可視化 比較や変化の検出 •  システムの改善 – 新たな知見のフィードバック JSiSE 2013年度特集研究会 2014-03-15、山口琢@はこだて未来大学 18
  19. 19. 作文支援システムへの提案 JSiSE 2013年度特集研究会 2014-03-15、山口琢@はこだて未来大学 19
  20. 20. 作文支援システムへの提案 •  Open Web Platformの採用 – W3C,Unicode Consortium,IETF,… – HTML,CSS,ECMAScript,HTTP,… •  新たな文章編集モデルの開発 – 作文支援システム間で共有できるモデル 個別の具体的なシステムではなく – 文章編集のモデル 作文の認知心理的モデルではなく (詳しくは後述) JSiSE 2013年度特集研究会 2014-03-15、山口琢@はこだて未来大学 20
  21. 21. OWPの採用 文章編集モデル クロスプラットフォーム ✓ 相互運用性 ✓ アクセシビリティ ✓ 機密保護 ✓ 中立性 ✓ 可視化 ✓   JSiSE 2013年度特集研究会 2014-03-15、山口琢@はこだて未来大学 21
  22. 22. OWPの採用 文章編集モデル クロスプラットフォーム ✓ 相互運用性 ✓ アクセシビリティ ✓ 機密保護 ✓ 中立性 ✓ 可視化 ✓   JSiSE 2013年度特集研究会 2014-03-15、山口琢@はこだて未来大学 22
  23. 23. 学習の可視化 JSiSE 2013年度特集研究会 2014-03-15、山口琢@はこだて未来大学 23 xxx yyy xxx yyy Xxx  xxx Yxx  xxx xxx yyy zzz Xxx  xxx Yxx  xxx Zxx  xxx   xxx,  xxx   xxxxx. xxx yyy zzz Xxx  xxx Yxx  xxx Zxx  xxx   xxx,  xxx   xxxxx. 既定の入力欄を埋めた 観点を足した 0から観点を構築した xxx yyy
  24. 24. 指導の可視化 指導・レビュー後の行動が違うということが分かる 違うということと、その良し悪しとは別 JSiSE 2013年度特集研究会 2014-03-15、山口琢@はこだて未来大学 24 指導・レビュー ▲▲▲  ▲▲              ▲▲      ▲▲▲  ▲         ▲▲▲ ▲▲▲▲ ▲▲         ▲▲▲▲ ▲▲  ▲▲▲ ▲▲   ▲▲   ▲▲▲  ▲▲▲ ▲▲▲         ▲▲▲ ▲▲▲ ▲▲▲  ▲▲▲ ▲▲▲ 編集が行われた ▲▲▲  ▲▲              ▲▲▲▲▲   ▲▲▲  ▲         ▲▲▲ ▲▲▲▲ ▲▲              ▲▲  ▲▲▲ ▲▲   ▲▲   ▲▲▲  ▲▲▲ ▲▲▲             ▲▲▲ ▲▲▲  ▲▲▲ ▲▲▲ マトリックス編集が 活発に行われた ▲▲▲  ▲▲                      ▲▲▲  ▲         ▲▲▲ ▲▲▲▲ ▲▲              ▲▲  ▲▲▲ ▲▲   ▲▲   ▲▲▲  ▲▲▲ ▲▲▲        ▲▲▲▲ ▲▲▲ ▲▲▲  ▲▲▲ ▲▲▲ 文字編集が 活発に行われた
  25. 25. 先行研究 文章編集モデル JSiSE 2013年度特集研究会 2014-03-15、山口琢@はこだて未来大学 25
  26. 26. 先行研究の検討:アジェンダ 1. 中立な作文可視化システムの例 2. キーストローク・ロギング 3. プログラミング状況を可視化する例 4. 従来の文章編集モデル ↓ 新しい文章編集モデルが必要 JSiSE 2013年度特集研究会 2014-03-15、山口琢@はこだて未来大学 26
  27. 27. 1. 中立な作文可視化システムの例 学習者センシングのための筆記行為の検知手法と 評価 江木・尾澤 2012,日本教育工学会論文誌 •  加速度センサを用いて学習者の筆記行為を検知 •  筆記行為を検知して学習状況を推定 •  教員が多数の学習者の状況を客観的に把握する ことを支援 ↑ •  手書きする限り,指導方法に対して中立 JSiSE 2013年度特集研究会 2014-03-15、山口琢@はこだて未来大学 27
  28. 28. 2. キーストローク・ロギング Keystroke logging in writing research: Using Inputlog to analyze and visualize writing processes LEIJTEN & VAN WAES 2013,Written Communication •  プレーン・テキスト・エディターを開発 •  文字や改行などの入力を記録 •  入力の間隔(pause)などを分析 •  初学者と熟達者とを比較 ↑ •  書き手がそのように編集する意図が分からない •  発話分析を組み合わせると,大規模化できない JSiSE 2013年度特集研究会 2014-03-15、山口琢@はこだて未来大学 28
  29. 29. 3. プログラミング状況を可視化する例 プログラマのデバッグ能力をキーストロークから 測定する方法 高田・鳥居 1994,電子情報通信学会論文誌 •  キーストローク監視,プログラマの活動を分類 •  プログラミングで使用するツールの起動も含む •  プログラマのデバッグ能力を測定 ↑ •  システムの高度な機能の使用をとらえている JSiSE 2013年度特集研究会 2014-03-15、山口琢@はこだて未来大学 29
  30. 30. …では, 文章編集システムの機能を もっと記録すればよいのか? JSiSE 2013年度特集研究会 2014-03-15、山口琢@はこだて未来大学 30
  31. 31. 4. 従来の文章編集モデル •  ページ型モデル – 「2段組への図の配置で苦慮」などを検知 – それは,作文指導で知りたいことではない. •  アウトライン型モデル – 「〆切直前に『はじめに』を修正している」 などを検知 – その意図を検知するのは困難 •  プレーン・テキスト型モデル – 様々な,ITによる作文に適用可能 – そのように編集する意図が分からない JSiSE 2013年度特集研究会 2014-03-15、山口琢@はこだて未来大学 31
  32. 32. 指導のうえで 知りたいことを検知できる, 新たな文章編集モデルが必要 JSiSE 2013年度特集研究会 2014-03-15、山口琢@はこだて未来大学 32
  33. 33. アプローチ JSiSE 2013年度特集研究会 2014-03-15、山口琢@はこだて未来大学 33
  34. 34. テクノロジー・プッシュ・アプローチ 「教育工学研究の方法」(清水ら 2012) •  v.s. リクワイアメント・プル •  問題抽出フェーズ –  マトリックス型の文章編集モデルが役立つのでは ないか –  Proof of Concept(POC)を実施 ← 今回はここまで •  実践・評価フェーズ •  改善フェーズと第2ラウンド以降 JSiSE 2013年度特集研究会 2014-03-15、山口琢@はこだて未来大学 34
  35. 35. POCにおける評価 OWP技術によって, マトリックス型の文章編集モデルを, 実装することができる ↓ プロトタイプを開発 – エディターとして使える – ログから何らかの解釈を導き出せる – メモリー所要量が許容範囲内である JSiSE 2013年度特集研究会 2014-03-15、山口琢@はこだて未来大学 35
  36. 36. 結果と考察 JSiSE 2013年度特集研究会 2014-03-15、山口琢@はこだて未来大学 36
  37. 37. •  エディターとして使える •  ログから何らかの解釈を導き出せる •  メモリー所要量が許容範囲内である JSiSE 2013年度特集研究会 2014-03-15、山口琢@はこだて未来大学 37 プロトタイプの評価
  38. 38. •  今回の投稿などを作成 JSiSE 2013年度特集研究会 2014-03-15、山口琢@はこだて未来大学 38 エディターとして使える
  39. 39. ログから何らかの解釈を導き出せる JSiSE 2013年度特集研究会 2014-03-15、山口琢@はこだて未来大学 39 マトリックス操作 段落追加など 文字編集など 〆切間際には、   視点は再考しないらしい…  
  40. 40. メモリー所要量が許容範囲内である 1/2 テキスト出力したものをWordに読み込んで 比較 JSiSE 2013年度特集研究会 2014-03-15、山口琢@はこだて未来大学 40
  41. 41. メモリー所要量が許容範囲内である 2/2 •  編集せず,ただ表示するだけの場合(view) と比較 •  普通のHTML文章なので JSiSE 2013年度特集研究会 2014-03-15、山口琢@はこだて未来大学 41
  42. 42. まとめと今後 JSiSE 2013年度特集研究会 2014-03-15、山口琢@はこだて未来大学 42
  43. 43. まとめ •  長期間にわたる大規模な実践において, 学習・教育との連携による(相互)改善を 持続するには •  Open Web Platformの技術を使って, 新しい文章編集モデルを開発する 必要がある •  OWP技術を使って, マトリックス型の文章編集モデルを, 実装することができそうだ. JSiSE 2013年度特集研究会 2014-03-15、山口琢@はこだて未来大学 43
  44. 44. 今後 •  問題抽出フェーズ – マトリックス型の文章編集モデルが役立つの ではないか – Proof of Concept(POC)を実施 ↓ ここから •  実践・評価フェーズ •  改善フェーズと第2ラウンド以降 JSiSE 2013年度特集研究会 2014-03-15、山口琢@はこだて未来大学 44
  45. 45. 以上 JSiSE 2013年度特集研究会 2014-03-15、山口琢@はこだて未来大学 45
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