12/11 教育工学研究会での発表

1. Media Interaction Laboratory, Osaka Institute of Technology
授業振り返りのための授業中の
児童生徒に対する教員の行動解析
河内 治遼♰1 大井 翔♰1 後藤 壮史♰2
大阪工業大学♰1
奈良県王寺町立王寺小学校♰2 1
2021/12/11
教育工学研究会(ET)
オンライン開催

2. Media Interaction Laboratory, Osaka Institute of Technology
研究背景
新任教員は授業中に
おける生徒の状態に
応じた臨機応変な対応を
することが困難[1]
この問題を解決するスキル
向上の方法がいくつか
提案されている
2
解決するには…
課題 解決
2021/12/11
[1]高谷将宏，学習者と教師の視点を基にした授業構想力育成の指導に関する事例的研究，Vol.43，No.3，
pp.266-279，2019

3. Media Interaction Laboratory, Osaka Institute of Technology
対応力のスキルアップ一覧
方法１:実践回数 方法２:他人の授業観察
3
方法３:第三者による評価 方法４:カメラで振り返り
時間がかかる 時間と人を
用意できない
カメラを見返す
のに時間がかかる
2021/12/11
時間と人を
用意できない

4. Media Interaction Laboratory, Osaka Institute of Technology
振り返りの着眼点
2021/12/11 4
カメラによる振り返り方法
着眼点の種類
• 教員
授業内容
行動
発話
• 児童生徒
態度

5. Media Interaction Laboratory, Osaka Institute of Technology
カメラを用いた振り返りの関連研究
教員視線による振り返り
授業観察時における分析[2]
• 教員の視線が着眼点
授業中の発話による振り返り
言葉による分析[3]
• 教員の発話が着眼点
5
2021/12/11
[2]大井翔，後藤壮史：初心者教員と現職教員間の授業観察時の定量的分析に関する研究，信学技報，Vol.120，No.289，pp.43-46，2020
[3]Wang yuchen，大井翔，松村耕平，野間春夫：新任教員の授業力向上のための授業振り返りシステムに関する研究，情報処理学会インタラクション2021，pp.753-757

6. Media Interaction Laboratory, Osaka Institute of Technology
目的
•本研究ではカメラ撮影による教員の
児童生徒に対する行動に着眼点を置く
•カメラ撮影による問題点である振り返る時間を
短くすることを目的とする
6
時間が...
振り返り機能
2021/12/11

7. Media Interaction Laboratory, Osaka Institute of Technology
提案システム
7
1.システムに動画を入力
2.システムが評価ポイントを抽出した動画を出力
振り返りポイントを抽出
実際の授業動画
2021/12/11
カメラ
A.評価モデル
評価の基準を作成
B.骨格認識
(Open Pose)
振り返るポイントを
検出

8. Media Interaction Laboratory, Osaka Institute of Technology
A.評価基準の元となる評価モデル
8
•17本の授業データから統計，対象は小学校
•著者が以下をピックアップ
•授業に集中していない児童生徒
•対象の児童生徒に対する教員の行動
•質問紙は評価モデル作成時に用いる
2021/12/11
著者 質問紙を作成
A.評価モデル
B.骨格認識

9. Media Interaction Laboratory, Osaka Institute of Technology
A.ピックアップした項目
9
2021/12/11
授業に集中していない児童生徒の状態
対象の児童生徒に対する教員の行動
• 寝ている
• 立ち歩いている
• 体の姿勢が悪い
(前に倒れた体勢)
• 前を見ていない
• 立って他の児童生徒と話している
• 板書を書いていない
• 話している
• 教科書を閉じている
• 違うところを見ている
• 肩をたたく
• 指を指す
• 放置する
• 声をかける
A.評価モデル
B.骨格認識

10. Media Interaction Laboratory, Osaka Institute of Technology
実験A.評価モデル作成の質問紙調査
•過去の授業データより授業に集中していない
児童生徒9種類に対しての行動
•なぜそのような行動を行うか自由記述
•教員免許所持の人23名を対象
•教員経験者11名，教員未経験者12名
10
2021/12/11
A.評価モデル
B.骨格認識

11. Media Interaction Laboratory, Osaka Institute of Technology
A.質問紙調査による結果と考察
•「声をかける」の回答が多くみられた
•「その他」は選択肢以外の記述行動
•教科書から問題を出す、黙るなど
11
2021/12/11
A.評価モデル
B.骨格認識

12. Media Interaction Laboratory, Osaka Institute of Technology
A.質問紙調査によるグラフ
12
寝ている生徒
話している生徒
立ち歩いている生徒
体の姿勢が悪い生徒
前を見ていない生徒
教科書を閉じている生徒
立って他の生徒と話している生徒
板書を書いていない生徒
違うところを見ている生徒
2021/12/11
33
19
26
20
25
8
11
63
58
80
57
76
46
84
91
63
21
19
8
4
23
12
17
4
8
8
9
7
放置する 声をかける 肩をたたく
指を指す その他
A.評価モデル
B.骨格認識

13. Media Interaction Laboratory, Osaka Institute of Technology
A.AIテキストマイニング[4]による結果と考察
• 教員経験者は妨げる，妨げなどが強調
授業に集中していない児童生徒に対して抑止的な思考
• 教員未経験者は板書などが強調
授業に集中していない児童生徒に対して抑止的ではない思考
13
経験者のワードクラウド 未経験者のワードクラウド
2021/12/11 [4]ユーザーローカル テキストマイニングツール(https://textmining.userlocal.jp/)(2021/11/17)
A.評価モデル
B.骨格認識

14. Media Interaction Laboratory, Osaka Institute of Technology
B.Open Poseによる解析
•児童生徒と教員のインタラクションの振り返り
•骨格認識(Open Pose)を用いて検出
•特殊なカメラを使用しない
14
評価モデル
2021/12/11
A.評価モデル
B.骨格認識

15. Media Interaction Laboratory, Osaka Institute of Technology
は教員の首骨格の
追跡を行う
実験B.Open Poseを用いた骨格認識
•過去の授業データを入力
•教員は児童生徒より首の骨格が上に存在することが多い
Y座標を用いることで教員の骨格を追跡
15
2021/12/11
A.評価モデル
B.骨格認識

16. Media Interaction Laboratory, Osaka Institute of Technology
Open Poseを用いた骨格認識の結果
Open Poseによる認識および追跡
16
2021/12/11
A.評価モデル
B.骨格認識

17. Media Interaction Laboratory, Osaka Institute of Technology
Open Poseを用いた骨格認識の考察
•オクルージョンの問題
•教員の首骨格を認識しないときに追跡が外れる
17
2021/12/11
教員
A.評価モデル
B.骨格認識

18. Media Interaction Laboratory, Osaka Institute of Technology
まとめ
18
背景
提案
展望
実験
• 教員は業務内容が多く多忙なため授業力のスキルアップが困難
• 振り返る着眼点が多く，本研究では児童生徒に対する対応を
メインとして行う
• 着眼点を定量化するため元となる評価モデルを作成
• 評価モデルに関連する部分をOpen Poseを用いて自動検出
• 評価モデル作成のために質問紙調査を実施
• 評価モデルを検出するためOpen Poseを用いて教員を追跡
• 質問紙調査の回答を受け評価モデルの作成に活用
• Open Poseによる追跡の強化
• Open Poseの骨格認識による行動解析
2021/12/11