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専門演習 第5回
『河野ゼミ研究紹介 』
2022年10月19日(水)
情報システム学系
ゲーム・アプリケーション研究室
河野義広
TOKYO JOHO UNIVERSITY
本日のメニュー
 流れ
 河野の自己紹介&研究歴
 河野ゼミの研究紹介
 河野ゼミの研究方針
 子ども向け学修支援システム
 河野ゼミの研究チーム
 ゼミ活動の紹介
2
TOKYO JOHO UNIVERSITY
本日のメニュー
 流れ
 河野の自己紹介&研究歴
 河野ゼミの研究紹介
 河野ゼミの研究方針
 子ども向け学修支援システム
 河野ゼミの研究チーム
 ゼミ活動の紹介
3
TOKYO JOHO UNIVERSITY
教員紹介
 名前:河野 義広(かわの よしひろ)
 所属:ゲーム・アプリケーション研究室
 専門:情報工学、教育工学
 所属学会:
 電子情報通信学会 ※サイバーワールド研究会専門委員
 教育システム情報学会
 日本デジタルゲーム学会 ※ゲーム教育研究部会メンバー
 テーマ:リアルタイムサイバーフィジカルシステム
 主体的な学びを促進する子ども向け学修支援システム
 リアルタイムWebゲームを実現するゲームデザイン基盤
4
TOKYO JOHO UNIVERSITY
河野の情報発信
 ソーシャルアカウント
 Twitter:@yoshi_kawano
 Facebook:河野 義広
 個人ブログ:「穏やかに楽しく生きる」研究者のブログ
 最近の様子
 今年9月で息子が3歳
 保育園の送迎が日課
 卒論ゼミは週7コマ
 地域活動とシステム開発
5
TOKYO JOHO UNIVERSITY
最近の様子(続き)
 厚生労働2022年8月号に取材記事が掲載
 2019年10月に2週間の育児目的休暇を取得
 2020年10月「イクメンスピーチ甲子園」決勝出場が契機
6
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河野の研究年表
7
研究
学部・修士
P2P型分散仮想環境
東京情報大学
2003 2006 2011 2020
2017
2014
会社員・博士・研究員
技術
リアルタイム
Webゲーム
ネットワークゲーム
・フィールド型仮想球技
・共有オブジェクト管理手法
・相補予測
・分散処理プロトコル
・DirectX(3DCG)
・ソケット通信
・並列分散処理
・同期制御技術
・Dead Reckoning
・リアルタイム性評価
ソーシャルメディア
リアルタイム
Webゲーム
・パーソナルブランディング
・7つの習慣の第二領域活動
・ポジティブ心理学と目標共有
地域活動と子どもの主体的な学び
・学修活動の収集&フィードバック
・プログラミング教育支援
・子どもの学びを促すゲーム研究
・ゲームデザイン
・ゲーム開発教育
Web技術
・Ajax
・Ruby on Rails
・Linuxサーバ
・CMS
ソーシャルメディア開発
・Twitter API
・データベース技術
・Web API開発
Webゲーム
・Node.js
・Pixi.js
Web技術
・Amazon Web Services
・Vue.js
・Docker
・オープンデータ
機械学習
・クラスタリング
・主成分分析
C/C++ JavaScript
Ruby
JavaScript
PHP
Python
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研究歴(学生時代)
 卒研配属~大学院修士課程(2003年度~2005年度)
 茨城大学工学部 米倉研究室にて、分散仮想環境の研究
 P2P型分散仮想環境における共有オブジェクト管理手法
 対戦型エアホッケーゲームでのパックの制御権管理を実現
 大学院博士課程(2006年度~2008年度)
 リアルタイム型オンラインゲームの整合性と応答性を評価
 WebゲームにおけるAjaxを用いた遠隔アバタの予測補間
 分散仮想環境のリアルタイム性に関する研究で博士号取得
 学会発表
 国内:東京、岐阜、種子島
 国外:シンガポール、ポルトガル 8
TOKYO JOHO UNIVERSITY
マルチプレイヤエアホッケーゲーム
9
TOKYO JOHO UNIVERSITY
マルチプレイヤでの管理領域の分割
10
TOKYO JOHO UNIVERSITY
Ajaxによるゲームロジックと通信部分の分離
 Ajaxの利点
 サーバとの非同期通信
 クライアント側でのゲームロジックの実行
 Webページの部分更新
 リアルタイムWebゲームの課題解決
 Ajaxによる内部処理と通信の分離
 Dead Reckoningによる補間処理
11
t
t
Remote
Local
transmission
interval
MVC loop’s interval
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Dead Reckoningによる予測・補間
 概要
 過去データを基に遠隔アバタの状態を時々刻々予測
 利点
 通信遅延の影響の軽減
 通信帯域の節約
12
位置 A(t)
時刻 T
予測・補間
t-ti
ti-2 ti-1 ti
A(ti)
A(ti-1)
A(ti-2)
t
TOKYO JOHO UNIVERSITY
AjaxによるリアルタイムWebゲーム
13
遠隔アバタの描画頻度が通信頻度に依存! ※ 1秒に1回通信&更新
TOKYO JOHO UNIVERSITY
AjaxによるリアルタイムWebゲーム改
14
DRの利用により遠隔アバタの描画頻度が通信頻度に非依存!
TOKYO JOHO UNIVERSITY
研究歴(会社員&研究員時代)
 ㈱インテック・ネットコア(2006年度~2009年度)
 IPv6の経路選択エージェントの開発
 大学での研究成果→車の衝突回避アルゴリズム
 安全確実なメッセージングシステムの研究開発
 茨城大学 博士研究員(2010年度)
 Web上のアテンション(人々の関心)の可視化システム
 地域活性化とSNS活用
 学会発表
 国内:東京、長崎、福岡
 国外:シンガポール、米国(カリフォルニア)
15
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研究歴(情報大)
 東京情報大学(2011年度~)
 地域・教育システム(略称:地域)
 子ども向け学修活動データ収集&フィードバックシステム
 主体性向上RPG、ICTリテラシーボードゲーム開発
 ヒューマンインタラクション(略称:インタラクション)
 7つの習慣に基づく自己実現支援システム
 ポジティブ心理学に基づく目標共有システム
 リアルタイムWebゲームのためのデザイン基盤技術
 学会発表
 国内:首都圏、札幌、香川、岡山、大分、沖縄
 国外:アルバニア、韓国、オーストラリア、イタリア、チェコ、スロバ
キア 16
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本日のメニュー
 流れ
 河野の自己紹介&研究歴
 河野ゼミの研究紹介
 河野ゼミの研究方針
 子ども向け学修支援システム
 河野ゼミの研究チーム
 ゼミ活動の紹介
17
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河野ゼミの研究紹介動画
18
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ICTリテラシーボードゲーム
19
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2022年度 就活実績
 2022年度の修士2年生がオンラインゲーム会社に内定
 内定先:株式会社シンクロジック
 FGOはじめオンラインゲームのクライアント・サーバの両開発
 iOS, Android, PC, PS4などマルチプラットフォーム対応
 専門技能、研究遂行力、プレゼン力など即戦力として評価
 ゲーム開発に関する専門的な研究テーマに取り組む
 学会発表を含む研究業績が不可欠 ※進学前提
20
TOKYO JOHO UNIVERSITY
活動紹介(地域)
 地域活動と研究について紹介します
21
TOKYO JOHO UNIVERSITY
IT大学
 地域活動の中で子ども達にITを教える活動
 プログラミング、名刺作り、放送局
 情報リテラシーを学ぶすごろくゲーム
22
TOKYO JOHO UNIVERSITY
こどものまち
 子ども主体のまちづくりイベント
 子どもだけが利用できるお店や役所などを企画・運営
23
TOKYO JOHO UNIVERSITY
地域活動を通じたシステム開発
 ITすごろく
 情報リテラシーから出題
 遊びながらITを学ぶ
 IT対する意識変化を調査
24
 お仕事センター
 こどものまちの仕事予約
 銀行とハローワーク
TOKYO JOHO UNIVERSITY
コロナ禍における地域活動の問題点
 こどものまち(子どもによる自治運営のまちづくり)
 参加者が一箇所に集中するため三密回避ができない
 大学生は学外活動が制限されサポートできない
25
TOKYO JOHO UNIVERSITY
オンラインと対面が連携する地域活動
 ウォークアドベンチャーの企画運営
 参加者はウォークラリーの要領で地域のスポットを巡る
 各スポットでミッションをクリアしタイムを競う
 クイズ,人探し,写真撮影など
 能力要素のICTリテラシーと
社会的な見方や考え方に対応
26
TOKYO JOHO UNIVERSITY
子ども向け学修支援システムの構想
27
フィジカル空間
サイバー空間
学修活動
データ収集
学修成果物
情報発信
主体的学修
フィードバック
志向の分析
行動特性
・モノを作る
・新しい使い方
を考える
・人に教える
…
興味
・科学
・文学
・芸術
・スポーツ
…
分析
学修課題の推薦
・学修活動・成果物の蓄積
・子ども達の志向分類
学修成果物
共有基盤
本人の志向に近い
学修課題の推薦
主体的な
学修課題の選択
興味のある人は
ぜひ大学院へ
TOKYO JOHO UNIVERSITY
佐原マッピングパーティ
 八坂神社周辺のOSM(OpenStreetMap)登録
 佐原山車マップを開発し、夏祭りにて提供
 課題:リアルタイムな山車位置表示は不可能
28
TOKYO JOHO UNIVERSITY
佐原ハッカソン
 短期集中型開発イベント(秋祭りと同時開催)
 成果物
 佐原ハンターズ、さわら飲み歩きマップ
29
TOKYO JOHO UNIVERSITY
佐原ハンターズ
 山車の位置情報をみんなで共有するシステム
30
TOKYO JOHO UNIVERSITY
さわら飲み歩きマップ
 出店や酒造などの飲めるポイントを地図上に表示
31
TOKYO JOHO UNIVERSITY
活動紹介(インタラクション)
 リアルタイムWebゲームの研究について紹介します
32
TOKYO JOHO UNIVERSITY
リアルタイムWebゲームの研究紹介
 目的
 リアルタイムWebゲーム実現のためのデザイン基盤の確立
 課題
 HTTP通信に依存しない高頻度での同期制御
 ゲームジャンルおよび仮想状態を考慮した時空間管理
 研究テーマ(大学院生3名が主導して研究進行中)
 QoE(Quality of Experience)に配慮した最適なチューニングパラ
メータ(予測アルゴリズム,同期制御手法,通信頻度や更新頻度
の調整など)の導出
 直感的操作によるWebゲーム開発支援システム
33
TOKYO JOHO UNIVERSITY
2Dアクションゲームのサンプル(1)
 通常時(遅延なし、フレームレート通常)
34
TOKYO JOHO UNIVERSITY
2Dアクションゲームのサンプル(2)
 通常時(遅延なし、フレームレート通常)
35
サーバに近いクライアント サーバから離れたクライアント
サーバからアイテム座標が送信されてい
ないため表示できない
サーバからの距離によって画面提示に差異が生じ
クライアント間での整合性を確保できない
相手のクライアントから送信された情報
の反映が遅い
TOKYO JOHO UNIVERSITY
2Dアクションゲームのサンプル(3)
 整合性確保のためのフレームレート低下処理(1 fps)
36
サーバに近いクライアント サーバから離れたクライアント
更新頻度のよりクライアント間での同期処理の時間を確保
理論上片道遅延500msまでの遅延を許容できるがゲーム性は破綻
TOKYO JOHO UNIVERSITY
Dead Reckoningの動作イメージ
 2DアクションゲームにおけるDR(遅延400ms)
37
TOKYO JOHO UNIVERSITY
直感的操作によるWebゲーム開発
 編集画面(ゲーム開発)
38
TOKYO JOHO UNIVERSITY
直感的操作によるWebゲーム開発
 マルチプレイ画面
39
TOKYO JOHO UNIVERSITY
直感的操作によるWebゲーム開発
 遅延発生時のマルチプレイの様子
40
TOKYO JOHO UNIVERSITY
本日のメニュー
 流れ
 河野の自己紹介&研究歴
 河野ゼミの研究紹介
 河野ゼミの研究方針
 子ども向け学修支援システム
 河野ゼミの研究チーム
 ゼミ活動の紹介
41
TOKYO JOHO UNIVERSITY
ゲームについて:皆さんに質問
 卒論でゲームを作りたい人?
 何のためのゲームか?
 娯楽のため
 子どものIT教育のため
 高齢者支援のため
 地域活性化のため
 人類の発展に貢献する手段としてのゲームがよい 42
もう一歩!
ただし、ネットワークゲームの効率化や DBの
分散化などの技術的な課題があればOK
いいね!!
プログラミング教育や情報リテラシーなど
いいね!!
地域貢献や多世代間交流
いいね!!
地域の助け合いのためのマッチングゲーム
河野ゼミの方針はどうか?
シリアスゲーム(社会課題の解決
を目的としたゲーム)に着目!!
TOKYO JOHO UNIVERSITY
人類の発展に貢献するVisionとは?
 地球にどれくらい水があるか:http://archive.fo/rsXS0
43
TOKYO JOHO UNIVERSITY
世界人口の推移と課題
 子ども達に可能性の種を蒔くことの意義
 国連の予測では、2055年に世界人口が100億人を突破
 気候変動・食料・水・エネルギーなど多くの課題が山積
 全人類で解決すべき課題 ⇒ 未来を担う子ども達が鍵
44
TOKYO JOHO UNIVERSITY
我々人類が直面する課題
 国連が提唱する2030年までの持続可能な開発目標
 Sustainable Development Goals(SDGs)
 17のグローバル目標と169のターゲット
45
TOKYO JOHO UNIVERSITY
サイバーフィジカルシステムの概要
 データ収集 ⇒ 解析・処理 ⇒ フィードバック の流れ
46
内閣府 Society 5.0,https://www8.cao.go.jp/cstp/society5_0/index.html
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河野ゼミの教育・研究方針
 ITの視点に立ち、社会の側面を見る
 社会課題を解決するためのシステム開発
 社会課題の場:子ども、学び、地域
 解決手段:Web、システム設計、データサイエンス、etc..
 IT(手段)と社会(問題意識)の両面が不可欠
47
TOKYO JOHO UNIVERSITY
卒論テーマ例
 子ども×学び×地域活動
 子どもの志向に基づく学修課題推薦システム
 子どもの主体性開発ゲームの開発
 プログラミング的思考育成システム
 ICTリテラシーゲームの開発
 Webゲーム×ゲームデザイン×リアルタイム
 リアルタイムWebゲームにおけるQoE(Quality of Experience)
の定量評価
 リアルタイムWebゲームのデザイン基盤技術
 オブジェクト配置による非エンジニア向けリアルタイムWebゲー
ム開発ツール
48
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研究テーマ
 主テーマ:リアルタイムサイバーフィジカルシステム
 主体的な学びを促進する子ども向け学修支援システム
 リアルタイムWebゲームを実現するゲームデザイン基盤
 ゲーミフィケーション× AI × リアルタイム
 ゲーミフィケーション:ゲームの仕組みや方法を応用
 ゲーム化(Gamify)することで現実世界の課題を解決
 教育、ビジネス、組織開発、スポーツなどの分野で応用
 AI:機械学習とオープンデータの活用
 学修ログ解析による志向抽出、ゲームデータ解析による設計算出
 オープンデータを活用した問題発見
 リアルタイム:実時間制約のある課題に着目
 機械学習による解析結果をリアルタイムにフィードバック 49
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ゲーミフィケーションの簡単な説明
 ゲーミフィケーションの要素(マクゴニガル 2011 )
 ゴール:達成すべき目標、ルール:制約条件
 フィードバックシステム:達成度の把握
 自発的参加:「越える必要のない障壁」
 バートルテストによる分類(バートル 1996)
50
参照:https://www.ssaits.jp/blog/motivation/gamification/bartle-test.html
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ゲーミフィケーションの6大要素
 惹きつけるゲームデザインのノウハウ
1. 能動的な参加 ⇒ やりたいときにできる
2. 達成可能な目標 ⇒ 最初は簡単な目標からコツコツ
3. 称賛を演出 ⇒ クリアしたら褒めてくれる
4. 即時フィードバック ⇒ すぐに結果が分かる
5. 成長の可視化 ⇒ どれくらい成長したか分かる
6. 独自性の歓迎 ⇒ 裏技や誰も知らない攻略法
 上記の要素を適度に組み合わせることが重要
 自分が好きなゲームではどの要素があるか?
 ゲーム以外の分野で導入された事例は何か?
51
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本日のメニュー
 流れ
 河野の自己紹介&研究歴
 河野ゼミの研究紹介
 河野ゼミの研究方針
 子ども向け学修支援システム
 河野ゼミの研究チーム
 ゼミ活動の紹介
52
TOKYO JOHO UNIVERSITY
主テーマ:子ども向け学修支援システム
 目的
 子ども達が学びたいことを主体的に選択できること
 方法
 子ども達の学修活動データ収集システム
 本人の志向推定による学修フィードバックシステム
 メンターからのフィードバックを得る学修成果物共有基盤
 学修とフィードバックの繰り返しによる主体性向上
53
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子ども向け学修支援システムの構想
54
フィジカル空間
サイバー空間
学修活動
データ収集
学修成果物
情報発信
主体的学修
フィードバック
志向の分析
行動特性
・モノを作る
・新しい使い方
を考える
・人に教える
…
興味
・科学
・文学
・芸術
・スポーツ
…
分析
学修課題の推薦
・学修活動・成果物の蓄積
・子ども達の志向分類
学修成果物
共有基盤
本人の志向に近い
学修課題の推薦
主体的な
学修課題の選択
興味のある人は
ぜひ大学院へ
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学修データ収集システムの概要
 基本方針
 子ども達の発達段階に合わせて内容の深さや聞き方の調整
 学修活動と発達段階に連動したアンケート項目の生成
 実現方法
 文科省の提言に基づき,発達段階を下記3分類に設定
 小学校1~3年:善悪の判断や集団生活,情操の涵養
 小学校4~6年:自己肯定感,思いやり,役割の自覚
 中学1年~:人間としての生き方・在り方,自立した生活を営む力
 発達段階3種,学修活動4種の計12パターンで実施
55
文部科学省:“子どもの発達段階ごとの特徴と重視すべき課題”,子どもの徳育に関する懇談会 「審議の概要」(案),
https://www.mext.go.jp/b_menu/shingi/chousa/shotou/053/gaiyou/attach/1286156.htm (2009)
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学修データ収集システム
 学修活動と学年に応じて動的にアンケートを生成
56
Kawano, Yoshihiro, & Kawano, Yuka (2021). Development of Learning Systems for Children to Promote Self-Directed Choosing
of Learning Tasks. International Journal of Mobile Computing and Multimedia Communications (IJMCMC), 12(3), 60-77.
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活動時の学修データ収集
 学修データ収集システムの利用
 回答時間短縮のため,アンケート項目は必要最小限
 「楽しかったこと、できたこと」の2項目
 楽しかったこと⇒志向の分類,できたこと⇒達成度の評価
 各項目で8件程度の多肢選択法で回答
 学修データに基づくフィードバックシステムの開発
57
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学修データ収集システム
 システム構成
 UI:Vue.js(Single Page Application用フレームワーク)
 アンケート構成情報:Web APIとして提供
 回答データ:MongoDBに記録
60
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学修フィードバックシステム
61
アチーバー ソーシャライザー
エクスプローラー
バートルテストに基づき各クラスタを命名
Y. Kawano, Y. Kawano, "A Proposal of Learning Feedback System for Children to Promote Self-directed Learning",
The 24th International Conference on Network-Based Information Systems (NBiS-2021) (Taichung, Taiwan), 2021.9.
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クラスタ割合とレーダーチャート
 達成度に応じたレベルアップ&称号付与
62
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被験者実験
 研究上の問い(リサーチクエスチョン)
 地域活動の参加者の志向に適応したリフレクション支援が次の
主体的な行動に好影響を与えるか
 実験環境
 2020年度,2021年度のウォークアドベンチャーで実施
 参加者数:2020年度 2日間で56名,2021年度 1日で23名
 収集データ数:2020年度 80件,2021年度 73件
 評価項目
 1) 活動回数毎の達成度推移
 2) 設問の選択肢間の相関係数
 3) リフレクション支援の提示内容に対する印象 63
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活動回数毎の達成度推移
 評価方法
 達成度:設問2「できたこと」の回答数の平均値
 活動回数毎の推移を表3に示す
 考察
 活動回数の増加に伴い達成度が増加
 2回以下と3回以上で達成度に有意差(p<.05)
64
1回 2回 3回 4回以上
達成度 2.38 3.14 4.13 3.85
人数 24 21 15 13
表3 活動回数毎の達成度推移(N:73)
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相関のあった選択肢
選択肢
番号
内容
ans1-1 ゲームが面白かった
ans1-2 問題が面白かった
ans1-3 地域の人と話ができた
ans1-5 チームメイトと積極的に話ができた
ans1-6 ゲーム/問題内容を理解できた
ans1-7 大学生や大人に褒められた
ans1-20 その他
ans1-30 なし
66
表1 楽しかったこと(設問1)の選択肢
選択肢
番号
内容
ans2-1 どのミッションをやるか提案した
ans2-2 新しいことが分かった
ans2-3 移動する方向を提案した
ans2-4 回答の順番を話し合った
ans2-10 礼儀正しく話せた
ans2-11 みんなで協力できた
ans2-12 質問や相談ができた
ans2-13 自分が得意なことを伝えた
ans2-14 同じグループの人に声掛けした
ans2-30 なし
表2 できたこと(設問2)の選択肢
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考察
 相関分析の結果考察
 設問1間,設問1と設問2で相関のあった項目
 「ゲーム/問題内容を理解できた」「大学生や大人に褒められた」
 上記2つと設問2の「礼儀正しく話せた」
⇒他者との協働が不可欠であること
⇒結果的に礼儀正しくできたことが達成度に寄与
 設問2間で相関のあった項目
 「回答の順番を話し合った」「礼儀正しく話せた」
 「質問や相談ができた」「同じグループの人に声掛けした」
⇒他者との円滑なコミュニケーションが達成度に好影響
67
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学修活動のデータ収集
 毎回の学修活動時に『学び』の記録をデータ収集
 学修活動の種類、子どもの発達段階に応じて項目を調整
 収集した学修データを AI で解析し、子どもの志向を分析
68
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プログラミング教室用
フィードバックシステム
 経緯
 学修活動に適したフィードバックシステムが不可欠
 プログラミング教室、提携小学校での講座でデータ収集
 プログラミング教室用フィードバックシステムの開発
 システム設計
 達成度(できたことの個数)のグラフ表示
 主体的行動に応じた称号付与(初心者→名人→達人)
 プログラムを工夫した:「ものづくり」称号
 どうやればできるか考えた:「わくわくアイディア」称号
 絵を描けた:「おえかき」称号
69
TOKYO JOHO UNIVERSITY
システムデモ
70
https://children-learning.tuis.ac.jp/~j19185yg/toka/toka_feedback_page.html?course_user_id=202208160520008
Programming reflection page
Number of what you got to do
DAY1 DAY2 DAY3 Total
Awards
Manufacturing Master
Exciting Ace
Drawing Master
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Work. システム化の意義
 考えてみましょう
 システムによる学修活動の記録・解析の価値は?
 質問紙との本質的な違いは?
 ちょっと考えてみてください:1分
 システム化の意義
 大量の学修データを蓄積できる
 大量の学修データを高速に解析できる
 人間では不可能な複雑なデータ解析が可能
 子ども達の学びに対する即時フィードバックが可能
71
TOKYO JOHO UNIVERSITY
本日のメニュー
 流れ
 河野の自己紹介&研究歴
 河野ゼミの研究紹介
 河野ゼミの研究方針
 子ども向け学修支援システム
 河野ゼミの研究チーム
 ゼミ活動の紹介
72
TOKYO JOHO UNIVERSITY
河野ゼミの強み
 ゼミ活動:実践の場があること
 研究発表:プレゼン形式でディスカッション、学会発表
 研修プログラム:プログラミング、読解力・文章力向上
 チーム開発:2つのプロジェクトで3~6名程度でチーム編成
 学外との交流:地域の子育て世代、市役所、Code for Chiba
 地域活動:開発アプリの実運用&学修データ収集
 教育面:研究指導を主軸とした問題解決力
1. プレゼンテーション:研究成果を発信するチカラ
2. ライティング:思考を言語化するチカラ
3. ディスカッション:論理的に思考するチカラ
4. プログラミング:やりたいことを具現化するチカラ 73
システム開発&ゼミ活動
就活のネタになる!
TOKYO JOHO UNIVERSITY
プロジェクトと研究チーム
 方針
 プロジェクト毎に複数の研究チームを編成
 1チームは3~6名程度とし、プロジェクト毎に3チーム程度
 プロジェクトと研究チーム紹介
 地域・教育システム(略称:地域)
 主体的な学びを促進する子ども向け学修支援システム
 子ども向け主体性開発ゲームの開発
 ICTリテラシーゲームの開発
 ヒューマンインタラクション(略称:インタラクション)
 リアルタイムWebゲームを実現するゲームデザイン基盤
 卒業生と在学生をつなぐソーシャルメディア開発
 進学を前提とした新規テーマも募集(研究の継続性を重視) 74
TOKYO JOHO UNIVERSITY
研究チームの特徴(地域)
 子ども向け学修支援システム
 テーマ
 学修データ収集システム&フィードバックシステム
 クラウド型学修成果物共有基盤
 メリット
 実際に地域の子ども達や大人達と触れ合う機会がある
 最先端クラウド技術(AWS)を活用したチームでのシステム開発
 Code for Chibaのサポートを受けながら開発できる
 科研費を使って研究に打ち込める
 しっかり取り組めば即戦力として活躍できるようになる
75
TOKYO JOHO UNIVERSITY
研究チームの特徴(インタラクション)
 リアルタイムWebゲーム
 テーマ
 通信遅延に基づくQoE(Quality of Experience)の評価
 整合性と応答性の最適化を目的としたゲームデザイン基盤
 直感的操作によるWebゲーム開発ツール
 メリット
 システム開発の基本を修得できる(スマホアプリもWebが前提)
 ネットワークゲーム開発のノウハウを修得できる
 大学院生と一緒に研究できる
 ネットワーク遅延発生装置を使った実験ができる
76
TOKYO JOHO UNIVERSITY
本日のメニュー
 流れ
 河野の自己紹介&研究歴
 河野ゼミの研究紹介
 河野ゼミの研究方針
 子ども向け学修支援システム
 河野ゼミの研究チーム
 ゼミ活動の紹介
77
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ゼミの紹介
河野ゼミについて
78
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ゼミの様子
 卒研テーマ
 自分自身の問題意識をテーマとする学生が多い
 教員との関係
 対面・オンライン含めて接する機会は多い
 Facebookやブログで、価値観や活動内容を共有
 指導方針
 学生の主体性を重視
 心配はするけど、手取り足取りは教えない
 公正な評価が教員の役割
 中途半端な状態で社会に送り出すことはできない
79
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ゼミでのワークショップ
 ワールドカフェのグループワーク
80
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サブゼミの様子
81
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ゼミ合宿
 2019年度は岡山でFIT2019に参加
82
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まとめ
 本日の内容
 研究方針:ゲーミフィケーション× AI × リアルタイム
 子ども向け学修支援システムを鋭意研究中
 千葉市若葉区や四街道市での地域活動を実践
 ゼミのプロジェクトは地域とインタラクションの2つが存在
 プロジェクト内の研究チームで活動
 今後の予定
 岸本先生の研究紹介
 興味があればぜひゼミを見学に来てください
 2年生のゼミ訪問の時期なのでゼミも開放します
 詳細は河野ゼミのWebサイトへ http://kawano-lab.tuis.ac.jp/
83
TOKYO JOHO UNIVERSITY
授業後半のアナウンス
 今後のスケジュール
 10/26 岸本先生(システムデザイン)
 11/02 大城先生(ゲーム・アプリケーション)
 11/09 休講(卒論発表会の振替その1)
 11/16 学科全体・ゼミ説明会
 11/23 祝日
 授業後半(11/30以降)は各研究室で開発体験
 ゲーム・アプリケーション研究室は3テーマで実施
 事前アンケートによりクラス分けを実施
 詳細は11/2の大城先生より説明予定
84
TOKYO JOHO UNIVERSITY
専門演習後半(河野班)
 テーマ
 Node.jsを用いたネットワークゲームプログラミング
 内容
 基本のチャットプログラム
 対戦型シューティングゲーム or 五目並べの作成
 できる人は3DのWebゲームプログラミングに挑戦
 開発環境
 言語・開発環境:JavaScript・Visual Studio Code
 ライブラリ:Node.js, Three.js
85

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河野ゼミ研究紹介20221019

  • 2. TOKYO JOHO UNIVERSITY 本日のメニュー  流れ  河野の自己紹介&研究歴  河野ゼミの研究紹介  河野ゼミの研究方針  子ども向け学修支援システム  河野ゼミの研究チーム  ゼミ活動の紹介 2
  • 3. TOKYO JOHO UNIVERSITY 本日のメニュー  流れ  河野の自己紹介&研究歴  河野ゼミの研究紹介  河野ゼミの研究方針  子ども向け学修支援システム  河野ゼミの研究チーム  ゼミ活動の紹介 3
  • 4. TOKYO JOHO UNIVERSITY 教員紹介  名前:河野 義広(かわの よしひろ)  所属:ゲーム・アプリケーション研究室  専門:情報工学、教育工学  所属学会:  電子情報通信学会 ※サイバーワールド研究会専門委員  教育システム情報学会  日本デジタルゲーム学会 ※ゲーム教育研究部会メンバー  テーマ:リアルタイムサイバーフィジカルシステム  主体的な学びを促進する子ども向け学修支援システム  リアルタイムWebゲームを実現するゲームデザイン基盤 4
  • 5. TOKYO JOHO UNIVERSITY 河野の情報発信  ソーシャルアカウント  Twitter:@yoshi_kawano  Facebook:河野 義広  個人ブログ:「穏やかに楽しく生きる」研究者のブログ  最近の様子  今年9月で息子が3歳  保育園の送迎が日課  卒論ゼミは週7コマ  地域活動とシステム開発 5
  • 6. TOKYO JOHO UNIVERSITY 最近の様子(続き)  厚生労働2022年8月号に取材記事が掲載  2019年10月に2週間の育児目的休暇を取得  2020年10月「イクメンスピーチ甲子園」決勝出場が契機 6
  • 7. TOKYO JOHO UNIVERSITY 河野の研究年表 7 研究 学部・修士 P2P型分散仮想環境 東京情報大学 2003 2006 2011 2020 2017 2014 会社員・博士・研究員 技術 リアルタイム Webゲーム ネットワークゲーム ・フィールド型仮想球技 ・共有オブジェクト管理手法 ・相補予測 ・分散処理プロトコル ・DirectX(3DCG) ・ソケット通信 ・並列分散処理 ・同期制御技術 ・Dead Reckoning ・リアルタイム性評価 ソーシャルメディア リアルタイム Webゲーム ・パーソナルブランディング ・7つの習慣の第二領域活動 ・ポジティブ心理学と目標共有 地域活動と子どもの主体的な学び ・学修活動の収集&フィードバック ・プログラミング教育支援 ・子どもの学びを促すゲーム研究 ・ゲームデザイン ・ゲーム開発教育 Web技術 ・Ajax ・Ruby on Rails ・Linuxサーバ ・CMS ソーシャルメディア開発 ・Twitter API ・データベース技術 ・Web API開発 Webゲーム ・Node.js ・Pixi.js Web技術 ・Amazon Web Services ・Vue.js ・Docker ・オープンデータ 機械学習 ・クラスタリング ・主成分分析 C/C++ JavaScript Ruby JavaScript PHP Python
  • 8. TOKYO JOHO UNIVERSITY 研究歴(学生時代)  卒研配属~大学院修士課程(2003年度~2005年度)  茨城大学工学部 米倉研究室にて、分散仮想環境の研究  P2P型分散仮想環境における共有オブジェクト管理手法  対戦型エアホッケーゲームでのパックの制御権管理を実現  大学院博士課程(2006年度~2008年度)  リアルタイム型オンラインゲームの整合性と応答性を評価  WebゲームにおけるAjaxを用いた遠隔アバタの予測補間  分散仮想環境のリアルタイム性に関する研究で博士号取得  学会発表  国内:東京、岐阜、種子島  国外:シンガポール、ポルトガル 8
  • 11. TOKYO JOHO UNIVERSITY Ajaxによるゲームロジックと通信部分の分離  Ajaxの利点  サーバとの非同期通信  クライアント側でのゲームロジックの実行  Webページの部分更新  リアルタイムWebゲームの課題解決  Ajaxによる内部処理と通信の分離  Dead Reckoningによる補間処理 11 t t Remote Local transmission interval MVC loop’s interval
  • 12. TOKYO JOHO UNIVERSITY Dead Reckoningによる予測・補間  概要  過去データを基に遠隔アバタの状態を時々刻々予測  利点  通信遅延の影響の軽減  通信帯域の節約 12 位置 A(t) 時刻 T 予測・補間 t-ti ti-2 ti-1 ti A(ti) A(ti-1) A(ti-2) t
  • 15. TOKYO JOHO UNIVERSITY 研究歴(会社員&研究員時代)  ㈱インテック・ネットコア(2006年度~2009年度)  IPv6の経路選択エージェントの開発  大学での研究成果→車の衝突回避アルゴリズム  安全確実なメッセージングシステムの研究開発  茨城大学 博士研究員(2010年度)  Web上のアテンション(人々の関心)の可視化システム  地域活性化とSNS活用  学会発表  国内:東京、長崎、福岡  国外:シンガポール、米国(カリフォルニア) 15
  • 16. TOKYO JOHO UNIVERSITY 研究歴(情報大)  東京情報大学(2011年度~)  地域・教育システム(略称:地域)  子ども向け学修活動データ収集&フィードバックシステム  主体性向上RPG、ICTリテラシーボードゲーム開発  ヒューマンインタラクション(略称:インタラクション)  7つの習慣に基づく自己実現支援システム  ポジティブ心理学に基づく目標共有システム  リアルタイムWebゲームのためのデザイン基盤技術  学会発表  国内:首都圏、札幌、香川、岡山、大分、沖縄  国外:アルバニア、韓国、オーストラリア、イタリア、チェコ、スロバ キア 16
  • 17. TOKYO JOHO UNIVERSITY 本日のメニュー  流れ  河野の自己紹介&研究歴  河野ゼミの研究紹介  河野ゼミの研究方針  子ども向け学修支援システム  河野ゼミの研究チーム  ゼミ活動の紹介 17
  • 20. TOKYO JOHO UNIVERSITY 2022年度 就活実績  2022年度の修士2年生がオンラインゲーム会社に内定  内定先:株式会社シンクロジック  FGOはじめオンラインゲームのクライアント・サーバの両開発  iOS, Android, PC, PS4などマルチプラットフォーム対応  専門技能、研究遂行力、プレゼン力など即戦力として評価  ゲーム開発に関する専門的な研究テーマに取り組む  学会発表を含む研究業績が不可欠 ※進学前提 20
  • 21. TOKYO JOHO UNIVERSITY 活動紹介(地域)  地域活動と研究について紹介します 21
  • 22. TOKYO JOHO UNIVERSITY IT大学  地域活動の中で子ども達にITを教える活動  プログラミング、名刺作り、放送局  情報リテラシーを学ぶすごろくゲーム 22
  • 23. TOKYO JOHO UNIVERSITY こどものまち  子ども主体のまちづくりイベント  子どもだけが利用できるお店や役所などを企画・運営 23
  • 24. TOKYO JOHO UNIVERSITY 地域活動を通じたシステム開発  ITすごろく  情報リテラシーから出題  遊びながらITを学ぶ  IT対する意識変化を調査 24  お仕事センター  こどものまちの仕事予約  銀行とハローワーク
  • 25. TOKYO JOHO UNIVERSITY コロナ禍における地域活動の問題点  こどものまち(子どもによる自治運営のまちづくり)  参加者が一箇所に集中するため三密回避ができない  大学生は学外活動が制限されサポートできない 25
  • 26. TOKYO JOHO UNIVERSITY オンラインと対面が連携する地域活動  ウォークアドベンチャーの企画運営  参加者はウォークラリーの要領で地域のスポットを巡る  各スポットでミッションをクリアしタイムを競う  クイズ,人探し,写真撮影など  能力要素のICTリテラシーと 社会的な見方や考え方に対応 26
  • 28. TOKYO JOHO UNIVERSITY 佐原マッピングパーティ  八坂神社周辺のOSM(OpenStreetMap)登録  佐原山車マップを開発し、夏祭りにて提供  課題:リアルタイムな山車位置表示は不可能 28
  • 29. TOKYO JOHO UNIVERSITY 佐原ハッカソン  短期集中型開発イベント(秋祭りと同時開催)  成果物  佐原ハンターズ、さわら飲み歩きマップ 29
  • 30. TOKYO JOHO UNIVERSITY 佐原ハンターズ  山車の位置情報をみんなで共有するシステム 30
  • 31. TOKYO JOHO UNIVERSITY さわら飲み歩きマップ  出店や酒造などの飲めるポイントを地図上に表示 31
  • 32. TOKYO JOHO UNIVERSITY 活動紹介(インタラクション)  リアルタイムWebゲームの研究について紹介します 32
  • 33. TOKYO JOHO UNIVERSITY リアルタイムWebゲームの研究紹介  目的  リアルタイムWebゲーム実現のためのデザイン基盤の確立  課題  HTTP通信に依存しない高頻度での同期制御  ゲームジャンルおよび仮想状態を考慮した時空間管理  研究テーマ(大学院生3名が主導して研究進行中)  QoE(Quality of Experience)に配慮した最適なチューニングパラ メータ(予測アルゴリズム,同期制御手法,通信頻度や更新頻度 の調整など)の導出  直感的操作によるWebゲーム開発支援システム 33
  • 34. TOKYO JOHO UNIVERSITY 2Dアクションゲームのサンプル(1)  通常時(遅延なし、フレームレート通常) 34
  • 35. TOKYO JOHO UNIVERSITY 2Dアクションゲームのサンプル(2)  通常時(遅延なし、フレームレート通常) 35 サーバに近いクライアント サーバから離れたクライアント サーバからアイテム座標が送信されてい ないため表示できない サーバからの距離によって画面提示に差異が生じ クライアント間での整合性を確保できない 相手のクライアントから送信された情報 の反映が遅い
  • 36. TOKYO JOHO UNIVERSITY 2Dアクションゲームのサンプル(3)  整合性確保のためのフレームレート低下処理(1 fps) 36 サーバに近いクライアント サーバから離れたクライアント 更新頻度のよりクライアント間での同期処理の時間を確保 理論上片道遅延500msまでの遅延を許容できるがゲーム性は破綻
  • 37. TOKYO JOHO UNIVERSITY Dead Reckoningの動作イメージ  2DアクションゲームにおけるDR(遅延400ms) 37
  • 40. TOKYO JOHO UNIVERSITY 直感的操作によるWebゲーム開発  遅延発生時のマルチプレイの様子 40
  • 41. TOKYO JOHO UNIVERSITY 本日のメニュー  流れ  河野の自己紹介&研究歴  河野ゼミの研究紹介  河野ゼミの研究方針  子ども向け学修支援システム  河野ゼミの研究チーム  ゼミ活動の紹介 41
  • 42. TOKYO JOHO UNIVERSITY ゲームについて:皆さんに質問  卒論でゲームを作りたい人?  何のためのゲームか?  娯楽のため  子どものIT教育のため  高齢者支援のため  地域活性化のため  人類の発展に貢献する手段としてのゲームがよい 42 もう一歩! ただし、ネットワークゲームの効率化や DBの 分散化などの技術的な課題があればOK いいね!! プログラミング教育や情報リテラシーなど いいね!! 地域貢献や多世代間交流 いいね!! 地域の助け合いのためのマッチングゲーム 河野ゼミの方針はどうか? シリアスゲーム(社会課題の解決 を目的としたゲーム)に着目!!
  • 43. TOKYO JOHO UNIVERSITY 人類の発展に貢献するVisionとは?  地球にどれくらい水があるか:http://archive.fo/rsXS0 43
  • 44. TOKYO JOHO UNIVERSITY 世界人口の推移と課題  子ども達に可能性の種を蒔くことの意義  国連の予測では、2055年に世界人口が100億人を突破  気候変動・食料・水・エネルギーなど多くの課題が山積  全人類で解決すべき課題 ⇒ 未来を担う子ども達が鍵 44
  • 45. TOKYO JOHO UNIVERSITY 我々人類が直面する課題  国連が提唱する2030年までの持続可能な開発目標  Sustainable Development Goals(SDGs)  17のグローバル目標と169のターゲット 45
  • 46. TOKYO JOHO UNIVERSITY サイバーフィジカルシステムの概要  データ収集 ⇒ 解析・処理 ⇒ フィードバック の流れ 46 内閣府 Society 5.0,https://www8.cao.go.jp/cstp/society5_0/index.html
  • 47. TOKYO JOHO UNIVERSITY 河野ゼミの教育・研究方針  ITの視点に立ち、社会の側面を見る  社会課題を解決するためのシステム開発  社会課題の場:子ども、学び、地域  解決手段:Web、システム設計、データサイエンス、etc..  IT(手段)と社会(問題意識)の両面が不可欠 47
  • 48. TOKYO JOHO UNIVERSITY 卒論テーマ例  子ども×学び×地域活動  子どもの志向に基づく学修課題推薦システム  子どもの主体性開発ゲームの開発  プログラミング的思考育成システム  ICTリテラシーゲームの開発  Webゲーム×ゲームデザイン×リアルタイム  リアルタイムWebゲームにおけるQoE(Quality of Experience) の定量評価  リアルタイムWebゲームのデザイン基盤技術  オブジェクト配置による非エンジニア向けリアルタイムWebゲー ム開発ツール 48
  • 49. TOKYO JOHO UNIVERSITY 研究テーマ  主テーマ:リアルタイムサイバーフィジカルシステム  主体的な学びを促進する子ども向け学修支援システム  リアルタイムWebゲームを実現するゲームデザイン基盤  ゲーミフィケーション× AI × リアルタイム  ゲーミフィケーション:ゲームの仕組みや方法を応用  ゲーム化(Gamify)することで現実世界の課題を解決  教育、ビジネス、組織開発、スポーツなどの分野で応用  AI:機械学習とオープンデータの活用  学修ログ解析による志向抽出、ゲームデータ解析による設計算出  オープンデータを活用した問題発見  リアルタイム:実時間制約のある課題に着目  機械学習による解析結果をリアルタイムにフィードバック 49
  • 50. TOKYO JOHO UNIVERSITY ゲーミフィケーションの簡単な説明  ゲーミフィケーションの要素(マクゴニガル 2011 )  ゴール:達成すべき目標、ルール:制約条件  フィードバックシステム:達成度の把握  自発的参加:「越える必要のない障壁」  バートルテストによる分類(バートル 1996) 50 参照:https://www.ssaits.jp/blog/motivation/gamification/bartle-test.html
  • 51. TOKYO JOHO UNIVERSITY ゲーミフィケーションの6大要素  惹きつけるゲームデザインのノウハウ 1. 能動的な参加 ⇒ やりたいときにできる 2. 達成可能な目標 ⇒ 最初は簡単な目標からコツコツ 3. 称賛を演出 ⇒ クリアしたら褒めてくれる 4. 即時フィードバック ⇒ すぐに結果が分かる 5. 成長の可視化 ⇒ どれくらい成長したか分かる 6. 独自性の歓迎 ⇒ 裏技や誰も知らない攻略法  上記の要素を適度に組み合わせることが重要  自分が好きなゲームではどの要素があるか?  ゲーム以外の分野で導入された事例は何か? 51
  • 52. TOKYO JOHO UNIVERSITY 本日のメニュー  流れ  河野の自己紹介&研究歴  河野ゼミの研究紹介  河野ゼミの研究方針  子ども向け学修支援システム  河野ゼミの研究チーム  ゼミ活動の紹介 52
  • 53. TOKYO JOHO UNIVERSITY 主テーマ:子ども向け学修支援システム  目的  子ども達が学びたいことを主体的に選択できること  方法  子ども達の学修活動データ収集システム  本人の志向推定による学修フィードバックシステム  メンターからのフィードバックを得る学修成果物共有基盤  学修とフィードバックの繰り返しによる主体性向上 53
  • 55. TOKYO JOHO UNIVERSITY 学修データ収集システムの概要  基本方針  子ども達の発達段階に合わせて内容の深さや聞き方の調整  学修活動と発達段階に連動したアンケート項目の生成  実現方法  文科省の提言に基づき,発達段階を下記3分類に設定  小学校1~3年:善悪の判断や集団生活,情操の涵養  小学校4~6年:自己肯定感,思いやり,役割の自覚  中学1年~:人間としての生き方・在り方,自立した生活を営む力  発達段階3種,学修活動4種の計12パターンで実施 55 文部科学省:“子どもの発達段階ごとの特徴と重視すべき課題”,子どもの徳育に関する懇談会 「審議の概要」(案), https://www.mext.go.jp/b_menu/shingi/chousa/shotou/053/gaiyou/attach/1286156.htm (2009)
  • 56. TOKYO JOHO UNIVERSITY 学修データ収集システム  学修活動と学年に応じて動的にアンケートを生成 56 Kawano, Yoshihiro, & Kawano, Yuka (2021). Development of Learning Systems for Children to Promote Self-Directed Choosing of Learning Tasks. International Journal of Mobile Computing and Multimedia Communications (IJMCMC), 12(3), 60-77.
  • 57. TOKYO JOHO UNIVERSITY 活動時の学修データ収集  学修データ収集システムの利用  回答時間短縮のため,アンケート項目は必要最小限  「楽しかったこと、できたこと」の2項目  楽しかったこと⇒志向の分類,できたこと⇒達成度の評価  各項目で8件程度の多肢選択法で回答  学修データに基づくフィードバックシステムの開発 57
  • 58. TOKYO JOHO UNIVERSITY 学修データ収集システム  システム構成  UI:Vue.js(Single Page Application用フレームワーク)  アンケート構成情報:Web APIとして提供  回答データ:MongoDBに記録 60
  • 59. TOKYO JOHO UNIVERSITY 学修フィードバックシステム 61 アチーバー ソーシャライザー エクスプローラー バートルテストに基づき各クラスタを命名 Y. Kawano, Y. Kawano, "A Proposal of Learning Feedback System for Children to Promote Self-directed Learning", The 24th International Conference on Network-Based Information Systems (NBiS-2021) (Taichung, Taiwan), 2021.9.
  • 60. TOKYO JOHO UNIVERSITY クラスタ割合とレーダーチャート  達成度に応じたレベルアップ&称号付与 62
  • 61. TOKYO JOHO UNIVERSITY 被験者実験  研究上の問い(リサーチクエスチョン)  地域活動の参加者の志向に適応したリフレクション支援が次の 主体的な行動に好影響を与えるか  実験環境  2020年度,2021年度のウォークアドベンチャーで実施  参加者数:2020年度 2日間で56名,2021年度 1日で23名  収集データ数:2020年度 80件,2021年度 73件  評価項目  1) 活動回数毎の達成度推移  2) 設問の選択肢間の相関係数  3) リフレクション支援の提示内容に対する印象 63
  • 62. TOKYO JOHO UNIVERSITY 活動回数毎の達成度推移  評価方法  達成度:設問2「できたこと」の回答数の平均値  活動回数毎の推移を表3に示す  考察  活動回数の増加に伴い達成度が増加  2回以下と3回以上で達成度に有意差(p<.05) 64 1回 2回 3回 4回以上 達成度 2.38 3.14 4.13 3.85 人数 24 21 15 13 表3 活動回数毎の達成度推移(N:73)
  • 63. TOKYO JOHO UNIVERSITY 相関のあった選択肢 選択肢 番号 内容 ans1-1 ゲームが面白かった ans1-2 問題が面白かった ans1-3 地域の人と話ができた ans1-5 チームメイトと積極的に話ができた ans1-6 ゲーム/問題内容を理解できた ans1-7 大学生や大人に褒められた ans1-20 その他 ans1-30 なし 66 表1 楽しかったこと(設問1)の選択肢 選択肢 番号 内容 ans2-1 どのミッションをやるか提案した ans2-2 新しいことが分かった ans2-3 移動する方向を提案した ans2-4 回答の順番を話し合った ans2-10 礼儀正しく話せた ans2-11 みんなで協力できた ans2-12 質問や相談ができた ans2-13 自分が得意なことを伝えた ans2-14 同じグループの人に声掛けした ans2-30 なし 表2 できたこと(設問2)の選択肢
  • 64. TOKYO JOHO UNIVERSITY 考察  相関分析の結果考察  設問1間,設問1と設問2で相関のあった項目  「ゲーム/問題内容を理解できた」「大学生や大人に褒められた」  上記2つと設問2の「礼儀正しく話せた」 ⇒他者との協働が不可欠であること ⇒結果的に礼儀正しくできたことが達成度に寄与  設問2間で相関のあった項目  「回答の順番を話し合った」「礼儀正しく話せた」  「質問や相談ができた」「同じグループの人に声掛けした」 ⇒他者との円滑なコミュニケーションが達成度に好影響 67
  • 65. TOKYO JOHO UNIVERSITY 学修活動のデータ収集  毎回の学修活動時に『学び』の記録をデータ収集  学修活動の種類、子どもの発達段階に応じて項目を調整  収集した学修データを AI で解析し、子どもの志向を分析 68
  • 66. TOKYO JOHO UNIVERSITY プログラミング教室用 フィードバックシステム  経緯  学修活動に適したフィードバックシステムが不可欠  プログラミング教室、提携小学校での講座でデータ収集  プログラミング教室用フィードバックシステムの開発  システム設計  達成度(できたことの個数)のグラフ表示  主体的行動に応じた称号付与(初心者→名人→達人)  プログラムを工夫した:「ものづくり」称号  どうやればできるか考えた:「わくわくアイディア」称号  絵を描けた:「おえかき」称号 69
  • 67. TOKYO JOHO UNIVERSITY システムデモ 70 https://children-learning.tuis.ac.jp/~j19185yg/toka/toka_feedback_page.html?course_user_id=202208160520008 Programming reflection page Number of what you got to do DAY1 DAY2 DAY3 Total Awards Manufacturing Master Exciting Ace Drawing Master
  • 68. TOKYO JOHO UNIVERSITY Work. システム化の意義  考えてみましょう  システムによる学修活動の記録・解析の価値は?  質問紙との本質的な違いは?  ちょっと考えてみてください:1分  システム化の意義  大量の学修データを蓄積できる  大量の学修データを高速に解析できる  人間では不可能な複雑なデータ解析が可能  子ども達の学びに対する即時フィードバックが可能 71
  • 69. TOKYO JOHO UNIVERSITY 本日のメニュー  流れ  河野の自己紹介&研究歴  河野ゼミの研究紹介  河野ゼミの研究方針  子ども向け学修支援システム  河野ゼミの研究チーム  ゼミ活動の紹介 72
  • 70. TOKYO JOHO UNIVERSITY 河野ゼミの強み  ゼミ活動:実践の場があること  研究発表:プレゼン形式でディスカッション、学会発表  研修プログラム:プログラミング、読解力・文章力向上  チーム開発:2つのプロジェクトで3~6名程度でチーム編成  学外との交流:地域の子育て世代、市役所、Code for Chiba  地域活動:開発アプリの実運用&学修データ収集  教育面:研究指導を主軸とした問題解決力 1. プレゼンテーション:研究成果を発信するチカラ 2. ライティング:思考を言語化するチカラ 3. ディスカッション:論理的に思考するチカラ 4. プログラミング:やりたいことを具現化するチカラ 73 システム開発&ゼミ活動 就活のネタになる!
  • 71. TOKYO JOHO UNIVERSITY プロジェクトと研究チーム  方針  プロジェクト毎に複数の研究チームを編成  1チームは3~6名程度とし、プロジェクト毎に3チーム程度  プロジェクトと研究チーム紹介  地域・教育システム(略称:地域)  主体的な学びを促進する子ども向け学修支援システム  子ども向け主体性開発ゲームの開発  ICTリテラシーゲームの開発  ヒューマンインタラクション(略称:インタラクション)  リアルタイムWebゲームを実現するゲームデザイン基盤  卒業生と在学生をつなぐソーシャルメディア開発  進学を前提とした新規テーマも募集(研究の継続性を重視) 74
  • 72. TOKYO JOHO UNIVERSITY 研究チームの特徴(地域)  子ども向け学修支援システム  テーマ  学修データ収集システム&フィードバックシステム  クラウド型学修成果物共有基盤  メリット  実際に地域の子ども達や大人達と触れ合う機会がある  最先端クラウド技術(AWS)を活用したチームでのシステム開発  Code for Chibaのサポートを受けながら開発できる  科研費を使って研究に打ち込める  しっかり取り組めば即戦力として活躍できるようになる 75
  • 73. TOKYO JOHO UNIVERSITY 研究チームの特徴(インタラクション)  リアルタイムWebゲーム  テーマ  通信遅延に基づくQoE(Quality of Experience)の評価  整合性と応答性の最適化を目的としたゲームデザイン基盤  直感的操作によるWebゲーム開発ツール  メリット  システム開発の基本を修得できる(スマホアプリもWebが前提)  ネットワークゲーム開発のノウハウを修得できる  大学院生と一緒に研究できる  ネットワーク遅延発生装置を使った実験ができる 76
  • 74. TOKYO JOHO UNIVERSITY 本日のメニュー  流れ  河野の自己紹介&研究歴  河野ゼミの研究紹介  河野ゼミの研究方針  子ども向け学修支援システム  河野ゼミの研究チーム  ゼミ活動の紹介 77
  • 76. TOKYO JOHO UNIVERSITY ゼミの様子  卒研テーマ  自分自身の問題意識をテーマとする学生が多い  教員との関係  対面・オンライン含めて接する機会は多い  Facebookやブログで、価値観や活動内容を共有  指導方針  学生の主体性を重視  心配はするけど、手取り足取りは教えない  公正な評価が教員の役割  中途半端な状態で社会に送り出すことはできない 79
  • 77. TOKYO JOHO UNIVERSITY ゼミでのワークショップ  ワールドカフェのグループワーク 80
  • 79. TOKYO JOHO UNIVERSITY ゼミ合宿  2019年度は岡山でFIT2019に参加 82
  • 80. TOKYO JOHO UNIVERSITY まとめ  本日の内容  研究方針:ゲーミフィケーション× AI × リアルタイム  子ども向け学修支援システムを鋭意研究中  千葉市若葉区や四街道市での地域活動を実践  ゼミのプロジェクトは地域とインタラクションの2つが存在  プロジェクト内の研究チームで活動  今後の予定  岸本先生の研究紹介  興味があればぜひゼミを見学に来てください  2年生のゼミ訪問の時期なのでゼミも開放します  詳細は河野ゼミのWebサイトへ http://kawano-lab.tuis.ac.jp/ 83
  • 81. TOKYO JOHO UNIVERSITY 授業後半のアナウンス  今後のスケジュール  10/26 岸本先生(システムデザイン)  11/02 大城先生(ゲーム・アプリケーション)  11/09 休講(卒論発表会の振替その1)  11/16 学科全体・ゼミ説明会  11/23 祝日  授業後半(11/30以降)は各研究室で開発体験  ゲーム・アプリケーション研究室は3テーマで実施  事前アンケートによりクラス分けを実施  詳細は11/2の大城先生より説明予定 84
  • 82. TOKYO JOHO UNIVERSITY 専門演習後半(河野班)  テーマ  Node.jsを用いたネットワークゲームプログラミング  内容  基本のチャットプログラム  対戦型シューティングゲーム or 五目並べの作成  できる人は3DのWebゲームプログラミングに挑戦  開発環境  言語・開発環境:JavaScript・Visual Studio Code  ライブラリ:Node.js, Three.js 85

Editor's Notes

  1. 学生の頃に研究していたネットワーク対戦型エアホッケーゲーム P2Pで開発しているので、サーバがない。レスポンスが速いけど、不整合が生じる。パックが飛ぶ。 端末間に遅延をかけて、不整合が起きないようにする研究
  2. 端末が共有オブジェクト(パック)を管理できる領域を割り当てる
  3. プロジェクトの公式Webサイトです.こどものまち,プレーパーク,大人カフェ(マルシェ)の三本柱でプロジェクトを運営しており, それらの紹介や各種連絡先,写真や動画などの活動記録が掲載されています.
  4. Children's City which is famous community activity for children was held every summer until 2019 in our community. This is a hands-on event for children to autonomously plan and operate city hall function and shops that are available only to children. However, community activities have some problems in the COVID-19 disaster. In this case, there is concentration of participants in one place. Moreover, many university students are limited outside activities by their university’s policy. Then, New normal community activities should be considered.
  5. We have proposed online/onsite hybrid community activity called “Walk Adventure”. In this event, the online and onsite participants cooperate with each other to compete for clear time while visiting local spots in the manner of a walk rally. To reduce the time required to answer the questionnaire at the event using the collection system, the questionnaire items were limited to the minimum necessary. And the feedback system based on the learning-data collected in this event and simple clustering was developed.
  6. 来年度からは,子ども達が学びたいことを主体的に選択できることを目的とした「子ども向け学修支援システム」の開発に取り組みます. 具体的には,まず子ども達の学修活動を収集し,彼らの志向を分析します.次に,分析した本人の志向に近い学修課題を推薦するシステムを開発します. 最後に,創造した成果物を公開し,メンターからのフィードバックを得るための学修成果物共有基盤を開発します. これにより,学修とフィードバックが繰り返され,子ども達の主体性向上が期待できます.
  7. This is screenshot of the feedback system. In this implementation, the learning-data was classified into three clusters. Labeling was conducted appropriately based on the eigenvalues of the first and second principal components. Each principal component was wording chosen to express the difference in features instead of superiority in skills. In this case, first principal component is labeled "Concentrative" and "Dialogical". Second principal component is labeled "Enjoy game" and "Enjoy event“. The naming of the clusters is based on the Bartle test, a well-known gamer classification about gamification. Achiever, Socializer, and Explorer. When the learner responds to the collection system, the clustering results are presented in red marker.