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技術 学習者の学習状態を反映可能な学習システム、学習方法及び学習プログラム

出願人 NECラーニング株式会社
発明者 新改靖
出願日 2002年5月17日 (18年7ヶ月経過) 出願番号 2002-143641
公開日 2003年11月28日 (17年0ヶ月経過) 公開番号 2003-337528
状態 拒絶査定
技術分野 特定用途計算機 電気的に作動する教習具
主要キーワード ラグビーボール形状 表示速度制御 最上位位置 最下位位置 学習結果情報 理解状態 反復学習 優先度合い
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2003年11月28日)のものです。
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図面 (6)

課題

教育コンテンツの内容を確実に理解させることができ、また、教育コンテンツの理解度に応じて学習を進めることができる学習システム学習方法及び学習プログラムを提供する。

解決手段

カメラ311〜31nを備えた学習者端末301〜30nと、学習用コンテンツを格納したサーバ20、とを備え、学習者端末301〜30nは、カメラ311〜31nで撮影することにより得られた画像をサーバ20に送信し、サーバ20は、学習者端末301〜30nから受信した画像に基づいて判断した学習者学習状態に対応するコンテンツを学習者端末301〜30nに送信し、学習者端末301〜30nは、更にサーバ20から受信したコンテンツを画面に表示する。

概要

背景

従来、サーバと複数の学習者端末とがネットワークで接続された学習システムが知られている。この学習システムにおいて、サーバは、複数の学習項目から成る教育コンテンツを記憶している。このサーバは、学習者端末からの要求に応答して教育コンテンツをネットワークを介して該学習者端末に学習項目毎に送信する。学習者端末は、サーバから送られてきた内容を画面に表示する。

学習者端末に向かった学習者は、その画面に表示された内容を読んで学習する。この学習の途中で、理解できない用語や文章出現した場合、学習者は、画面上に設けられた「補足説明」ボタンクリックする。これにより、補足説明コンテンツがサーバから学習者端末に転送され、学習者端末の画面に表示される。或いは、画面上に設けられた「ヘルプ」ボタンをクリックする。これにより、ヘルプ用コンテンツがサーバから学習者端末に転送され、学習者端末の画面に表示される。学習者は、これら画面に表示された補足説明コンテンツ又はヘルプ用コンテンツを参照して教育コンテンツの内容を理解する。

学習者は、学習者端末の画面に表示された最初の学習項目を理解できた場合、或いは、更に補足説明コンテンツ又はヘルプ用コンテンツを読むことにより最初の学習項目を理解できた場合、画面上に設けられた「次へ」ボタンをクリックする。これにより、次の学習項目がサーバから学習者端末に転送され、学習者端末の画面に表示される。以下、同様の手順で学習を進め、最後の学習項目を理解できた時点で1つのコースの学習が終了する。そして、1つのコースの学習が終了すると理解度チェックするための修了テストが行われる。

このような学習システムに関連する技術として、特開2001−350400は、個々の学習者に合わせた授業を行うことが可能な「ネットワークを利用した教育システム」を開示している。この教育システムでは、1以上の学習者端末と教育サーバとがネットワークを介して接続されている。教育サーバは、学習者端末の要求に応じて、教材情報を該要求した学習者端末に送信する動作、教材情報を用いて学習した結果である学習結果情報を学習者端末から受信する動作、及び該受信した学習結果情報に対する評価情報を該受信先の学習者端末に送信する動作を行う。

また、他の技術として、特開2001−356678は、学習者自身で知識を整理し、学習者個人個人適合した教授戦略を与えることができる「学習支援方法学習支援システム及び学習システムプログラムを記録した記録媒体」を開示している。この開示された学習支援システムでは、学習支援サーバは、学習者に提示する教材を記憶した教材データベースと、学習者に提示した解説等を記憶する学習者データベースと、及び、学習者が学習中に行き詰まった際に、該行き詰まりの状態を解消するための解説を教材データベース及び学習者データベースから検索し、学習者に提示する手段と、学習者に提示した解説を登録するかどうかを学習者へ問い合わせ、登録の許諾がある場合、該解説を学習者データベースに登録する手段、学習者の行き詰まりの状態と解消方法から構成される学習者の理解状態学習者モデルベースに登録する手段等のホストコンピュータを備えている。

また、更に他の技術として、特開昭60−80892は、学習者の理解の速度に応じて学習内容表示速度を変えることにより、学習者の心理状態を安定させ、学習効率を向上させることのできる「学習用装置」を開示している。この学習用装置は、学習者の理解力によって、解答時間にサーバがあることを利用し、学習者により適合した学習環境を与える手段として、解答時間によって次の学習内容の表示速度を変化させるように構成されている。

また、更に他の技術として、特開平8−30416は、操作者による表示優先度入力指示操作を不要としながら、多数の表示優先度の異なるデータについて概要か詳細にわたって容易に認識可能且つ画面の表示処理速度をも向上する「データ表示方法及びデータ表示装置」を開示している。この技術では、複数のデータと当該複数のデータそれぞれの表示の優先度合いを示す表示優先度を対応させて一括記憶させておき、操作者からのページ切り替え操作の付与に伴って経過時間の計測を開始し、当該経過時間と、予め設定された所定の表示切り替え時間とを比較し、上記経過時間が当該表示切り替え時間を経過する度に、表示を行うべき優先度一段ずつ低下させ、一括記憶されている上記複数のデータのうち、該当する表示優先度を有するデータを画面上に追加表示する。

また、更に他の技術として、特開昭62−79491は、キーボード等の入力装置と画面等の出力装置とを含む小型コンピュータを利用して教育を行うコンピュータ補助による「学習システムにおける表示速度制御方式」を開示している。この学習システムにおける表示速度制御方式では、習熟度反復学習等の個々の学習者の時々刻々変化する条件に追随して表示速度を自動的に変更する。

概要

教育コンテンツの内容を確実に理解させることができ、また、教育コンテンツの理解度に応じて学習を進めることができる学習システム、学習方法及び学習プログラムを提供する。

カメラ311〜31nを備えた学習者端末301〜30nと、学習用のコンテンツを格納したサーバ20、とを備え、学習者端末301〜30nは、カメラ311〜31nで撮影することにより得られた画像をサーバ20に送信し、サーバ20は、学習者端末301〜30nから受信した画像に基づいて判断した学習者の学習状態に対応するコンテンツを学習者端末301〜30nに送信し、学習者端末301〜30nは、更にサーバ20から受信したコンテンツを画面に表示する。

目的

本発明は、上述した問題を解消するためになされたものであり、その目的は、教育コンテンツの内容を確実に理解させることができ、また、教育コンテンツの理解度に応じて学習を進めることができる、学習者の状態を反映可能な学習システム、学習方法及び学習プログラムを提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
2件
牽制数
5件

この技術が所属する分野

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請求項1

カメラを備えた学習者端末と、学習用コンテンツを格納したサーバ、とを備え、前記学習者端末は、前記カメラで撮影することにより得られた画像を前記サーバに送信し、前記サーバは、前記学習者端末から受信した画像に基づいて判断した学習者学習状態に対応するコンテンツを前記学習者端末に送信し、前記学習者端末は、更に前記サーバから受信したコンテンツを画面に表示する、学習システム

請求項2

前記サーバは、前記学習者の学習状態が、前記学習者が悩んでいる状態を表していると判断した場合に、前記コンテンツの説明を補足する補足説明コンテンツを前記学習者端末に送信する、請求項1に記載の学習システム。

請求項3

前記サーバは、前記学習者端末から受信した画像が所定形状を有する場合に、前記学習者が悩んでいる状態を表していると判断する、請求項2に記載の学習システム。

請求項4

前記サーバは、前記学習者の通常の学習状態を表す画像を学習スタイル基本データとして予め格納したデータベースを備え、前記学習者端末から受信した画像が所定形状を有するかどうかは、前記学習者端末から受信した画像と前記データベースに格納されている画像との類似度に基づいて判断する、請求項3に記載の学習システム。

請求項5

前記学習者端末は、更に、前記画面のクリック応答してクリックデータを前記サーバに送信し、前記サーバは、前記学習者端末から受信した画像に基づいて算出した学習者の目線が前記画面上の所定範囲内に位置し、且つ前記学習者端末から前記クリックデータが一定時間以上受信されない場合に、前記学習者が悩んでいる状態を表していると判断する、請求項2に記載の学習システム。

請求項6

前記サーバは、前記学習者の学習状態が、前記学習者がコンテンツを読んでいない状態を表している場合に、既に送信したコンテンツを前記学習者端末に再び送信する、請求項1に記載の学習システム。

請求項7

前記サーバは、前記学習者端末から受信した画像に基づいて前記学習者の目線の移動速度を算出し、該算出された移動速度が所定値以上である場合に、前記学習者が前記コンテンツを読んでいない状態を表していると判断する、請求項6に記載の学習システム。

請求項8

前記サーバは、前記学習者端末から受信した画像に基づいて前記学習者の目線の位置を算出し、該算出された目線の位置が前記学習者端末の画面に表示されたクリック位置から移動しない場合に、前記学習者が前記コンテンツを読んでいない状態を表していると判断する、請求項6に記載の学習システム。

請求項9

前記学習者端末は、更に、前記画面のクリックに応答してクリックデータを前記サーバに送信し、前記サーバは、前記学習者端末から受信されるクリックデータの時間間隔が所定の時間間隔より小さい場合に、前記学習者が前記コンテンツを読んでいない状態を表していると判断する、請求項6に記載の学習システム。

請求項10

前記サーバは、前記学習者の学習状態が、前記学習者が疲れている状態を表していると判断した場合に、警告メッセージを前記学習者端末に送信する、請求項1に記載の学習システム。

請求項11

前記サーバは、前記学習者端末から受信した画像が所定形状を有する場合に、前記学習者が疲れている状態を表していると判断する、請求項10に記載の学習システム。

請求項12

前記サーバは、前記学習者の通常の学習状態を表す画像を学習スタイル基本データとして予め格納したデータベースを備え、前記学習者端末から受信した画像が所定形状を有するかどうかは、前記学習者端末から受信した画像と前記データベースに格納されている画像との類似度に基づいて判断する、請求項11に記載の学習システム。

請求項13

前記サーバは、前記学習者端末から受信した画像に基づいて前記学習者の目線の位置を算出し、該算出された目線の位置が前記学習者端末の画面に表示されたコンテンツの範囲外に位置する割合が所定値以上である場合に、前記学習者が疲れている状態を表していると判断する、請求項11に記載の学習システム。

請求項14

前記サーバは、前記学習者端末に前記コンテンツの説明を補足する補足説明コンテンツを送信し、前記学習者端末から受信した画像に基づいて前記学習者の目線の位置を算出し、該算出された目線の位置が前記学習者端末の画面に表示された補足説明コンテンツの範囲内に移動しない場合に、前記学習者が疲れている状態を表していると判断する、請求項11に記載の学習システム。

請求項15

前記学習者端末は、更に、前記画面のクリックに応答してクリックデータを前記サーバに送信し、前記サーバは、前記学習者端末から所定時間以上クリックデータが受信されない場合に、前記学習者が疲れている状態を表していると判断する、請求項11に記載の学習システム。

請求項16

前記サーバは、前記学習者の学習状態が、前記学習者が学習していない状態を表していると判断した場合に、警告メッセージを前記学習者端末に送信する、請求項1に記載の学習システム。

請求項17

前記サーバは、前記学習者端末から受信した画像に学習者の像が存在しない場合に、前記学習者が学習していない状態を表していると判断する、請求項16に記載の学習システム。

請求項18

前記サーバは、前記学習者端末から受信した画像に基づいて前記学習者の目線の位置を算出し、該算出された目線の位置が前記学習者端末の画面に表示されたコンテンツの範囲外に所定時間以上位置する場合に、前記学習者が学習していない状態を表していると判断する、請求項16に記載の学習システム。

請求項19

前記学習者端末は、更に、前記画面のクリックに応答してクリックデータを前記サーバに送信し、前記サーバは、前記学習者端末からクリックデータを所定回数以上受信した場合に、クリックデータを受信した時間間隔の平均値を算出し、該算出された平均値に応じた時間間隔で前記学習者端末に新しいコンテンツを送信する、請求項1に記載の学習システム。

請求項20

前記学習者端末は、コンテンツの更新速度を調整する速度データを前記サーバに送信し、前記サーバは、前記学習者端末から受信した速度データに応じた時間間隔で前記学習者端末に新しいコンテンツを送信する、請求項19に記載の学習システム。

請求項21

カメラを備えた学習者端末と、学習用のコンテンツを格納したサーバ、とが提供され、前記学習者端末は、前記カメラで撮影することにより得られた画像を前記サーバに送信し、前記サーバは、前記学習者端末から受信した画像に基づいて判断した前記学習者の学習状態に対応するコンテンツを前記学習者端末に送信し、前記学習者端末は、更に前記サーバから受信したコンテンツを画面に表示し、以て学習に供する、学習方法

請求項22

学習者端末に備えられたカメラで学習者を撮影することにより得られた画像を受信するステップと、該受信した画像に基づいて前記学習者の学習状態を判断するステップと、該判断結果に応じたコンテンツを、前記学習者端末の画面に表示させることによって学習に供するために、前記学習者端末に送信するステップ、とを備えた、コンピュータで実行可能な学習プログラム

技術分野

0001

本発明は、学習者学習状態を反映可能な学習システム学習方法及び学習プログラムに関し、特に学習者端末に向かった学習者の学習状態に応じて学習を進める技術に関する。

背景技術

0002

従来、サーバと複数の学習者端末とがネットワークで接続された学習システムが知られている。この学習システムにおいて、サーバは、複数の学習項目から成る教育コンテンツを記憶している。このサーバは、学習者端末からの要求に応答して教育コンテンツをネットワークを介して該学習者端末に学習項目毎に送信する。学習者端末は、サーバから送られてきた内容を画面に表示する。

0003

学習者端末に向かった学習者は、その画面に表示された内容を読んで学習する。この学習の途中で、理解できない用語や文章出現した場合、学習者は、画面上に設けられた「補足説明」ボタンクリックする。これにより、補足説明コンテンツがサーバから学習者端末に転送され、学習者端末の画面に表示される。或いは、画面上に設けられた「ヘルプ」ボタンをクリックする。これにより、ヘルプ用コンテンツがサーバから学習者端末に転送され、学習者端末の画面に表示される。学習者は、これら画面に表示された補足説明コンテンツ又はヘルプ用コンテンツを参照して教育コンテンツの内容を理解する。

0004

学習者は、学習者端末の画面に表示された最初の学習項目を理解できた場合、或いは、更に補足説明コンテンツ又はヘルプ用コンテンツを読むことにより最初の学習項目を理解できた場合、画面上に設けられた「次へ」ボタンをクリックする。これにより、次の学習項目がサーバから学習者端末に転送され、学習者端末の画面に表示される。以下、同様の手順で学習を進め、最後の学習項目を理解できた時点で1つのコースの学習が終了する。そして、1つのコースの学習が終了すると理解度チェックするための修了テストが行われる。

0005

このような学習システムに関連する技術として、特開2001−350400は、個々の学習者に合わせた授業を行うことが可能な「ネットワークを利用した教育システム」を開示している。この教育システムでは、1以上の学習者端末と教育サーバとがネットワークを介して接続されている。教育サーバは、学習者端末の要求に応じて、教材情報を該要求した学習者端末に送信する動作、教材情報を用いて学習した結果である学習結果情報を学習者端末から受信する動作、及び該受信した学習結果情報に対する評価情報を該受信先の学習者端末に送信する動作を行う。

0006

また、他の技術として、特開2001−356678は、学習者自身で知識を整理し、学習者個人個人適合した教授戦略を与えることができる「学習支援方法学習支援システム及び学習システムプログラムを記録した記録媒体」を開示している。この開示された学習支援システムでは、学習支援サーバは、学習者に提示する教材を記憶した教材データベースと、学習者に提示した解説等を記憶する学習者データベースと、及び、学習者が学習中に行き詰まった際に、該行き詰まりの状態を解消するための解説を教材データベース及び学習者データベースから検索し、学習者に提示する手段と、学習者に提示した解説を登録するかどうかを学習者へ問い合わせ、登録の許諾がある場合、該解説を学習者データベースに登録する手段、学習者の行き詰まりの状態と解消方法から構成される学習者の理解状態学習者モデルベースに登録する手段等のホストコンピュータを備えている。

0007

また、更に他の技術として、特開昭60−80892は、学習者の理解の速度に応じて学習内容表示速度を変えることにより、学習者の心理状態を安定させ、学習効率を向上させることのできる「学習用装置」を開示している。この学習用装置は、学習者の理解力によって、解答時間にサーバがあることを利用し、学習者により適合した学習環境を与える手段として、解答時間によって次の学習内容の表示速度を変化させるように構成されている。

0008

また、更に他の技術として、特開平8−30416は、操作者による表示優先度入力指示操作を不要としながら、多数の表示優先度の異なるデータについて概要か詳細にわたって容易に認識可能且つ画面の表示処理速度をも向上する「データ表示方法及びデータ表示装置」を開示している。この技術では、複数のデータと当該複数のデータそれぞれの表示の優先度合いを示す表示優先度を対応させて一括記憶させておき、操作者からのページ切り替え操作の付与に伴って経過時間の計測を開始し、当該経過時間と、予め設定された所定の表示切り替え時間とを比較し、上記経過時間が当該表示切り替え時間を経過する度に、表示を行うべき優先度一段ずつ低下させ、一括記憶されている上記複数のデータのうち、該当する表示優先度を有するデータを画面上に追加表示する。

0009

また、更に他の技術として、特開昭62−79491は、キーボード等の入力装置と画面等の出力装置とを含む小型コンピュータを利用して教育を行うコンピュータ補助による「学習システムにおける表示速度制御方式」を開示している。この学習システムにおける表示速度制御方式では、習熟度反復学習等の個々の学習者の時々刻々変化する条件に追随して表示速度を自動的に変更する。

発明が解決しようとする課題

0010

ところで、上述した従来の学習システムでは、上述したように、1つの段階が終了する毎に理解度をチェックするための修了テストが行われるが、学習者によっては、1つのコースの学習を早く完了させたいと考える者もいる。このような学習者は、教育コンテンツの内容を十分理解せずに、修了テストだけを受けて学習を済ませようとする。この場合、修了テストに合格するためだけの学習になり、学習システムの本来の目的が達成されない。また、教育コンテンツの内容を十分理解していないので、修了テストを何度も実行するという自体も発生し、学習システムの負荷が増大する。

0011

また、学習者によっては、修了テストに出題される問題の内容のみを理解することで学習を済ませてしまう者もいる。この場合、教育コンテンツの内容全てを修了テストに出題することにより対応できるが、学習者の中には、解答のパターン、例えば、問題の解答は、「○○○で始まる文章の選択肢である」といったパターンのみを理解することで修了テストを完了しよう者もいる。このような者が出現することにより、学習システム自体の存在意義が失われつつある。

0012

また、学習者は、学習中に次のコンテンツを表示させるための操作を自ら行う必要があり、また、理解できない用語や文章等が出現した場合は、補足説明コンテンツやヘルプ用コンテンツを表示させたり、問い合わせする操作を自ら行う必要がある。従って、学習者にとってこれらの操作が煩わしいという問題がある。

0013

本発明は、上述した問題を解消するためになされたものであり、その目的は、教育コンテンツの内容を確実に理解させることができ、また、教育コンテンツの理解度に応じて学習を進めることができる、学習者の状態を反映可能な学習システム、学習方法及び学習プログラムを提供することにある。

課題を解決するための手段

0014

以下に、[発明の実施の形態]で使用する番号・符号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は、[特許請求の範囲]の記載と[発明の実施の形態]の記載との対応関係を明らかにするために付加されたものであるが、[特許請求の範囲]に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。

0015

本発明に係る学習システムは、先生生徒が対面しながら学習を進める場合のように、先生が生徒の学習状態に応じて学習速度を調整しながら教育を行うことにより一定の学習効果が得られるという点に着目してなされたものである。

0016

即ち、本発明に係る学習システムは、上記目的を達成するために、カメラ(311〜31n)を備えた学習者端末(301〜30n)と、学習用のコンテンツを格納したサーバ(20)、とを備え、学習者端末(301〜30n)は、カメラ(311〜31n)で撮影することにより得られた画像をサーバ(20)に送信し、サーバ(20)は、学習者端末(301〜30n)から受信した画像に基づいて判断した学習者の学習状態に対応するコンテンツを学習者端末(301〜30n)に送信し、学習者端末(301〜30n)は、更にサーバ(20)から受信したコンテンツを画面に表示するように構成されている。

0017

この学習システムにおいて、サーバ(20)は、学習者の学習状態が、学習者が悩んでいる状態を表していると判断した場合に、コンテンツの説明を補足する補足説明コンテンツを学習者端末(301〜30n)に送信するように構成できる。

0018

また、この学習システムにおけるサーバ(20)は、学習者端末(301〜30n)から受信した画像が所定形状を有する場合に、学習者が悩んでいる状態を表していると判断するように構成できる。この場合、サーバ(20)は、学習者の通常の学習状態を表す画像を学習スタイル基本データとして予め格納したデータベース(21)を備え、学習者端末(301〜30n)から受信した画像が所定形状を有するかどうかは、学習者端末(301〜30n)から受信した画像とデータベース(21)に格納されている画像との類似度に基づいて判断するように構成できる。

0019

この学習システムにおける学習者端末(301〜30n)は、更に、画面のクリックに応答してクリックデータをサーバ(20)に送信し、サーバ(20)は、学習者端末(301〜30n)から受信した画像に基づいて算出した学習者の目線が画面上の所定範囲内に位置し、且つ学習者端末(301〜30n)からクリックデータが一定時間以上受信されない場合に、学習者が悩んでいる状態を表していると判断するように構成できる。

0020

また、この学習システムにおいて、サーバ(20)は、学習者の学習状態が、学習者がコンテンツを読んでいない状態を表している場合に、既に送信したコンテンツを学習者端末(301〜30n)に再び送信するように構成できる。

0021

この学習システムにおけるサーバ(20)は、学習者端末(301〜30n)から受信した画像に基づいて学習者の目線の移動速度を算出し、該算出された移動速度が所定値以上である場合に、学習者がコンテンツを読んでいない状態を表していると判断するように構成できる。

0022

また、この学習システムにおけるサーバ(20)は、学習者端末(301〜30n)から受信した画像に基づいて学習者の目線の位置を算出し、該算出された目線の位置が学習者端末(301〜30n)の画面に表示されたクリック位置から移動しない場合に、学習者がコンテンツを読んでいない状態を表していると判断するように構成できる。

0023

また、この学習システムにおける学習者端末(301〜30n)は、更に、画面のクリックに応答してクリックデータをサーバ(20)に送信し、サーバ(20)は、学習者端末(301〜30n)から受信されるクリックデータの時間間隔が所定の時間間隔より小さい場合に、学習者がコンテンツを読んでいない状態を表していると判断するように構成できる。

0024

また、この学習システムにおいて、サーバ(20)は、学習者の学習状態が、学習者が疲れている状態を表していると判断した場合に、警告メッセージを学習者端末(301〜30n)に送信するように構成できる。

0025

この学習システムにおけるサーバ(20)は、学習者端末(301〜30n)から受信した画像が所定形状を有する場合に、学習者が疲れている状態を表していると判断するように構成できる。この場合、サーバ(20)は、学習者の通常の学習状態を表す画像を学習スタイル基本データとして予め格納したデータベース(21)を備え、学習者端末(301〜30n)から受信した画像が所定形状を有するかどうかは、学習者端末(301〜30n)から受信した画像とデータベース(21)に格納されている画像との類似度に基づいて判断するように構成できる。

0026

また、この学習システムにおけるサーバ(20)は、学習者端末(301〜30n)から受信した画像に基づいて学習者の目線の位置を算出し、該算出された目線の位置が学習者端末(301〜30n)の画面に表示されたコンテンツの範囲外に位置する割合が所定値以上である場合に、学習者が疲れている状態を表していると判断するように構成できる。

0027

また、この学習システムにおけるサーバ(20)は、学習者端末(301〜30n)にコンテンツの説明を補足する補足説明コンテンツを送信し、学習者端末(301〜30n)から受信した画像に基づいて学習者の目線の位置を算出し、該算出された目線の位置が学習者端末(301〜30n)の画面に表示された補足説明コンテンツの範囲内に移動しない場合に、学習者が疲れている状態を表していると判断するように構成できる。

0028

また、この学習システムにおける学習者端末(301〜30n)は、更に、画面のクリックに応答してクリックデータをサーバ(20)に送信し、サーバ(20)は、学習者端末(301〜30n)から所定時間以上クリックデータが受信されない場合に、学習者が疲れている状態を表していると判断するように構成できる。

0029

また、この学習システムにおいて、サーバ(20)は、学習者の学習状態が、学習者が学習していない状態を表していると判断した場合に、警告メッセージを学習者端末(301〜30n)に送信するように構成できる。

0030

また、この学習システムにおけるサーバ(20)は、学習者端末(301〜30n)から受信した画像に学習者の像が存在しない場合に、学習者が学習していない状態を表していると判断するように構成できる。

0031

また、この学習システムにおけるサーバ(20)は、学習者端末(301〜30n)から受信した画像に基づいて学習者の目線の位置を算出し、該算出された目線の位置が学習者端末(301〜30n)の画面に表示されたコンテンツの範囲外に所定時間以上位置する場合に、学習者が学習していない状態を表していると判断するように構成できる。

0032

また、この学習システムにおける学習者端末(301〜30n)は、更に、画面のクリックに応答してクリックデータをサーバ(20)に送信し、サーバ(20)は、学習者端末(301〜30n)からクリックデータを所定回数以上受信した場合に、クリックデータを受信した時間間隔の平均値を算出し、該算出された平均値に応じた時間間隔で学習者端末(301〜30n)に新しいコンテンツを送信するように構成できる。

0033

また、この学習システムにおける学習者端末(301〜30n)は、コンテンツの更新速度を調整する速度データをサーバ(20)に送信し、サーバ(20)は、学習者端末(301〜30n)から受信した速度データに応じた時間間隔で学習者端末(301〜30n)に新しいコンテンツを送信するように構成できる。

0034

本発明の第2の態様に係る学習方法は、上記と同様の目的で、カメラ(311〜31n)を備えた学習者端末(301〜30n)と、学習用のコンテンツを格納したサーバ(20)とが提供され、学習者端末(301〜30n)は、カメラ(311〜31n)で撮影することにより得られた画像をサーバ(20)に送信し、サーバ(20)は、学習者端末(301〜30n)から受信した画像に基づいて判断した学習者の学習状態に対応するコンテンツを学習者端末(301〜30n)に送信し、学習者端末(301〜30n)は、更にサーバ(20)から受信したコンテンツを画面に表示し、以て学習に供するように構成されている。

0035

本発明の第3の態様に係るコンピュータで実行可能な学習プログラムは、上記と同様の目的で、学習者端末(301〜30n)に備えられたカメラ(31)で学習者を撮影することにより得られた画像を受信するステップと、該受信した画像に基づいて前記学習者の学習状態を判断するステップと、該判断結果に応じたコンテンツを、前記学習者端末(301〜30n)の画面に表示させることによって学習に供するために、前記学習者端末(301〜30n)に送信するステップ、とを備えている。

発明を実施するための最良の形態

0036

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。

0037

図1は、本発明の実施の形態に係る学習システムの構成を示す図である。この学習システムは、ネットワーク10に接続されたサーバ20及び複数の学習者端末301〜30nから構成されている。

0038

ネットワーク10としては、例えばインターネットを使用できるが、これに限定されない。ネットワーク10としては、例えばローカルエリアネットワーク(LAN)、その他のネットワークを使用できる。

0039

サーバ20は、例えばサーバコンピュータから構成されている。このサーバ20には、データベース21が形成されている。このデータベース21には、教育コンテンツ、補足説明コンテンツ、ヘルプ用コンテンツ、学習者履歴、学習者の学習スタイル基本データ、学習者端末データ等が格納されている。

0040

学習者端末301〜30nは、例えばパーソナルコンピュータから構成されている。この学習者端末301〜30n(以下、符号30で代表する)は、カメラ311〜31n(以下、符号31で代表する)をそれぞれ備えている。カメラ31は、学習者端末30に向かった学習者の顔を撮影できる位置に配置されている。

0041

このカメラ31で撮影することにより得られた画像データは、ネットワーク10を介してサーバ20に送られる。画像データは、詳細は後述するが、学習者の姿勢及び表情を認識し、更に学習者の目線の移動速度及び位置を認識するめに使用される。

0042

また、学習者端末30は、教育コンテンツを表示するための表示器(図示しない)を備えている。図2は、この表示器の画面の構成例を示す。通常の学習状態では、学習項目毎に、学習タイトル31、文章32及び図33から成るコンテンツが表示される。また、画面の下部には、「前へ」ボタン34、「次へ」ボタン35及び「停止」ボタン36が常時表示されている。

0043

学習タイトル31は学習項目に付されたタイトル、文章32は説明、図33は文章32の理解を補助するための絵である。「前へ」ボタン34は、学習項目を1ページ分だけ前に戻すために使用される。「次へ」ボタン35は、学習項目を1ページ分だけ次に進めるために使用される。「停止」ボタン36は、学習項目のページが自動的に進められるのを停止させるために使用される。

0044

「前へ」ボタン34、「次へ」ボタン35及び「停止」ボタン36は、マウストラックボールタブレットといったポインティングデバイスによって画面上を移動するカーソルが当てられた状態でクリックがなされることにより、各ボタンに割り当てられた動作が行われる。なお、実際の学習者端末30の画面には、上記以外の種々の情報が表示されるが、図2では、本発明の説明に必要なもののみを記載している。

0045

上記のように構成される学習システムでは、サーバ20は、学習者の学習状態を、カメラ31から得られた画像及びクリックの有無によって以下のように判断する。

0046

(1)通常状態
下記(2)〜(5)以外の状態をいう。
(2)悩んでいる状態
(2−1)学習者が、腕組みした姿勢、手又はを着いた姿勢、胴体前傾姿勢、しかめっ面している。
(2−2)クリックが一定時間以上なされず、且つ学習者の目線が画面に表示されたコンテンツの所定範囲内に位置したままである。この状態の場合、サーバ20は、補足説明コンテンツを学習者端末30に送る。
(3)学習しているように見えるがコンテンツを読んでいない状態
(3−1)クリックが早すぎる。
(3−2)学習者の目線が画面上のクリックされるボタンの場所しか見ていない。
(3−3)学習者の目線の移動速度が早い。この状態の場合、サーバ20は、既に送信したコンテンツを学習者端末30に再び送信する、つまり、コンテンツを戻す。
(4)疲れている状態
(4−1)クリックが相当時間以上なされない。
(4−2)学習者の目線が画面に表示されたコンテンツ以外の場所に移る回数(割合)が多い。
(4−3)学習者が、腕組みした姿勢、手又は肘を着いた姿勢、しかめっ面している。
(4−4)学習者の目線が補足説明コンテンツを送信しても見に行かない。この状態の場合、サーバ20は警告メッセージを学習者端末30に送る。
(5)学習していない状態
(5−1)画像中に学習者が居ない。
(5−2)学習者の目線が長時間コンテンツ内にない。
この状態の場合、サーバ20は警告メッセージを学習者端末30に送る。

0047

次に、以上のように構成される本発明の実施の形態に係る学習システムの動作を、図3図5を参照しながら説明する。なお、図3シーケンスチャート並びに図4及び図5に示されたフローチャートに示される学習者端末30及びサーバ20で行われる処理は、学習者端末30及びサーバ20にそれぞれ組み込まれている学習プログラムによって実行される。

0048

図3は、学習が開始された後、学習者が実際の学習状態に入る前に行われる動作を示すシーケンスチャートである。

0049

学習者端末30に対向した学習者は、先ず、学習者端末30に対して学習開始操作を行う(ステップS10)。この学習開始操作により、学習開始要求が、ネットワーク10を介してサーバ20に送られる。

0050

この学習開始要求を受信したサーバ20は、一般文書を学習者端末30に送信する(ステップS20)。ここで、一般文書とは、学習者が行おうとしている学習内容とは無関係の一般的な文章、図、表等が記載された文書、例えば「或るサラリーマンの1日の紹介」等である。

0051

学習者は、学習者端末30に備えられたマウス(図示しない)をクリックしながら次の文章や図又は表を見るための操作を行う。学習者端末30は、一般文書の読取速度として、クリックがなされた時間間隔をサーバ20に送信すると共に、学習者の学習状態として、カメラ31で撮影された画像をサーバ20に送信する(ステップS11)。

0052

サーバ20は、受信した一般文書の読取速度(クリックがなされた時間間隔)及び学習者の学習状態を表す画像を、学習者の通常の学習状態を表す学習スタイル基本データとしてデータベース21に保管する(ステップS21)。この場合、学習スタイル基本データの一部として目線データを格納するように構成できる。目線データは、眼球を取り巻く目頭目尻とを両端とするラグビーボール形状の部分を「目孔」と呼ぶことにすると、以下のA〜Gのデータから構成できる。ここで、Aは目孔の位置、Bは目孔における瞳の最上位位置、Cは目孔における瞳の最下位位置、Dは瞳が最上位位置から最下位位置に達するまでの時間、Eは目孔における瞳の最左位置、Fは目孔における瞳の最右位置、Gは瞳が最左位置から最右位置に達するまでの時間である。

0053

この目線データを用いれば、例えば、「Eの位置からFの位置へGの時間より極端に長い時間で到達している」、「Eの位置からFの位置へGの時間で到達することを繰り返しているが、Bの位置からCの位置へDの時間より極端に長い時間で到達している」場合に、学習者が悩んでいる状態であると判断できる。または、「Aの位置、Bの位置が顔の部分から極端に外れ頻度が高い」場合に、学習者が悩んでいる状態であると判断できる。

0054

また、「瞳がEの位置よりも右から移動を開始するかFの位置より左で移動を終了するかしている」、「Eの位置からFの位置へGの時間より極端に短い時間で到達している」場合に、学習者は読んでいない状態であると判断できる。

0055

次いで、サーバ20は、コンテンツ選択メニューを学習者端末30に送信する(ステップS22)。このコンテンツ選択メニューを受信した学習者端末30は、それを画面に表示する(ステップS12)。この状態で、コンテンツ選択操作が行われる(ステップS13)。即ち、学習者は、マウスを操作して、画面に表示されたコンテンツ選択メニューの中から学習するコースを選択する。これにより、コンテンツ選択操作により選択された教育コンテンツを要求する教育コンテンツ送信要求がサーバに送信される。

0056

教育コンテンツ送信要求を受信したサーバ20は、該当する教育コンテンツをデータベース21から読み出し、最初の学習項目のデータを学習者端末30に送信する(ステップS23)。その後、サーバ20は、後に詳述するサーバ側学習支援処理を実行する(ステップS24)。

0057

この最初の学習項目のデータを受信した学習者端末30は、それを画面上に表示する(ステップS14)。その後、学習者端末30は、後に詳述する端末学習処理を実行する(ステップS15)。以後、学習者端末30における端末側学習処理とサーバ20におけるサーバ側学習支援処理とで相互にデータを送受しながら学習者の学習を進めるための処理が行われる。

0058

次に、上記ステップS15で実行される端末側学習処理を、図4に示したフローチャートを参照しながら説明する。

0059

端末側学習処理では、先ず画面上の「次へ」ボタン35がクリックされたかどうかが調べられる(ステップS30)。ここで、「次へ」ボタン35がクリックされたことが判断されると、次の学習項目の送信を要求する「次学習項目送信要求」がサーバ20に送信される(ステップS31)。サーバ20は、次学習項目送信要求に応答して、次の学習項目のデータを学習者端末30に送信する。その後、シーケンスはステップS36に分岐する。

0060

上記ステップS30で、「次へ」ボタン35がクリックされていないことが判断されると、次いで、画面上の「前へ」ボタン34がクリックされたかどうかが調べられる(ステップS32)。ここで、「前へ」ボタン34がクリックされたことが判断されると、前の学習項目の送信を要求する「前学習項目送信要求」がサーバ20に送信される(ステップS33)。サーバ20は、前学習項目送信要求に応答して、1つ前の学習項目のデータを学習者端末30に送信する。その後、シーケンスはステップS36に分岐する。

0061

上記ステップS32で、「前へ」ボタン34がクリックされていないことが判断されると、次いで、画面上の「停止」ボタン36がクリックされたかどうかが調べられる(ステップS34)。ここで、「停止」ボタン36がクリックされたことが判断されると、学習項目の送信の停止を要求する「停止要求」がサーバ20に送信される(ステップS35)。サーバ20は、停止要求に応答して、学習項目を自動的に進める処理を停止する(詳細は後述する)。その後、シーケンスはステップS36に分岐する。

0062

上記ステップS34で、「停止」ボタン36がクリックされていないことが判断されると、シーケンスはステップS36に進む。このステップS36では、サーバ20からのデータが受信されたかどうかが調べられる(ステップS36)。ここで、サーバ20からのデータが受信されたことが判断されると、その受信内容を表示する処理が行われる(ステップS37)。

0063

この受信内容の表示処理では、サーバ20から次学習項目送信要求に応答して次の学習項目のデータが送られてきた場合は、それが画面に表示される。これにより、「次へ」ボタン35がクリックされる毎に、学習項目が1ページずつ進む機能が実現されている。また、サーバ20から前学習項目送信要求に応答して1つ前の学習項目のデータが送られてきた場合は、それが画面に表示される。これにより、「前へ」ボタン34がクリックされる毎に、学習項目が1ページずつ戻る機能が実現されている。上記の他に、サーバ20から補足説明コンテンツ、ヘルプ用コンテンツ、各種メッセージが送られてきた場合も、これらが画面に表示される。

0064

上記ステップS36で、サーバ20からのデータが受信されていないことが判断されると、ステップS37の処理はスキップされる。次いで、一定時間が経過したかどうかが調べられる(ステップS38)。ここで、一定時間が経過していないことが判断されると、シーケンスはステップS30に戻る。一方、一定時間が経過したことが判断されると、カメラ31で撮影されることにより得られた学習者の画像がサーバ20に送信され、その後、シーケンスはステップS30に戻る。これらステップS38及びS39の処理により、一定時間間隔で、学習者の画像が学習者端末30からサーバ20に送信される。以下、学習者端末30では、上述した処理が繰り返される。

0065

次に、上記ステップS24で実行されるサーバ側学習支援処理を、図5に示したフローチャートを参照しながら説明する。

0066

このサーバ側学習支援処理では、先ず、学習者端末30から画像を受信したかどうかが調べられる(ステップS40)。ここで、画像を受信したことが判断されると、データベース21中の画像が更新される(ステップS41)。従って、データベース21には、常に、最新の画像が記憶されることになる。上記ステップS40で、画像が受信されていないことが判断されると、ステップS41の処理はスキップされる。

0067

次いで、クリックデータが受信されたかどうかが調べられる(ステップS42)。これは、学習者端末30から次学習項目送信要求、前学習項目送信要求又は停止要求を受信したかどうかを調べることにより行われる。ここで、クリックデータが受信されたことが判断されると、クリックの種類とクリックの間隔がデータベース21に格納される(ステップS43)。ここで、クリックの種類には、次学習項目送信要求のクリック、前学習項目送信要求のクリック及び停止要求のクリックが含まれる。また、クリックの間隔は、前回のクリックデータが受信されてから今回のクリックデータが受信されるまでの時間間隔である。

0068

次いで、学習項目が送信される(ステップS44)。即ち、次学習項目送信要求のクリックであれば、次の学習項目のデータが送信され、前学習項目送信要求のクリックであれば、1つ前の学習項目のデータが送信される。上記ステップS42で、クリックデータが受信されていないことが判断されると、ステップS43及びS44の処理はスキップされる。上記ステップS41で更新された画像、並びにステップS43で格納されたクリックの種類及びクリックの間隔は、以下において、学習者の学習状態を判断するために使用される。

0069

次いで、学習者が悩んでいる状態であるかどうかが調べられる(ステップS45)。これは、上述したように、(2−1)学習者が、腕組みした姿勢、手又は肘を着いた姿勢、前傾姿勢、しかめっ面しているか、又は(2−2)クリックが一定時間以上なされず、且つ学習者の目線が画面に表示されたコンテンツの所定範囲内に位置したままであるかどうかを調べることにより行われる。

0070

上記学習者が腕組みした姿勢、手又は肘を着いた姿勢、前傾姿勢であるかどうかは、例えば、画像中の学習者の顔、胴体、手の像等を切りだし、これら切り出した像の相対的位置から判断できる。また、学習者が、しかめっ面しているかどうかは、学習スタイル基本データとしてデータベース21に格納されている画像と学習者端末30から受信した画像との類似度が所定値以下であるかどうかを調べることにより判断できる。

0071

また、学習者の目線が画面に表示されたコンテンツの所定範囲内に位置したままであるかどうかは、上述したように、データベース21に格納されている最新の画像に基づいて目線データを生成し、「Eの位置からFの位置へGの時間より極端に長い時間で到達している」、「Eの位置からFの位置へGの時間で到達することを繰り返しているが、Bの位置からCの位置へDの時間より極端に長い時間で到達している」ことを調べることにより判断できる。または、「Aの位置、Bの位置が顔の部分から極端に外れる頻度が高い」ことを調べることにより判断できる。

0072

なお、この実施の形態では、サーバ20が、データベース21に格納された最新の画像に基づいて目線データを生成する構成としているが、学習者端末30で目線データを生成してサーバ20に送るように構成できる。この構成によれば、学習者端末30からサーバ20に送信するデータ量を減らすことができるので、サーバ20及びネットワーク10の負荷を軽減できる。

0073

上記ステップS45で、学習者が悩んでいる状態であることが判断されると、サーバ20は、補足説明コンテンツやヘルプ用コンテンツを学習者端末30に送信する(ステップS46)。これにより、学習者は、この補足説明コンテンツやヘルプ用コンテンツを見て学習する。これにより、学習者が悩んでいる状態が解消される。その後、シーケンスは、ステップS40に戻る。

0074

上記ステップS45で、学習者が悩んでいる状態でないことが判断されると、次いで、学習者がコンテンツを読んでいない状態であるかどうかが調べられる(ステップS47)。これは、上述したように、(3−1)クリックが早すぎるか、(3−2)学習者の目線が画面上のクリックされるボタンの場所しか見ていないか、又は(3−3)学習者の目線の移動速度が早いかを調べることにより行われる。目線の移動速度が早いかどうかは、上述したように、「瞳がEの位置よりも右から移動を開始するかFの位置より左で移動を終了するかしている」、又は「Eの位置からFの位置へGの時間より極端に短い時間で到達している」かどうかを調べることにより判断できる。

0075

上記ステップS47で、学習者がコンテンツを読んでいない状態であることが判断されると、サーバ20は、警告メッセージと共に1つ前の学習項目のデータを学習者端末30に送信する(ステップS48)。これにより、既に送信したコンテンツが学習者端末30に再び送信されてコンテンツが戻されるので、学習者がコンテンツを読まないで修了テストだけ受けるという事態の発生を防止できる。その後、シーケンスは、ステップS40に戻る。

0076

上記ステップS47で、学習者がコンテンツを読んでいる状態であることが判断されると、次いで、学習者が疲れている状態であるかどうかが調べられる(ステップS49)。これは、上述したように、(4−1)クリックが相当時間以上なされないか、(4−2)学習者の目線が画面に表示されたコンテンツ以外の場所に移る回数(割合)が多いか、(4−3)学習者が、腕組みした姿勢、手又は肘を着いた姿勢、しかめっ面しているか、又は(4−4)学習者の目線が補足説明コンテンツを送信しても見に行かないかを調べることにより行われる。

0077

上記ステップS49で、学習者が疲れている状態であることが判断されると、サーバ20は、警告メッセージを学習者端末30に送信する(ステップS50)。これにより、学習者は、集中力が途切れたことを知ることができるので、例えば学習を中止することができる。その後、シーケンスは、ステップS40に戻る。

0078

上記ステップS49で、学習者が疲れている状態でないことが判断されると、次いで、学習者が学習していない状態であるかどうかが調べられる(ステップS51)。これは、上述したように、(5−1)画像中に学習者が居ないか、又は(5−2)学習者の目線が長時間コンテンツ内にないかを調べることにより行われる。ここで、学習者が学習していない状態であることが判断されると、サーバ20は警告メッセージを学習者端末30に送信する(ステップS52)。これにより、学習者は学習を中止することができる。その後、シーケンスは、ステップS40に戻る。

0079

上記ステップS51で、学習者が学習している状態であることが判断されると、通常の学習状態であることが認識され、所定回数以上のクリックがなされたかどうかが調べられる(ステップS53)。そして、所定回数以上のクリックがなされていないことが判断されると、シーケンスはステップS40に戻り、上述した動作が繰り返される、

0080

一方、所定回数以上のクリックがなされたことが判断されると、以降は、所定時間間隔で次の学習項目のデータを学習者端末30に送信する処理が行われる(ステップS54)。この所定時間間隔は、上記ステップS43でデータベース21に蓄積されたクリックの間隔のうち、「次へ」ボタン35がクリックされた間隔の平均値を算出して決定することができる。

0081

このステップS54の処理中に、図5中には示されていないが、学習者端末30から停止要求のクリックデータを受信した時は、次の学習項目のデータを送信する処理を停止し、次に停止要求のクリックデータを受信した時に、次の学習項目のデータを送信する処理を再開する処理が行われる。また、このステップS54の処理中であっても、次学習項目送信要求及び前学習項目送信要求に応答して学習項目のデータを送信する処理は行われる。この構成により、学習者は、自己ペースで学習を進めることができる。

0082

なお、上記所定時間間隔、つまり学習項目の表示を更新する時間間隔を、学習者端末30から調整可能に構成することもできる。この場合、学習者端末30の画面上に常時表示されるスピード調整ボタンを設け、学習者端末30は、このスピード調整ボタンがクリックされることにより増減値をサーバ20に送る。この増減値を受信したサーバ20は、現在の所定時間間隔に増減値を加算して新たな時間間隔を決定し、その時間間隔で次の学習項目のデータを学習者端末30に送信する。この構成により、学習者は、コンテンツの難易に応じて読むスピードを調整しながら学習を進めることができる。

0083

上記ステップS54の処理が終了すると、次いで、終了であるかどうかが調べられる(ステップS55)。これは、学習者端末30から完了情報を受信したかどうかによって判断される。ここで、終了でないことが判断されるとステップS54に戻り、以下、同様の処理が繰り返される。一方、終了であることが判断されると、学習者端末30から受信した完了情報に基づいてデータベース21中の学習者履歴が更新され、サーバ20によるサーバ側学習支援処理は終了する。

0084

以上説明したように、本発明の実施の形態に係る学習システムによれば、教育コンテンツの内容を十分に学習せずに修了テストのみの合格だけを目指す学習者に対して、教育コンテンツを確実に理解させることができる。

0085

また、学習者の文章等の読取速度を分析して学習者に適した間隔で自動的に次の学習項目を表示させるようにしたので、学習者は、次の文章等を表示させる操作を行わなくてもよく、使い勝手に優れた学習システムを提供できる。

0086

更に、学習者の姿勢や表情、目線の状態を分析することにより学習者の学習状態を判断し、適宜、補足説明コンテンツやヘルプ用コンテンツを学習者端末30に送るようにしたので、学習者の理解度を向上させることができると共に効率のよい学習が可能になっている。

発明の効果

0087

以上詳述したように、本発明によれば、教育コンテンツの内容を確実に理解させることができ、また、教育コンテンツの理解度に応じて学習を進めることができる、学習者の学習状態を反映可能な学習システム、学習方法及び学習プログラムを提供できる。

図面の簡単な説明

0088

図1本発明の実施の形態に係る学習システムを示す図である。
図2本発明の実施の形態に係る学習システムにおける画面の構成例を示す図である。
図3本発明の実施の形態に係る学習システムの動作を示すシーケンスチャートである。
図4本発明の実施の形態に係る学習システムの学習者端末の動作を示すフローチャートである。
図5本発明の実施の形態に係る学習システムのサーバの動作を示すフローチャートである。

--

0089

10ネットワーク
20サーバ
21データベース
30、301〜30n学習者端末
31、311〜31n カメラ

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