図面 (/)

技術 情報処理装置、情報処理システム及びプログラム

出願人 大日本印刷株式会社
発明者 鈴木深雪
出願日 2014年10月31日 (4年10ヶ月経過) 出願番号 2014-223548
公開日 2016年5月23日 (3年3ヶ月経過) 公開番号 2016-090747
状態 特許登録済
技術分野 電気的に作動する教習具 デジタルマーク記録担体 位置入力装置 記録担体の読み取り デジタル計算機のユーザインターフェイス
主要キーワード 携帯型電話器 可視化対象 Y座標 解答部分 タブレット型情報端末 局所位置 記入操作 解答領域
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(2016年5月23日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (15)

課題

論述形式学習問題などの文章記入する記入者思考の傾向やその滞留の傾向を的確に把握することが可能な情報処理装置などを提供すること。

解決手段

情報処理システム1は、所定のタイミングや所定の期間において、又は、時間軸に沿って解答者全体又は所定の属性の一部の解答者の人数、そのストローク数又は認識された文字数可視化することによって、解答者全体又は属性別思考傾向や思考の滞留傾向を的確に把握するため、提示された学習問題用紙40に対して解答を行う各解答者に提供される電子ペン10と、論述形式の学習問題における解答領域対応付けて、特定のキーワードを基準に解答者の人数、ストローク数又は認識された文字数を可視化する思考傾向可視化処理を実行するデータ解析装置20と、有している。

概要

背景

近年、記入した情報を電子化する電子ペンが開発されており、その代表的なものとしてスウェーデンのAnoto社が開発した「アノトペン(Anoto Pen)」が知られている。このアノトペンは、所定のアルゴリズムによりパターン化された位置座標を示すドットパターン印刷された専用紙(以下、単に「専用紙」という。)とともに使用される。

具体的には、このアノトペンは、ペン先部に、専用紙に印刷されたドットパターンを撮像するための小型カメラと、撮像したドットパターンから専用紙における位置座標を演算するプロセッサと、演算された位置座標等を外部機器へ送信するデータ通信ユニットとを搭載している。また、ユーザが専用紙上にアノトペンで文字等を書いた場合に、または、専用紙上に図案化されている画像にチェックマークを記入した場合に、ペンの移動に伴って小型カメラが専用紙に印刷されたドットパターンが撮像され、プロセッサによって演算された連続する位置座標から、ユーザが記入した文字、記号または図形などの情報(以下、「ストローク情報」という。)が取得されるようになっている。そして、このストローク情報が、データ通信ユニットによりアノトペンから近くのパーソナルコンピュータ携帯型電話器などの端末装置に送信されるようになっている(例えば、特許文献1参照)。

また、最近、コンピュータ装置表示画面上を専用のペンその他のもので触れることによって文字や記号などの文字情報を記入するシステムが提案されており、その一つとして、所定の画面上の領域にユーザによって手書きされた文字情報を記入するための文字記入領域を用いるものが知られている。

例えば、このような文字を記入して入力できるシステムとしては、文字記入領域が予め設定されており、当該文字記入領域に手書きされた文字や記号などを取得させることによって、文字の記入を行う記入者(いわゆる、ユーザ)に対してその記入時の負担を軽減させるようになっている(例えば、特許文献2)。

一方、最近では、学校などの教育現場において、解答欄解答領域)を有する用紙などに記入された内容を記憶し、各学習者の記載内容の進行度合いを把握するために、電子ペンを用いた学習システムが知られている。例えば、このような学習システムは、各電子ペンから送信されたストローク情報を受信し、複数のユーザ毎のストローク情報の各々に基づいて描画される複数のストローク群の各々を、設定された表示順序で、表示手段に表示させる制御を実行するようになっている(例えば、特許文献3)。

概要

論述形式学習問題などの文章を記入する記入者の思考の傾向やその滞留の傾向を的確に把握することが可能な情報処理装置などを提供すること。情報処理システム1は、所定のタイミングや所定の期間において、又は、時間軸に沿って解答者全体又は所定の属性の一部の解答者の人数、そのストローク数又は認識された文字数可視化することによって、解答者全体又は属性別思考傾向や思考の滞留傾向を的確に把握するため、提示された学習問題用紙40に対して解答を行う各解答者に提供される電子ペン10と、論述形式の学習問題における解答領域に対応付けて、特定のキーワードを基準に解答者の人数、ストローク数又は認識された文字数を可視化する思考傾向可視化処理を実行するデータ解析装置20と、有している。

目的

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、キーワードに基づく論述形式の学習問題の解答などの記入において、記入者の思考の傾向やその滞留の傾向を的確に把握することが可能な情報処理装置などを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

所与記入領域に入力された座標を示す座標情報を含む入力データを取得する取得手段と、前記取得された入力データを第1のデータベースに記録する記録制御手段と、前記データベースに記録された各記入者の入力データによって形成された形状に基づいて文字を認識する認識手段と、前記認識された少なくとも1文字から構成される文字列が予め定められたキーワードであるか否かを判定する判定手段と、を備えることを特徴とする情報処理装置

請求項2

請求項1に記載の情報処理装置において、前記認識された文字列が前記キーワードと判定された場合に、当該文字列を基準に形成される領域について、前記記録された入力データ数又は当該入力データ数に関連する関連データ数を算出する算出手段と、前記算出された入力データ数又は当該入力データ数に関連する関連データ数を提供する提供手段と、を更に備える、情報処理装置。

請求項3

請求項2に記載の情報処理装置において、前記取得手段が、前記座標情報を取得した際の時刻を示す時刻情報を含む入力データを取得し、前記算出手段が、予め定められた時間情報及び前記取得された時刻情報に基づいて、前記文字列を基準に形成される領域における入力データ数又は当該入力データ数に関連する関連データ数を算出する、情報処理装置。

請求項4

請求項3に記載の情報処理装置において、前記予め定められた時間情報には、所与のタイミング又は所与の期間が含まれる、情報処理装置。

請求項5

請求項2〜4のいずれか1項に記載の情報処理装置において、前記入力データを入力した入力者属性を示す属性情報が第2のデータベースに記録されており、前記算出手段が、前記入力者の属性に属し、かつ、前記文字列を基準に形成される領域に対応付けられた入力データ数又は当該入力データ数を算出する、情報処理装置。

請求項6

請求項1〜5のいずれか1項に記載の情報処理装置において、前記入力データを入力する入力者の操作に応じて文字記入可能な入力デバイスによって読み取り可能な位置座標を示すコード化パターンが形成された前記記入領域を有する記録媒体を用いるとともに、前記取得手段が、前記入力デバイスによって読み取ったコード化パターンのデータに基づいて各入力データの前記記録媒体上の座標を認識することによって前記座標情報を取得する、情報処理装置。

請求項7

請求項1〜5のいずれか1項に記載の情報処理装置において、前記入力データを入力する入力者の操作に応じて文字記入可能であって当該電子デバイス上の座標を認識する表示パネルが形成された前記電子デバイスを用いるとともに、前記取得手段が、前記表示パネルへの入力者の接触操作に応じて各入力データの前記電子デバイス上の座標を認識することによって前記座標情報を取得する、情報処理装置。

請求項8

コンピュータを、所与の記入領域に入力された座標を示す座標情報を含む入力データを取得する取得手段と、前記取得された入力データを第1のデータベースに記録する記録制御手段、前記データベースに記録された各記入者の入力データによって形成された形状に基づいて文字を認識する認識手段、及び、前記認識された少なくとも1文字から構成される文字列が予め定められたキーワードであるか否かを判定する判定手段、として機能することを特徴とするプログラム

請求項9

位置座標を示すコード化パターンが形成された記入領域を有する記録媒体に対して、入力者の操作に基づいて記入を実行し、かつ、前記コード化パターンを読み取るための電子ペンと、前記電子ペンによって読み取ったコード化パターンを含む入力データを取得し、当該取得した入力データのデータ解析を実行する情報処理装置と、を備え、前記情報処理装置が、前記入力データを取得する取得手段と、前記取得された入力データを第1のデータベースに記録する記録制御手段と、前記データベースに記録された各記入者の入力データによって形成された形状に基づいて文字を認識する認識手段と、前記認識された少なくとも1文字から構成される文字列が予め定められたキーワードであるか否かを判定する判定手段と、を備えることを特徴とする情報処理システム

請求項10

記入領域を表示する表示パネルと、当該記入領域が接触されることによって入力された入力データの前記表示パネル上の座標を示す座標情報を検出する検出手段と、を有する電子デバイスと、前記入力された入力データに基づいて解答者における思考の傾向をデータ解析する情報処理装置と、を備え、前記情報処理装置が、前記入力データを取得する取得手段と、前記取得された入力データを第1のデータベースに記録する記録制御手段と、前記データベースに記録された各記入者の入力データによって形成された形状に基づいて文字を認識する認識手段と、前記認識された少なくとも1文字から構成される文字列が予め定められたキーワードであるか否かを判定する判定手段と、を備えることを特徴とする情報処理システム。

技術分野

0001

本発明は、学習問題における解答者思考傾向解析する情報処理装置情報処理システム及びプログラムに関する。

背景技術

0002

近年、記入した情報を電子化する電子ペンが開発されており、その代表的なものとしてスウェーデンのAnoto社が開発した「アノトペン(Anoto Pen)」が知られている。このアノトペンは、所定のアルゴリズムによりパターン化された位置座標を示すドットパターン印刷された専用紙(以下、単に「専用紙」という。)とともに使用される。

0003

具体的には、このアノトペンは、ペン先部に、専用紙に印刷されたドットパターンを撮像するための小型カメラと、撮像したドットパターンから専用紙における位置座標を演算するプロセッサと、演算された位置座標等を外部機器へ送信するデータ通信ユニットとを搭載している。また、ユーザが専用紙上にアノトペンで文字等を書いた場合に、または、専用紙上に図案化されている画像にチェックマークを記入した場合に、ペンの移動に伴って小型カメラが専用紙に印刷されたドットパターンが撮像され、プロセッサによって演算された連続する位置座標から、ユーザが記入した文字、記号または図形などの情報(以下、「ストローク情報」という。)が取得されるようになっている。そして、このストローク情報が、データ通信ユニットによりアノトペンから近くのパーソナルコンピュータ携帯型電話器などの端末装置に送信されるようになっている(例えば、特許文献1参照)。

0004

また、最近、コンピュータ装置表示画面上を専用のペンその他のもので触れることによって文字や記号などの文字情報を記入するシステムが提案されており、その一つとして、所定の画面上の領域にユーザによって手書きされた文字情報を記入するための文字記入領域を用いるものが知られている。

0005

例えば、このような文字を記入して入力できるシステムとしては、文字記入領域が予め設定されており、当該文字記入領域に手書きされた文字や記号などを取得させることによって、文字の記入を行う記入者(いわゆる、ユーザ)に対してその記入時の負担を軽減させるようになっている(例えば、特許文献2)。

0006

一方、最近では、学校などの教育現場において、解答欄解答領域)を有する用紙などに記入された内容を記憶し、各学習者の記載内容の進行度合いを把握するために、電子ペンを用いた学習システムが知られている。例えば、このような学習システムは、各電子ペンから送信されたストローク情報を受信し、複数のユーザ毎のストローク情報の各々に基づいて描画される複数のストローク群の各々を、設定された表示順序で、表示手段に表示させる制御を実行するようになっている(例えば、特許文献3)。

先行技術

0007

特表2003−511761号公報
特開平8−50530号公報
特開2013−105376号公報

発明が解決しようとする課題

0008

しかしながら、特許文献3に記載の学習システムにあっては、論述形式解答などキーワードを用いる解答を行う場合に、解答者全体やその一部の思考又はその滞留の傾向を把握するために用いることができない。

0009

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、キーワードに基づく論述形式の学習問題の解答などの記入において、記入者の思考の傾向やその滞留の傾向を的確に把握することが可能な情報処理装置などを提供することにある。

課題を解決するための手段

0010

(1)上記課題を解決するため、本発明の情報処理装置などは、所与記入領域に入力された座標を示す座標情報を含む入力データを取得する取得手段と、前記取得された入力データを第1のデータベースに記録する記録制御手段と、前記データベースに記録された各記入者の入力データによって形成された形状に基づいて文字を認識する認識手段と、前記認識された少なくとも1文字から構成される文字列が予め定められたキーワードであるか否かを判定する判定手段と、を備える構成を有している。

0011

この構成により、本発明の情報処理装置などは、論述形式の学習問題に対する解答など文集を記入する際に、記入領域に入力された入力データを、キーワードを基準に解析することができる。

0012

通常、記入領域への記入速度は、記入者の思考スピードに関連し、当該記入領域への記入量は、記入者の思考した量(思考した時間)に関連する。また、論述形式の学習問題など文章を記入する場合においては、接頭語などは、論述展開アクセントを与えるキーワードになり、また、人物名などの名称を示す文字列は、当該文章を理解する上で重要なキーワードとなる場合が多い。さらに、記入された文章などにおいては、キーワードの記載位置としては、記入者の思考が表れることが多く、これらを統計的に解析すれば、記入者全体又は属性別の思考傾向を把握することに役に立つ。

0013

したがって、本発明の情報処理装置などは、キーワードを基準とした記入者の思考スピード、思考量及び思考順などの思考傾向や思考の滞留傾向を的確に把握することができる。

0014

(2)また、本発明の情報処理システムは、位置座標を示すコード化パターンが形成された記入領域を有する記録媒体に対して、入力者の操作に基づいて記入を実行し、かつ、前記コード化パターンを読み取るための電子ペンと、前記電子ペンによって読み取ったコード化パターンを含む入力データを取得し、当該取得した入力データのデータ解析を実行する情報処理装置と、を備え、前記情報処理装置が、前記入力データを取得する取得手段と、前記取得された入力データを第1のデータベースに記録する記録制御手段と、前記データベースに記録された各記入者の入力データによって形成された形状に基づいて文字を認識する認識手段と、前記認識された少なくとも1文字から構成される文字列が予め定められたキーワードであるか否かを判定する判定手段と、を備える構成を有している。

0015

この構成により、本発明の情報処理システムは、上述したように、論述形式の学習問題に対する解答など文集を記入する際に、記入領域に入力された入力データを、キーワードを基準に解析することができるので、キーワードを基準とした記入者の思考スピード、思考量及び思考順などの思考傾向や思考の滞留傾向を的確に把握することができる。

0016

(3)また、本発明の情報処理システムは、記入領域を表示する表示パネルと、当該記入領域が接触されることによって入力された入力データの前記表示パネル上の座標を示す座標情報を検出する検出手段と、を有する電子デバイスと、前記入力された入力データに基づいて解答者における思考の傾向をデータ解析する情報処理装置と、を備え、前記情報処理装置が、前記入力データを取得する取得手段と、前記取得された入力データを第1のデータベースに記録する記録制御手段と、前記データベースに記録された各記入者の入力データによって形成された形状に基づいて文字を認識する認識手段と、前記認識された少なくとも1文字から構成される文字列が予め定められたキーワードであるか否かを判定する判定手段と、を備える構成を有している。

0017

この構成により、本発明の情報処理システムは、上述したように、上述したように、論述形式の学習問題に対する解答など文集を記入する際に、記入領域に入力された入力データを、キーワードを基準に解析することができるので、キーワードを基準とした記入者の思考スピード、思考量及び思考順などの思考傾向や思考の滞留傾向を的確に把握することができる。

発明の効果

0018

本発明の情報処理装置などは、上述したように、論述形式の学習問題に対する解答など文集を記入する際に、記入領域に入力された入力データを、キーワードを基準に解析することができるので、キーワードを基準とした記入者の思考スピード、思考量及び思考順などの思考傾向や思考の滞留傾向を的確に把握することができる。

図面の簡単な説明

0019

本発明に係る情報処理システムの一実施形態における構成を示すシステム構成図である。
一実施形態の学習問題用紙の書式(様式)の一例である。
一実施形態におけるドットパターンのドットの配置とそのドットが変換される値との関係を説明する図である。
一実施形態におけるドットパターンを説明するための図であり、(A)は、ドットパターンを模式的に示し、(B)は、それに対応する情報の例を示す図である。
一実施形態における電子ペンの構造を示す概略図であるとともに、その機能を示すブロック図である。
一実施形態におけるデータ解析装置の各機能を示すブロック図である。
一実施形態のデータ解析装置内に設けられたストロークデータデータベースに記録されるデータの一例を示す図である。
一実施形態のデータ解析装置内に設けられた解答情報データベースに記録されるデータの一例を示す図である。
一実施形態のデータ解析装置内に設けられた学習者情報データベースに記録されるデータの一例を示す図である。
一実施形態の所定のタイミング又は所定の期間における解答領域と対応付け可視化されたストローク情報画像を含む思考傾向表示画像(可視化された算出結果)を説明するための図である。
一実施形態の解答領域と対応付けて時間軸に沿って変化するストローク情報を含む思考傾向再生画像(可視化された算出結果)を説明するための図である。
一実施形態のデータ解析装置において実行されるストロークデータの記録処理の動作を示すフローチャートである。
一実施形態のデータ解析装置において実行される思考傾向可視化処理の動作を示すフローチャートである。
本発明に係る情報処理システムの変形例における構成を示すシステム構成図である。

実施例

0020

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。

0021

なお、以下に説明する実施形態は、電子ペン又は電子デバイスと、当該電子ペンによって読み取り可能な位置座標を示すコード化パターン(ドットパターン)が予め形成されている所定の解答領域を有する学習問題用紙(又はその画像)と、を用いた情報処理システムに、本発明の情報処理装置、プログラム及び情報処理システムを適用した場合の実施形態である。

0022

また、以下の実施形態においては、例えば、本願発明における記入領域として、学習問題用紙(又はその画像)に形成された解答領域を用いて説明するとともに、電子ペンに基づく記入操作又は電子デバイスへの接触操作によってキーワードを含む文字列の入力が実行されるとして説明する。

0023

[1]情報処理システムの概要
まず、図1を用いて、本実施形態における情報処理システム1の構成及び概要について説明する。なお、図1は、本実施形態における情報処理システム1の構成を示すシステム構成図である。また、図1においては、図が煩雑になることを防止するために、一部の電子ペン10及びそれを用いる解答者のみを表示している。すなわち、実際の情報処理システム1においては、表示するよりも多数の解答者及び電子ペン10が存在している。

0024

本実施形態の情報処理システム1は、学校又は学習塾などの教育現場において、学習問題用紙40を用いて学習問題を提示し、その解答を得る際に、学習者によって学習問題用紙40又は当該学習問題用紙40とは別に提供される解答用紙に記入された解答を、その解答の記入時刻及び記入領域(すなわち、解答領域41)とともに、データ化するシステムである。

0025

特に、本実施形態の情報処理システム1は、
(1)データ化された各解答者解答データ(すなわち、「入力データ」であり、以下の「ストロークデータ」を示す。)に基づいて記入された文字をそれぞれ認識し、
(2)解答データ毎に、認識した文字に基づいて、接頭語又は人名や地名その他の名称などの予め定められたキーワードの有無をそれぞれ判定し、
(3)当該キーワードが存在する際に、当該キーワードを基準に、解答中の予め定められたタイミングや解答期間において、学習者全体、又は、別、クラス別若しくは地域別などの属性毎に、ストロークデータのデータ解析を実行して可視化する
システムである。

0026

通常、解答領域などの記入領域への記入速度は、記入者(例えば、解答者)の思考スピードに関連し、当該記入領域への記入量は、記入者の思考した量(思考した時間)に関連する。また、論述形式の学習問題など文章を記入する場合においては、接頭語などは、論述展開にアクセントを与えるキーワードになり、また、人物名などの名称を示す文字列は、当該文章を理解する上で重要なキーワードとなる場合が多い。さらに、記入された文章などにおいては、キーワードの記載位置としては、記入者の思考が表れることが多く、これらを統計的に解析すれば、記入者全体又は属性別の思考傾向を把握することに役に立つ。

0027

そこで、本実施形態の情報処理システム1は、キーワードの位置に基づいて、所定のタイミングや所定の期間における解答者全体又は所定の属性の一部の記入者の人数、そのストローク数又は認識された文字数を可視化するなどのキーワードに基づく解析を行うことができるので、論述形式の学習問題などにおける記入者の思考スピード、思考量及び思考順などの思考傾向や思考の滞留傾向を的確に把握することができるようになっている。

0028

具体的には、本実施形態の情報処理システム1は、図1に示すように、提示された学習問題用紙40に対して解答を行う各解答者に提供される電子ペン10と、キーワードに基づいて解答者の人数、ストローク数又は認識された文字数を可視化することによって思考傾向を可視化する処理(以下、「思考傾向可視化処理」という。)を実行するデータ解析装置20と、有している。

0029

電子ペン10は、位置座標を示すコード化パターンが形成された学習問題と当該学習問題の解答を記入するための解答領域41とを有する学習問題用紙40(記録媒体)に対して、解答者の解答を記入するための機能と、当該コード化パターンを読み取ってデータ解析装置20に記入された解答者の解答に基づく筆跡のデータ(以下、「ストロークデータ」という。)を提供する機能と、を有している。

0030

特に、電子ペン10は、解答者によって使用され、ボールペン鉛筆シャープペンシルなどの他の筆記用具と同様に、文字又は線図などの学習問題用紙40の解答領域41に所定の記入(所定の形状(キャラクタ)の記入)を行う際に用いられる。

0031

また、電子ペン10は、学習問題用紙40に文字または図形などの記入が行われた場合に、当該記入時のストローク(筆跡)やタップ(電子ペン10のペン先による学習問題用紙40への軽叩)に応じて、当該学習問題用紙40上の移動経路(すなわち、筆跡またはストローク)に沿って、学習問題用紙40に印刷されたドットパターンを局所的、かつ、連続的に読み取る構成を有している。

0032

そして、電子ペン10は、読み取ったドットパターンに基づいて学習問題用紙40におけるその局所位置の座標を算出するとともに、その算出した位置座標を含むストロークデータを生成し、当該生成したストロークデータをデータ解析装置20に送信する構成を有している。

0033

データ解析装置20は、例えば、タブレット型情報端末装置、スマートフォン、パーソナルコンピュータ又はワークステーション等の情報通信端末装置である。

0034

具体的には、データ解析装置20は、無線通信回線を利用して電子ペン10によって読み取ったコード化パターンと当該読み取った際の時刻を示す時刻情報を含むストロークデータを取得し、取得したストロークデータをデータベース(以下、「DB」といい、後述の記録装置200)に記録する機能を有している。

0035

また、データ解析装置20は、情報処理システム1の管理者、学習問題の提供者又はそれらに準ずる権限を有する者(以下、「管理者」という。)の指示に基づいて、記録した各解答者の各ストローク情報に基づいて、思考傾向可視化処理を実行する機能を有している。

0036

すなわち、データ解析装置20は、
(1)各電子ペン10より、学習問題用紙40によって提供された学習問題について、解答者毎に、当該学習問題とともに提示された所与の解答領域41に記入された各ストロークの座標を示す座標情報と当該各ストロークが記入された際の時刻を示す時刻情報とを含むストロークデータを取得し、
(2)取得した座標情報及び時刻情報を含む各ストロークデータをそれぞれDBに記録し、
(3)DBに記録された各学習者(各記入者)の各ストロークデータによって形成された形状に基づいて解答領域41に記入された各文字を認識し、
(4)認識した少なくとも1文字から構成される文字列が予め定められたキーワードであるか否かを判定し、
(5)認識した文字列がキーワードと判定した場合に、当該文字列(すなわち、キーワード)を基準に、可視化すべき所与の項目(以下、「可視化項目」という。)に基づいて記録されたストロークデータを集計し、
(6)解答者の人数、ストローク数又は認識された文字数などの集計結果を管理者に提供する
構成を有している。

0037

特に、本実施形態の可視化項目には、上述のように、解答開始(すなわち、テスト開始)から10分後、30分後、50分後などの所与のタイミング、又は、解答開始から10分まで、当該10分から30分までなど所与の期間、及び、解答者全体の他に男女別、年齢別、クラス別又は地域別などの属性において、キーワードを基準に(例えばキーワードの前段部分又は後段部分について)集計された
(A)解答領域41への記入開始などの第1のタイミングからキーワードに相当する文字列が記入されるまでのストローク数、解答者数又は認識された文字数
(B)キーワードに相当する文字列が記入されてから解答領域41への記入終了などの第2のタイミングまでのストローク数、解答者数又は認識された文字数
(C)解答領域41への記入開始などの第3のタイミングからキーワードに相当する文字列が記入されるまでの経過時間、及び
(D)キーワードに相当する文字列が記入されてから解答領域41への記入終了などの第4のタイミングまでの経過時間、
の少なくともいずれか一方が含まれている。

0038

そして、データ解析装置20は、所与のタイミング、又は、所与の期間における解答領域41の解答者全体又は所定の属性別において、キーワードを基準に、(A)〜(D)項目における解答者数、ストローク数、認識された文字数又は所定の期間における経過時間を算出し、当該算出した結果を可視化する思考傾向可視化処理を実行するようになっている。

0039

なお、本実施形態の可視化項目には、上記に加えて、解答開始(すなわち、テスト開始)から10分後、30分後、50分後などの所与のタイミング、又は、解答開始から10分まで、当該10分から30分までなど所与の期間、及び、解答者全体の他に男女別、年齢別、クラス別又は地域別などの属性の項目が含まれる。

0040

このような構成により、本実施形態の情報処理システム1は、キーワードの位置に基づいてストロークデータを解答者全体又は属性別に集計することによって、論述形式の学習問題における解答者全体又はグループ別の解答者における思考スピード、思考量及び思考順などの思考傾向や思考の滞留傾向を的確に把握することができるようになっている。

0041

なお、本実施形態においては、電子ペン10がペンダウンと判定してからペンアップと判定するまでに、すなわち、ユーザの一つのストロークの記入により、電子ペン10によって生成されるデータを一のストロークデータという。

0042

[2]学習問題用紙
[2.1]学習問題用紙
次に、図2を用いて本実施形態の学習問題用紙40について説明する。なお、図2は、本実施形態の学習問題用紙40の書式(様式)の一例である。

0043

学習問題用紙40には、紙など記録媒体によって形成されており、当該用紙の一面に後述するドットパターン(コード化パターン)が印刷により全体的に形成されている。なお、当該記録媒体は、紙以外の布や樹脂などの問題及びドットパターンが印刷可能であって、学習者によって記入可能な媒体であればよい。

0044

また、学習問題用紙40には、例えば、図2(A)に示すように、ドットパターンが形成(印刷)されている面に、解答が論述形式の学習問題の問題文が印刷されているとともに、学習問題に関連付けてその解答を記入するための余白空欄)が形成されている。

0045

特に、学習問題用紙40には、例えば、図2(B)に示すように、文字が記入された際のストロークを検出するため、その余白として、ユーザエリアとして複数の解答領域41が形成されている。すなわち、解答領域41は、電子ペン10により学習問題用紙40の余白に記入された際の電子ペン10のストロークがどの解答領域41への記入によるものであるのかをデータ解析装置20において識別することが可能に形成されている。

0046

なお、ドットパターンは、赤外線を吸収するカーボンを含有するインクによって印刷されており、問題文は、赤外線を吸収しないインクによって印刷されている。また、図2(A)及び(B)に示す学習問題用紙40においては、記述方向は横書きとなっており、解答領域41にはマス目が印刷されていが、記述方向は縦書きであってもよいし、マス目が印刷されていなくてもよい。

0047

[2.2]ドットパターン
次に、図3及び図4の各図を用いて本実施形態における学習問題用紙40に印刷されているアノト方式のドットパターン(コード化パターン)について説明する。なお、図3は、ドットパターンのドットとそのドットが変換される値との関係を説明する図であり、図4は、ドットパターンを説明するための図である。

0048

本実施形態のドットパターンの各ドットは、図3に示すように、その位置によって所定の値に対応付けられている。すなわち、ドットの位置を仮想格子基準位置縦線及び横線交差点)から上下左右のどの方向にシフトするかによって、各ドットは、0〜3の値に対応付けられている。また、各ドットの値は、さらに、X座標用の第1ビット値及びY座標用の第2ビット値に変換できるようになっており、このようにして対応付けられた情報の組合せにより、学習問題用紙40上の位置座標が決定されるよう構成されている。

0049

図4(A)は、ある位置のドットパターンの配列を示している。図4(A)に示すように、縦横約2mmにおける範囲内に6×6の36個のドットが、学習問題用紙40上のどの部分から6×6ドットを取ってもユニークなパターンとなるように配置されている。そして、これら36個のドットにより形成されるドットパターンは、学習問題用紙40上における相対的な位置座標及びドットパターンアドレスを保持している。なお、図4(B)は、図4(A)に示す各ドットを、仮想格子の基準位置からのシフト方向によって、図3に示す規則性に基づいて対応づけられた値に変換したものである。この変換は、ドットパターンの画像を撮影する電子ペン10によって行われる。

0050

[3]構成
[3.1]電子ペン
次に、図5を用いて本実施形態における電子ペン10の構造とその動作について説明する。なお、図5は、本実施形態の電子ペン10の構造を示す概略図であるとともに、その機能を示すブロック図である。

0051

具体的には、電子ペン10は、図5に示すように、その筐体101の内部に、ペン部104と、LED105と、CMOSカメラ106と、圧力センサ107と、CPU等により構成されるプロセッサ108と、ROMやRAMといったメモリ109と、リアルタイムクロック110と、アンテナ等により構成される通信ユニット111と、バッテリー112と、を備える。

0052

ペン部104の先端は、ペン先部103となっており、ペン先部103は、文字などの記入又はタップを行う際に、ユーザによって学習問題用紙40に当接される。

0053

なお、ペン部104には、学習問題用紙40の性質上、消しゴムなどで消せるタイプのインクが充填されたインクカートリッジ装填されていることが好ましい。

0054

LED105及びCMOSカメラ106は、電子ペン10のペン先部103付近に取り付けられており、筐体101におけるLED105及びCMOSカメラ106と対向する部分には、開口部102が形成されている。

0055

LED105は、学習問題用紙40上のペン先部103近傍に向けて赤外線を照射する。赤外線が照射される領域は、ペン先部103が学習問題用紙40に接触する位置とはわずかにずれるように構成されている。

0056

CMOSカメラ106は、LED105によって照明された領域内における上述したドットパターンを撮影し、そのドットパターンの画像データをプロセッサ108に供給する。

0057

また、CMOSカメラ106による撮影領域は、図4(A)に示すような約2mm×約2mmの大きさを含む範囲であり、CMOSカメラ106の撮影は毎秒50〜100回程度の定間隔で行われる。

0058

なお、CMOSカメラ106の受光面側に、ノイズを低減して座標検出信頼性を高めるため、赤外光を選択的に透過する赤外線透過フィルタを備えてもよい。

0059

また、ドットパターンは、上述のように、赤外線を吸収するカーボンを含有するインクによって印刷されているので、LED105によって照射された赤外線は、ドットの位置においては吸収される。したがって、ドットの部分は、赤外線の反射量が少なく、ドット以外の部分は赤外線の反射量が多くなる。

0060

このため、CMOSカメラ106の撮影により、赤外線の反射量の違いから閾値を設けることによって、カーボンを含むドットの領域とそれ以外の領域を区別することができるようになっている。

0061

圧力センサ107は、ユーザが電子ペン10により学習問題用紙40に文字などを記入したりタップしたりする際に、ペン先部103からペン部104を通じて与えられる圧力、すなわち、筆圧を検出し、その値をプロセッサ108へ伝送する。

0062

プロセッサ108は、圧力センサ107から与えられる筆圧のデータ(筆圧データ)に基づいて、電子ペン10のペンダウン(学習問題用紙40に接触してストロークが書き出しされること)及びペンアップ(接触している状態からペン先部103が離れること)を判定してLED105及びCMOSカメラ106のスイッチのオンオフ切換える。

0063

すなわち、ユーザが電子ペン10によって学習問題用紙40に文字などを記入すると、ペン先部103に筆圧がかかり、圧力センサ107によって所定値以上の筆圧が検出されるので、プロセッサ108は、ユーザが記入を開始したと判定して、LED105及びCMOSカメラ106を作動させる。

0064

そして、ユーザが学習問題用紙40から電子ペン10を離すと、圧力センサ107によって所定値以上の筆圧の検出がされなくなるので、その際には、プロセッサ108は、ユーザが1つの筆跡の記入を終了したと判定して、LED105及びCMOSカメラ106の作動を終了させる。

0065

一方、プロセッサ108は、ユーザによって学習問題用紙40に文字等のストロークが記入されている期間中、すなわち、圧力センサ107から与えられる筆圧データを検出中であって、LED105及びCMOSカメラ106のスイッチがオンの状態のときに、当該検出した筆圧データに基づいて、CMOSカメラ106によって供給される各画像データから、X、Y座標(以下、単に「位置座標」、「座標情報」又は「座標データ」ともいう。)及びドットパターンアドレスを個々に演算していく。

0066

特に、プロセッサ108は、CMOSカメラ106によって供給される、図4(A)に示されるようなドットパターンの画像データを、図4(B)に示すデータ配列に変換し、さらに、X座標ビット値及びY座標ビット値に変換して、そのデータ配列から所定の演算方法によりX及びY座標データ及びドットパターンアドレスを演算する。

0067

そして、プロセッサ108は、リアルタイムクロック110から発信される現在時刻と、筆圧データと、X,Y座標データ及びドットパターンアドレスとを関連付けて一のストロークデータを生成する。

0068

なお、上述のように、学習問題用紙40における6×6のドットパターンは、学習問題用紙40内で重複することはないため、ユーザが電子ペン10で文字等のストロークを記入すると、記入された位置が学習問題用紙40のどの位置に当たるかを、プロセッサ108による座標演算により、ストロークに沿ってCMOSカメラ6により撮像されたドットパターンの学習問題用紙40における位置座標を特定することができるようになっている。

0069

メモリ109には、電子ペン10を識別するための「001」などのペンID(電子ペン10識別情報)、ペン製造者番号、ペンソフトウェアバージョン等のプロパティ情報が記憶されている。

0070

リアルタイムクロック110は、現在時刻(タイムスタンプ)を示す時刻情報を発信し、プロセッサ108に供給する。

0071

通信ユニット111は、ペンIDが関連付けられた各ストロークデータをデータ解析装置20に順次送信する。特に、通信ユニット111によるデータ解析装置20への送信は、Bluetooth(登録商標)などの無線送信によって即時的かつ逐次的に行われる。

0072

バッテリー112は、電子ペン10内の各部材に電力を供給するためのものであり、例えば、電子ペン10のキャップ(図示せず)の脱着により電子ペン10自体の電源のオン/オフを行うように構成されている。

0073

[3.2]データ解析装置
次に、図6図11の各図を用いて本実施形態のデータ解析装置20について説明する。

0074

なお、図6は、本実施形態のデータ解析装置20の各機能を示すブロック図であり、図7図9は、それぞれ、本実施形態のデータ解析装置20内に設けられたストロークデータDB201、解答情報DB202、及び、学習者情報DB203に記録されるデータの一例を示す図である。また、図10は、本実施形態の解答領域41と対応付けて可視化された所定のタイミング又は所定の期間におけるストローク情報画像を含む思考傾向表示画像(可視化された算出結果)を説明するための図であり、図11は、本実施形態の解答領域41と対応付けて時間軸に沿って変化するストローク数情報を含む思考傾向再生画像(可視化された算出結果)を説明するための図である。

0075

本実施形態のデータ解析装置20は、図6に示すように、各種の情報が記録される記録装置200と、通信インターフェース(以下、「通信I/F」という。)210と、液晶パネル等により構成される表示部230と、表示部230への表示データを生成して表示部230を制御する描画データ生成部240と、思考傾向可視化処理を実行するデータ処理部250と、操作部260と、ROM/RAM270と、装置全体を制御する管理制御部280と、を有し、上記の各部は、バス21によって相互に接続されている。

0076

記録装置200は、HDD(Hard Disc Drive)、又は、SSD(Solid State Drive)により構成される。そして、記録装置200は、少なくとも、ストロークデータDB201と、解答情報DB202と、学習者情報DB203と、を有している。

0077

なお、例えば、本実施形態の記録装置200は、本発明の第1のデータベース及び第2のデータベースを構成する。

0078

ストロークデータDB201は、各電子ペン10から送付されたストロークデータが電子ペン10毎に記録されるデータベースである。例えば、ストロークデータDB201には、図7に示すように、
(1)ペンID
(2)座標情報((x、y)座標)
(3)座標毎のドットパターンアドレス(図4B参照)
(4)座標毎の筆圧データ
(5)座標毎の時刻情報
が記録される。

0079

なお、図7においては、座標情報に示される各座標(x、y)としては(x11,y11)などの所定の座標値が記録され、ドットパターンとしては、図4Bに示される値が記録される(図7のドットパターンの表記については省略)。また、筆圧データとしては、10段階のPP01〜PP10までの値が記録され、時刻情報としては日時が記録される。

0080

解答情報DB202は、学習問題用紙40における各学習問題の解答を該当する学習問題に対応付けて認識するための座標領域が記憶されるデータベースである。例えば、解答情報DB202には、図8に示すように、
(1)学習問題用紙40の識別情報(以下、「問題用紙ID」という。)
(2)各学習問題の解答領域(座標領域)41
(3)キーワードのテキストデータ
が記録されている。

0081

なお、問題用紙ID、解答領域41及びキーワードのテキストデータは、電子ペン10を用いて学習問題用紙40を使用する前に情報処理システム1の管理者などによって予め登録される。また、図8には、問題用紙ID「P001」における座標領域と、各キーワード「しかし」、「したがって」及び「徳川家康」のテキストデータが記録されていることが示されている。

0082

学習者情報DB203は、各学習者の属性と各学習者が使用する電子ペン10のペンIDとが記録されるデータベースである。例えば、学習者情報DB203には、図8に示すように、
(1)学習者の識別情報(以下、「学習者ID」という。)
(2)ペンID
(3)属性情報
(4)各学習者において解答した学習問題における問題用紙ID
が記録される。

0083

なお、各属性情報及びペンIDは、使用する前に情報処理システム1の管理者などによって予め登録される。また、図9には、学習者ID「ST0001」の学習者の電子ペン10のIDが「0001」であること、当該学習者の学習者の属性が「男性」、「20」、「Cクラス」及び出身地「東京」であること、及び、当該学習者が解答した学習問題(学習問題ID)が「TEST001」及び「TEST003」であることを示している。

0084

通信I/F210は、Bluetooth(登録商標)等の無線インターフェースであり、図示しないアンテナを介して各電子ペン10とストロークデータの授受などを実行する。

0085

表示部230は、例えば、液晶素子または有機EL(Electro Luminescence)素子パネルによって構成され、描画データ生成部240において生成された表示データに基づいて所定の画像を表示する。なお、例えば、本実施形態の表示部230は、本発明の表示手段を構成する。

0086

描画データ生成部240は、表示部230に表示させるために必要な表示データを生成するようになっており、生成された表示データを表示部230に出力する。

0087

特に、描画データ生成部240は、データ処理部250の制御の下、思考傾向可視化処理の実行時に、所定の画像を表示するための表示データを生成して表示部230に供給する。

0088

データ処理部250は、ROM/RAM270に記録されているストロークデータを記録する処理(以下、単に「記録処理」という。)及び思考傾向可視化処理を実行するアプリケーションに基づいて、
(1)各電子ペン10より、学習問題用紙40によって提供された学習問題について、解答者毎に、当該学習問題とともに提示された所与の解答領域41に記入された各ストロークの座標を示す座標情報と当該各ストロークが記入された際の時刻を示す時刻情報とを含むストロークデータを取得し、取得した座標情報及び時刻情報を含む各ストロークデータをそれぞれストロークデータDB201に記録する記録する記録処理と、
(2)ストロークデータDB201に記録された各解答者の各ストロークデータに基づいて、文字認識を実行しつつ、キーワードの有無を判定し、当該キーワードが存在する場合に、キーワードを基準とした可視化項目に属する解答領域41の解答者の人数又はストローク数などのストロークデータを集計し、集計した結果(具体的には、解答者の人数又はストローク数)を解答領域41に対応付けて可視化する思考傾向可視化処理と、
を実行する。

0089

特に、データ処理部250は、アプリケーションを実行することによって、受信したストロークデータの記録管理を含む各DBを管理するDB制御管理部251と、思考傾向可視化処理を実行し、可視化項目に属するストロークデータを集計する集計処理部252と、ストロークデータの集計処理を実行する際に解答領域41に記入されたストロークの文字を認識し、特定のキーワードの有無及び当該キーワードの座標を認識する文字認識判定部253と、思考傾向可視化処理において算出結果を可視化する際の表示データの生成その他の制御を行う表示制御部254と、を実現する。

0090

例えば、本実施形態のDB制御管理部251は、本発明の取得手段又は記録制御手段を構成し、集計処理部252は、本発明の算出手段を構成する。また、例えば、本実施形態の文字認識判定部253は、本発明の認識手段を構成し、表示制御部254は、本発明の提供手段を構成する。

0091

DB制御管理部251は、各DBに対するデータの読み出し及び書き込みを管理する。特に、DB制御管理部251は、通信I/F210を介して各電子ペン10から送信された各ストロークデータを受信すると、受信したストロークデータからペンID、座標情報、ドットパターンアドレス、筆圧データ及び時刻情報を抽出する。そして、DB制御管理部251は、抽出したペンIDに基づいてストロークデータDB201を検索し、該当するペンIDに対応付けて座標情報、ドットパターンアドレス、筆圧データ及び時刻情報を当該ストロークデータDB201に記録する。

0092

また、DB制御管理部251は、操作部260における管理者の操作などに基づいて、学習問題用紙40における問題用紙ID、問題番号及び各解答領域41の設定を実行し、それらの各情報を解答情報DB202に記録するとともに、電子ペン10が使用される前に、各学習者の属性と各学習者が使用する電子ペン10のペンIDとを学習者情報DB203に記録又は更新する。

0093

集計処理部252は、思考傾向可視化処理の実行時に、管理者の指示によって設定された可視化項目に基づいて、該当する各電子ペン10における該当する各ストロークデータをストロークデータDB201内から検索し、各電子ペン10における当該可視化項目に属する解答領域41の解答者の人数、ストローク数及び認識された文字数を算出しつつ、解答者全体又は特定の属性に属する解答者における当該可視化項目に属する解答領域41の解答者の人数、ストローク数及び認識された文字数を集計する。

0094

具体的には、集計処理部252は、操作部260における管理者の操作に基づいて、
(1)ストロークデータを集計して可視化する際に基準となるキーワード及び当該キーワードを基準に可視化する解答領域41の特定の解答部分(例えば、当該基準となるキーワードの前段部分(記述方向においてキーワードの前に記載される部分)、後段部分(記述方向においてキーワードの後に記載される部分)又はその双方)、
(2)解答者数、文字数又はストローク数の可視化対象
(3)予め定められた基準時刻(例えば、テスト開始などの解答開始タイミング)から10分後などの所定のタイミング又は解答開始から10分後までの所定の期間、
(4)解答者全体、又は、男女別、年齢別、クラス別若しくは地域別など一部の解答者の属性
(5)予め定められた基準時刻から時間軸に沿って、算出された予め定められたタイミング又は予め定められた期間における解答者数又はストローク数の変化の表示の有無
の可視化項目を設定する。

0095

すなわち、本実施形態の可視化項目は、上述のように、解答開始(すなわち、テスト開始)から10分後、30分後、50分後などの所与のタイミング、又は、解答開始から10分まで、当該10分から30分までなど所与の期間、及び、解答者全体の他に男女別、年齢別、クラス別又は地域別などの属性において、キーワードを基準に(キーワードの前段部分又は後段部分について)集計された
(A)解答領域41への記入開始などの第1のタイミングからキーワードに相当する文字列が記入されるまでのストローク数、解答者数又は認識された文字数
(B)キーワードに相当する文字列が記入されてから解答領域41への記入終了などの第2のタイミングまでのストローク数、解答者数又は認識された文字数
(C)解答領域41への記入開始などの第3のタイミングからキーワードに相当する文字列が記入されるまでの経過時間、及び
(D)キーワードに相当する文字列が記入されてから解答領域41への記入終了などの第4のタイミングまでの経過時間、
の少なくともいずれか一方が含まれている。

0096

特に、集計処理部252は、可視化項目に設定されたキーワードを基準に可視化する解答領域41の特定の解答部分については、ペンID(学習者)毎に、基準となるキーワードの解答領域41内における座標(以下、「キーワード座標」という。)を特定し、当該キーワード座標の記述方向において当該キーワードの前に記載される部分、当該キーワード座標の記述方向において当該キーワードの後に記載される部分又はその双方の部分を、可視化する解答領域41の特定の解答部分として特定する。

0097

また、集計処理部252は、特定された1又は複数の解答領域41内の解答部分において、解答者毎に(すなわち、ペンID毎に)、文字認識判定部253によって認識された特定のキーワードの座標に基づいて、可視化する解答領域41の特定の解答部分に属するストロークデータをストロークデータDB201から検出し、解答者全体又は特定の属性を有する解答者において集計することによって、当該解答部分に属する解答者数、ストローク数又は認識した文字数を算出する。

0098

なお、可視化項目が解答者数と設定された場合には、集計処理部252は、文字認識された文字の中に特定のキーワードが存在するペンID(解答者)において、可視化項目として設定した解答部分にストロークが存在するペンID(解答者)の数を検出する

0099

一方、集計処理部252は、各学習者のストロークデータを検出する際に、可視化項目が所定のタイミング又は所定の期間と設定された場合には、ストロークデータDB201を検索する際に、所定のタイミングの時刻情報又は所定の期間に属する時刻情報を有するストロークデータをストロークデータDB201から検出する。

0100

また、集計処理部252は、可視化項目に少なくとも1の属性が設定された場合には、該当する属性情報を有するペンIDを学習者情報DB203から取得し、当該取得したペンIDによって規定されるストロークデータをストロークデータDB201から検出する。

0101

なお、本実施形態の集計処理部252は、操作部260における管理者の操作に応じて、複数の解答領域41、複数のタイミングや期間、複数の可視化対象、複数の属性又はこれらの組み合わせを設定し、それぞれ算出してもよい。

0102

文字認識判定部253は、学習者毎にストロークデータに基づいて、特定の学習問題用紙に記入された1以上の文字を認識してテキストデータに変換しつつ、認識した文字又は文字列の中から予め設定された又は管理者によって特定されたキーワードの有無を検出する。

0103

そして、文字認識判定部253は、該当するキーワードを検出した場合には、当該検出したキーワードの解答領域41内における座標領域を特定し、特定した座標領域の情報をキーワード座標情報として集計処理部252に提供する。

0104

表示制御部254は、描画データ生成部240と連動し、思考傾向可視化処理における算出結果を学習問題用紙画像に含まれる解答領域41に対応付けて表示部230に表示するために、必要な表示データを生成する。

0105

具体的には、表示制御部254は、上記のように集計処理部252によって設定された可視化項目に基づいて算出された解答者数、ストローク数及び認識された文字数に応じて定まるストローク情報画像を生成し、生成したストローク情報画像を解答領域の画像(以下、「解答領域画像」という。)と、必要に応じて表示されるキーワードと、対応付けて表示部230に表示するための画像データ(以下、「思考傾向表示画像表示データ」という。)を生成する。

0106

例えば、所定のタイミングにおけるストローク情報画像を、集計処理部252によって算出されたストローク数(又は解答者数や認識した文字数)に応じて大きさが定まる円によって表示する場合には、表示制御部254は、図10に示すように、解答領域画像52に対応させてキーワード「しかし」とともに各ストローク情報画像53を表示するための思考傾向表示画像表示データを生成する。なお、図10は、キーワード「しかし」の前段部分の認識された文字数が当該「しかし」の前段部分の認識された文字数よりも少ないことが示されている。

0107

一方、解答開始(テスト開始)から5分毎などの所定のタイミング毎又は解答開始から10分毎までの所定の期間毎において、集計された解答者全体又は当該解答者の所定の属性別のストローク数、解答者数又は認識された文字数を、時間軸に沿って可視化する場合には、表示制御部254は、所定のタイミング毎又は所定の期間毎に算出されたストローク数、解答者数又は認識した文字数に応じて定まるストローク情報画像を、上述の図10と同様に、解答領域画像52と、必要に応じてキーワードと、に対応付けて生成する。

0108

そして、表示制御部254は、生成した解答領域画像52を含み、かつ、必要に応じてキーワードを含む各ストローク情報画像を時間軸に応じて所定のタイミングで切り替わる再生画像(以下、「思考傾向再生画像」という。)を生成する。

0109

特に、表示制御部254は、生成した思考傾向再生画像を予め定められた再生スピード(すなわち、切り替えスピード)に応じて表示部230に表示するための画像データ(以下、「思考傾向再生画像データ」という。)を生成する。

0110

例えば、所定のタイミング毎におけるストローク情報画像を、集計処理部252によって算出されたストローク数(又は解答者数や認識された文字数)に応じて大きさが定まる円によって表示する場合には、表示制御部254は、図11(A)〜(C)に示すように、各学習問題用紙画像51の解答領域画像52に対応させて、かつ、キーワード「しかし」を表示しつつ、各ストローク情報画像53が順に切り替わる思考傾向再生画像データを生成する。

0111

なお、本実施形態においては、ストローク情報画像を円の大きさによってストローク数、解答者数又は認識した文字数を表しているが、棒や矩形などの他の形状又は色の濃さなどの色の変化によってストローク情報画像を用いてもよいし、ストローク数又は解答者数の数を示す数字をその大きさによって当該ストローク数又は解答者数の差を表すストローク情報画像を用いてもよい。

0112

操作部260は、各種の確認ボタン、各操作指令を入力する操作ボタンテンキーなどの多数のキー又はタッチパネルにより構成され、ユーザが各操作を行う際に用いられるようになっている。例えば、操作部260は、思考傾向可視化処理を実行する際などに用いられる。

0113

管理制御部280は、主に中央演算処理装置(CPU)によって構成されるとともに、キー入力ポート、表示制御ポート等の各種入出力ポートを含み、データ解析装置20の全般的な機能を総括的に制御する。

0114

ROM/RAM270は、データ解析装置20の管理及び制御に関するプログラム、思考傾向可視化処理の実行するためのアプリケーション、並びに、各プログラムやアプリケーションの実行中にワークエリアとして用いられるとともに、データ解析装置20で実行される各処理において用いられるデータが記憶される。

0115

[4]本実施形態の動作
[4.1]電子ペンの動作
次に、電子ペン10よりデータ解析装置20へ送信されるストロークデータについて説明する。

0116

ユーザが電子ペン10を用いて学習問題用紙40にストローク(筆跡)を記入する際に、電子ペン10を学習問題用紙40に接触させると、圧力センサ107は、ペン先部103にかかる筆圧を検出する。

0117

このとき、プロセッサ108は、圧力センサ107によって所定値以上の筆圧が検出されたと判断すると、電子ペン10の学習問題用紙40への接触を示すペンダウン情報PDと、電子ペン10の識別情報であるペンID等とを関連付けたストロークデータを生成し、通信ユニット111を介して当該ストロークデータをデータ解析装置20に送信させる。

0118

また、ユーザによって、電子ペン10のペン先部103を学習問題用紙40に接触させた後、筆圧を維持しつつ、ペン先部103を移動させてストロークが描かれると、プロセッサ108は、ペンダウンした状態を維持しつつ、ペンID等を関連付けて
(1)演算により求めた座標情報(X,Y)及びドットパターンアドレスと、
(2)圧力センサ107により検出される筆圧データと、
(3)リアルタイムクロック110により発信された時刻情報と、
を含むストロークデータをCMOSカメラ106によるドットパターンの撮影周期(例えば70Hz〜80Hz)に応じて逐次生成し、通信ユニット111を介して当該ストロークデータを順次データ解析装置20に送信させる。

0119

そして、ユーザがストロークを描き終えて電子ペン10が学習問題用紙40から離され、圧力センサ107における筆圧が検出されなくなると、プロセッサ108は、電子ペン10の学習問題用紙40への離脱を示すペンアップ情報PUと、電子ペン10の識別情報であるペンID等とを関連付けたストロークデータを生成し、通信ユニット111を介してそのストロークデータをデータ解析装置20に送信させる。

0120

[4.2]データ解析装置の動作
[4.2.1]ストロークデータの記録処理
次に、図12を用いてデータ解析装置20において実行されるストロークデータの記録処理の動作について説明する。なお、図12は、データ解析装置20において実行されるストロークデータの記録処理の動作を示すフローチャートである。

0121

本動作においては、複数の電子ペン10における電源が投入されており、かつ、各電子ペン10とそれぞれBluetooth(登録商標)のインターフェースを用いて通信回線確立しているものとする。

0122

まず、通信I/F210が電子ペン10から送信されたストロークデータを受信すると(ステップS201)、DB制御管理部251は、受信したストロークデータからペンID、座標情報、ドットパターンアドレス、筆圧データ及び時刻情報を抽出する(ステップS202)。

0123

次いで、DB制御管理部251は、抽出したペンIDに基づいてストロークデータDB201を検索し、ペンIDに対応付けて座標情報、ドットパターンアドレス、筆圧データ及び時刻情報をストロークデータDB201に記録して(ステップS203)本動作を終了する。

0124

[4.2.2]思考傾向可視化処理
次に、図13を用いてデータ解析装置20において実行される思考傾向可視化処理の動作について説明する。なお、図13は、データ解析装置20において実行される思考傾向可視化処理の動作を示すフローチャートである。

0125

本動作においては、既にストロークデータDB201に図7に示すような複数の解答者における複数のストロークデータが記録されているものとし、解答情報DB202及び学習者情報DB203には、図8又は図9に示すデータが記録されているものとする。

0126

また、本動作においては、特定の問題用紙IDに関する思考傾向可視化処理を実行するものとする。

0127

まず、集計処理部252は、操作部260を介して管理者における思考傾向可視化処理の実行開始の指示を検出すると(ステップS301)、ROM/RAM270のワークエリアなど初期化処理を実行する(ステップS302)。なお、この実行開始指示には、思考傾向可視化処理の実行を希望する学習問題用紙IDが含まれる。

0128

次いで、表示制御部254は、描画データ生成部240と連動させて可視化すべき項目(すなわち、可視化項目)の入力を促す画面を表示部230に表示させ、その入力を待機する(ステップS303)。

0129

次いで、集計処理部252は、操作部260を介して可視化項目の入力を検出すると(ステップS304)、入力された可視化項目を設定する(ステップS305)。

0130

具体的には、集計処理部252は、上述のように、
(1)ストロークデータを集計して可視化する際に基準となるキーワード及び当該キーワードを基準に可視化する解答部分、
(2)解答者数、ストローク数又は文字数の可視化対象
(2)可視化するタイミング又は可視化する期間、
(3)解答者全体、又は、可視化する解答者の属性、
(4)予め定められた基準時刻から時間軸に沿って、算出された予め定められたタイミング又は予め定められた期間における解答者数、ストローク数又は文字数の変化の表示の有無、
の可視化項目を設定する。

0131

次いで、集計処理部252は、文字認識判定部253と連動して、学習者毎に、全ての学習者に対して以下のステップS310〜ステップS315の処理を実行する。ただし、集計処理部252は、学習者情報DB203を検索し、特定された問題用紙IDについて解答を行った学習者のペンIDを特定し、当該特定したペンIDのみ(すなわち、当該特定したペンIDを有する学習者)についてステップS310〜ステップS31の処理を実行してもよい。

0132

まず、集計処理部252は、特定した学習者のペンIDに基づいて、各ストロークデータのドットパターンに基づいて、実行開始指示に含まれる特定の問題用紙IDに対応するストロークデータを検出する(ステップS310)。

0133

次いで、文字認識判定部253は、検出されたストロークデータに基づいて特定の学習問題用紙に記入された1以上の文字を認識し(ステップS311)、当該認識した文字又は文字列の中から該当するキーワードの有無を検出する(ステップS312)。

0134

このとき、文字認識判定部253は、該当するキーワードを検出することができなかった場合には、ステップS315の処理に移行し、該当するキーワードを検出した場合には、ステップS313の処理に移行する。

0135

次いで、文字認識判定部253は、認識した文字又は文字列の中から該当するキーワードを検出した場合には、当該検出したキーワードの座標領域を特定する(ステップS313)。

0136

次いで、集計処理部252は、特定されたキーワードの座標領域を基準に、設定した可視化項目を算出するためのストロークデータ又は認識した文字の集計を実行し、その結果をペンIDに対応付けてROM/RAM270に記憶する(ステップS314)。

0137

具体的には、集計処理部252は、設定された可視化項目に基づいて、解答領域41をキーワードの座標領域の前後で分類し、前段部分、後段部分又は双方におけるストローク数又は認識した文字数を、可視化する1以上のタイミング又は可視化する期間において、集計する。

0138

次いで、集計処理部252は、次に該当する学習者の有無を判定するとともに(ステップS315)、次に該当する学習者がいると判定した場合には、ステップS310の処理に移行し、そうでなければステップS321の処理に移行する。

0139

次いで、集計処理部252は、キーワードを基準に学習者毎に集計されたストロークデータ又は認識した文字と、設定された可視化項目と、に基づいて、該当する各電子ペン10における該当する各ストロークデータを集計する(ステップS321)。

0140

具体的には、集計処理部252は、ステップS314において集計された各学習者の集計結果に基づいて、設定された可視化項目における学習者全体又は特定の属性における解答者数、ストローク数又は認識した文字数(すなわち、キーワードの前段部分、後段部分又はその双方における、解答者数、ストローク数又は認識した文字数を、可視化する1以上のタイミング又は可視化する期間において、集計する。

0141

次いで、表示制御部254は、ROM/RAM270に予め記録されている学習問題用紙画像を読み出して、解答領域41を有する学習問題用紙画像を生成するとともに、当該学習問題用紙画像上に設定された可視化項目において集計された集計結果を可視化するための画像(すなわち、思考傾向表示画像)のデータを生成する(ステップS322)。

0142

例えば、図10に示すような所定のタイミング又は所定の期間における思考傾向表示画像データを生成する場合には、表示制御部254は、ステップS3321の処理において、可視化項目によって、所定のタイミング又は所定の期間におけるストローク情報画像を、学習問題用紙画像において、キーワードと当該キーワードを基準とする解答領域41の解答部分と、に対応付けてそれぞれ生成する。

0143

また、例えば、図11に示すような各ストローク情報画像が時間軸に応じて切り替わる思考傾向再生画像を生成する場合には、表示制御部254は、ステップS321の処理において、可視化項目によって、所定のタイミング毎又は所定の期間毎を設定してあることを前提に、複数のタイミング又は複数の期間におけるストローク情報画像を、学習問題用紙画像において、キーワードと当該キーワードを基準とする解答領域41の解答部分と、に対応付けてそれぞれ生成する。

0144

なお、各ストローク情報画像が時間軸に応じて切り替わる思考傾向再生画像を生成する場合には、表示制御部254は、生成した各解答領域41の画像を含まれる各ストローク情報画像を時間軸に応じて切り替わる思考傾向再生画像を生成するとともに、生成した思考傾向再生画像を予め定められた再生スピード(すなわち、切り替えスピード)に応じて表示部230に表示するための思考傾向再生画像データを生成する。

0145

次いで、表示制御部254は、生成した思考傾向表示画像データに基づいて、当該画像を表示部230に表示(可視化)して(ステップS323)、本動作を終了させる。

0146

以上本実施形態の情報処理システム1は、キーワードの位置に基づいてストロークデータを解答者全体又は属性別に集計することによって、論述形式の学習問題における解答者全体又はグループ別の解答者における思考スピード、思考量及び思考順などの思考傾向や思考の滞留傾向を的確に把握することができる。

0147

[5]変形例
[5.1]変形例1
上記実施形態の情報処理システム1においては、記録媒体としてドットパターンを有する学習問題用紙40と電子ペン10とを用いて学習者が記入した解答を、ストロークデータを介して取得して記録するようになっているが、タブレット型情報端末装置などのタッチセンサー付き表示パネルを有する電子デバイス12を用いて学習問題を提供し、当該学習問題とともに提供される解答領域41へのタッチ入力によって学習者の解答におけるストロークデータを取得して記録するようにしてもよい。

0148

具体的には、本変形例の情報処理システム11において、各電子デバイス12は、図14に示すように、学習問題の画像及び当該学習問題の解答を記入するための解答領域の画像を表示する表示パネル13を有しており、タッチペン14を用いて解答領域の画像上に記入された各ストロークの表示パネル上の座標を示す座標情報と、当該各ストロークが記入された際の時刻を示す時刻情報と、を検出し、検出した座標情報及び時刻情報を含むストロークデータをBluetooth(登録商標)などの無線通信インターフェースを用いてデータ解析装置20に送信する構成を有している。

0149

なお、タッチペン14に替えて学習者の指を用いてもよいし、キーボードマウスといった入力デバイスを用いてもよい。また、図14は、本変形例の情報処理システムにおける構成を示すシステム構成図である。

0150

[5.2]変形例2
上記実施形態においては、解答者の解答においては、解答領域41が含まれる学習問題用紙40を用いているが、当該学習問題用紙40とは別に提供される解答用紙を用いてもよい。

0151

[5.3]変形例3
上記実施形態においては、データ解析装置20が記録装置200を有し、当該記録装置200内に各データベースが設けられているが、データ解析装置20が、インターネットなどのネットワークを介して単一の記録装置又はそれぞれのデータベースに接続し、各データの登録及びその検索を行うようにしてもよい。

0152

[5.4]変形例4
上記実施形態又は変形例においては、電子ペン10又は電子デバイス12を用いて解答者によって記入されたデータを入力データとして取得するようになっているが、マウスジェスチャーなどのマウスその他の入力ポインティングデバイスを用いてストロークをトラッキングし、当該トラッキングのデータを、キーワードなどの解答者によって記入された入力データとして取得してもよい。

0153

1、11 …情報処理システム
10 …電子ペン
11 …電子デバイス
12 …表示パネル
13 …タッチペン
20 …データ解析装置
40 …学習問題用紙
200 …記録装置
230 … 表示部
240 … 描画データ生成部
250 …データ処理部
251 …DB制御管理部
252 …集計処理部
253 …文字認識判定部
254 …表示制御部
260 … 操作部
270 … ROM/RAM
280 …管理制御部

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

関連する公募課題一覧

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ