研究者紹介システム

堀口 知也
ホリグチ トモヤ
大学院海事科学研究科 海事科学専攻
教授
工学その他
Last Updated :2022/09/23

研究者情報

所属

  • 【主配置】

    大学院海事科学研究科 海事科学専攻
  • 【配置】

    海洋政策科学部 海洋政策科学科, 海事科学部 グローバル輸送科学科

学位

  • 博士(工学), 大阪大学

授業科目

ジャンル

  • 情報・通信・メディア / 人工知能・機械学習

コメントテーマ

  • 人工知能
  • 知識工学
  • 認知科学
  • 学習支援システム

研究活動

研究キーワード

  • 認知科学
  • 教育工学
  • 知識工学
  • 人工知能

研究分野

  • 人文・社会 / 教育工学
  • 人文・社会 / 認知科学
  • 情報通信 / 知能情報学

受賞

  • 2019年06月 人工知能学会, 研究会優秀賞, モデリング学習環境における支援タイプの違いが学習者の振舞いおよび学習効果に与える影響の検証

    堀口 知也, 益田 哲宏, 東本 崇仁, 平嶋宗

  • 2011年 人工知能学会, 2010年度人工知能学会研究会優秀賞, Error-based Simulationのモデリング学習環境への展開へ向けて

    堀口 知也, 平嶋 宗

    国内学会・会議・シンポジウム等の賞

  • 2009年 教育システム情報学会, 平成21年度教育システム情報学会論文賞, 中学理科におけるError-based Simulationを用いた授業実践-「ニュートンに挑戦」プロジェクト-

    今井 功, 東本 崇仁, 堀口 知也, 平嶋 宗

  • 2009年 International Artificial Intelligence in Education Society, The 14th Int. Conf. on Artificial Intelligence in Education: Best Paper Award Honourable Mention, Error-Based Simulation to Promote Awareness of Errors in Elementary Mechanics and Its Evaluation

    平嶋 宗, 今井 功, 堀口 知也, 東本 崇仁

  • 2008年 教育システム情報学会, 平成20年度教育システム情報学会論文賞, 実験方法の考案による学習を支援する仮想実験環境の構築

    東本 崇仁, 堀口 知也, 平嶋 宗, 竹内 章

  • 2008年 人工知能学会, 2007年度人工知能学会研究会優秀賞, 問題ベースの作問学習支援システムの設計開発

    浦 智幸, 脇 浩美, 堀口 知也, 平嶋 宗

  • 2003年 人工知能学会, 2002年度人工知能学会研究会優秀賞, 「思考実験」を補助する枠組みの提案とロバストシミュレータの実現

    堀口 知也, 平嶋 宗

論文

  • 船舶の衝突回避判断における操船方略ー景観情報を用いた場合とレーダ情報を用いた場合の違いー

    加藤由季, 堀口知也, 村井康二, 渕真輝

    2020年12月, 認知科学, 27 (4), 日本語

    [査読有り]

    研究論文(学術雑誌)

  • 古池 謙人, 東本 崇仁, 堀口 知也, 平嶋 宗

    Recently, the demand for programming education is increasing worldwide. Enhancing intelligent tutoringsystems (ITSs) in programming education is therefore very important. For a computer to intelligently support suchlearning, it is desirable that it be adaptive to individual learning. In ITS research, learning effectiveness is enhancedby (A) controlling features of the question or problem to be asked by indexing based on characteristics of targetdomains, or by (B) making appropriate interventions such as feedback by grasping problem-solving processes basedon explainable problem-solving models.

    It is important to reuse knowledge acquired through problem-solving in programming. To reuse knowledge, itis effective to first understand differences between knowledge items and then to organize that knowledge. In programming,requirements become a problem to be solved. Requirements are defined separately in the software engineeringfield as functional requirements and non-functional requirements. Functional requirements are requirements for whatis satisfied, while non-functional requirements are characteristics for satisfying the functional requirements such asinterface or security. The purpose of this study is to organize the knowledge related to this process by regarding theachievement of functional requirements as problem-solving in programming.

    Assuming that problem-solving is directed toward acquisition of knowledge required for a solution, descriptionsof the programming knowledge itself lead to indexing of the problem. Some studies have utilized function–behavior–structure aspects, combining each aspect to handle knowledge in parts and using them for knowledge descriptions.We have considered that the problem-solving process in this programming can be explained according tothe definition of function–behavior–structure aspects. Therefore, we proposed a model of parts based on function–behavior–structure aspects. And, we further proposed a model of the problem-solving process of parts.

    In order to verify the effectiveness of feedback by the proposed models, an evaluation experiment was performedin comparison with the feedback by our previous system. Feedback by the proposed models is that can begenerated based on "parts management" function and "grasp behavior of structure" function of the ITS functions thatcan be realized by the proposed model.

    Experiment results are suggested that the proposed models can provide more appropriate feedback that can berealized in the system, suggesting that effective support can be realized through learning of parts under the proposedmodels.

    In this research, by defining programming knowledge as parts, we approach various elements related to programmingthat have previously been considered tacit and clarify and organize each element independently of theprogramming language used. In this way, we try to construct a model of the problem-solving process using partsfrom the viewpoint of learning and formalize tacit knowledge.

    一般社団法人 人工知能学会, 2020年, 人工知能学会論文誌, 35 (5), C - J82_1-17, 日本語

  • Kento Koike, Tomohiro Mogi, Takahito Tomoto, Tomoya Horiguchi, Tsukasa Hirashima

    2020年, 151 - 162

    研究論文(国際会議プロシーディングス)

  • Supporting Knowledge Organization for Reuse in Programming: Proposal of a System Based on Function-Behavior-Structure Models

    Koike, K., Tomoto, T., Horiguchi, T., Hirashima, T.

    2019年12月, Workshop proceedings of the International Conference on Computers in Education ICCE2019, 382 - 392, 英語

    [査読有り]

    研究論文(国際会議プロシーディングス)

  • A Support System for Learning Physics in Which Students Identify Errors Using Measurements Displayed by a Measurement Tool

    Ueno, U., Tomoto, T., Horiguchi, T., Hirashima, T.

    2019年12月, Workshop proceedings of the International Conference on Computers in Education ICCE2019, 426 - 434, 英語

    [査読有り]

    研究論文(国際会議プロシーディングス)

  • 古池 謙人, 東本 崇仁, 堀口 知也, 平嶋 宗

    Blocks of programming code can be understood according to the functions they serve, and these blocks can be saved for later reuse. When trying to grasp the functioning of large programs, it is important to understand blocks of code as functionally significant chunks, which this study refers to as "modules". Further, we position "structural understanding" as the ability to recognize and acquire significant blocks of code as modules, to recognize and acquire combinations of modules as larger modules, and to create combinations of these larger modules. We propose the Expandable Modular Statements Method as a learning support method for structural understanding in which learners first examine programs line-by-line to construct modules for each significant chunk of code and modify constructed modules by adding code or existing modules. Development and evaluation of a system employing this method demonstrate learner receptivity and the system's usefulness for structural understanding.

    教育システム情報学会, 2019年07月, 教育システム情報学会誌, 36 (3), 190 - 202, 日本語

    [査読有り]

    研究論文(学術雑誌)

  • Comparison between behavioral and structural explanation in learning by model-building

    Horiguchi, T., Masuda, T., Tomoto, T., Hirashima, T.

    2019年03月, Research and Practice in Technology Enhanced Learning, 14 (6), 英語

    [査読有り]

    研究論文(学術雑誌)

  • 軌跡を題材とした数学の表現変換と能動的誤りの発見支援機能を有する学習支援システムの開発と評価

    黒川 魁, 東本 崇仁, 堀口 知也, 平嶋 宗

    2018年, 電子情報通信学会論文誌, J101-D (6), 864 - 873, 日本語

    [査読有り]

    研究論文(学術雑誌)

  • Characteristics of Collision Avoidance Judgment Using Landscape and Radar Information in Simulator-based Experiments

    KATO Yuki, MURAI Koji, HORIGUCHI Tomoya, MORISHITA Namiko, FUCHI Masaki

    2018年, Proceedings of 16th World Congress of the International Association if Institutes of Navigation (IAIN2018), 英語

    [査読有り]

    研究論文(国際会議プロシーディングス)

  • Behavioral Explanation versus Structural Explanation in Learning by Model-Building

    HORIGUCHI Tomoya, MASUDA Tetsuhiro, TOMOTO Takahito, HIRASHIMA Tsukasa

    2018年, Proceedings of 19th International Conference on Artificial Intelligence in Education (AIED2018), 英語

    [査読有り]

    研究論文(国際会議プロシーディングス)

  • Kai Kurokawa, Takahito Tomoto, Tomoya Horiguchi, Tsukasa Hirashima

    2018年, 288 - 299

    研究論文(国際会議プロシーディングス)

  • Kento Koike, Takahito Tomoto, Tomoya Horiguchi, Tsukasa Hirashima

    2018年, 266 - 277

    研究論文(国際会議プロシーディングス)

  • HORIGUCHI Tomoya, MASUDA Tetsuhiro

    In science education, the model-building learning environment is one of the promising methods for promoting learners’ ability to make appropriate models of various phenomena with scientific concepts. However, it isn’t an easy task for most learners and some assistance is necessary. We have developed the function that detects difference between learners’ models and the correct models and gives feedback about errors to learners. We conducted an experiment for evaluating the function which revealed that: (1) the degree of model completion increased by using the function, (2) the degree of final model completion was correlated with the frequency of using the function, and the correlation was clearer for easier tasks, and (3) the learners who preferred mathematical explanation of errors thought more deeply about why their models were erroneous.

    Springer Verlag, 2017年, Proceedings of 19th International Conference on Human-Computer Interaction (HCI2017), 10274, 40 - 49, 英語

    [査読有り]

    研究論文(国際会議プロシーディングス)

  • Tsukasa Hirashima, Tomoya Shinohara, Atsushi Yamada, Yusuke Hayashi, Tomoya Horiguchi

    MIF (Motion Implies a Force) misconception is commonly observed in elementary mechanics learning where students think some force is applied to moving objects. This paper reports a practical use of Error-based Simulation (EBS) for correcting students’ MIF misconceptions in a junior high school and a technical college. EBS is a method to generate a phenomenon by using students’ erroneous idea (e.g., if a student thinks forward force applied to a skater traveling straight on ice at a constant velocity, EBS shows the skater accelerates). Such a phenomenon is supposed to work as a counterexample to students’ misconception. In the practice, students first worked on pre-test of five problems (called ‘learning task’), in each of which they drew all the forces applied to objects in a mechanical situation. They then worked on the same problems on system where EBSs were shown based on their answer. They last worked on post-test of the previous plus four new problems (called ‘transfer task’). As a result, in both schools, the numbers of MIF-answers (the erroneous answers supposed due to MIF misconception) in learning task decreased significantly between pre-test and post-test. Effect sizes of the decrease of MIF-answers were larger than that of other erroneous answers. Additionally, the percentages of MIF-answers to the whole erroneous answers in transfer task were much lower than those in learning task. These results suggest learning with EBS not only has the effect on the resolution of MIF misconception, but also promoted the correction of errors in conceptual level.

    Springer Verlag, 2017年, Lecture Notes in Computer Science (including subseries Lecture Notes in Artificial Intelligence and Lecture Notes in Bioinformatics), 10331, 90 - 101, 英語

    [査読有り]

    研究論文(国際会議プロシーディングス)

  • A Learning Support System for Mathematics with Visualization of Errors in Symbolic Expression by mapping to Graphical Expression

    KUROKAWA Kai, TOMOTO Takahito, HORIGUCHI Tomoya, HIRASHIMA Tsukasa

    2017年, Workshop Proceedings of ICE2017, 461 - 470, 英語

    [査読有り]

    研究論文(国際会議プロシーディングス)

  • 山田 敦士, 篠原 智哉, 堀口 知也, 林 雄介, 平 嶋宗

    電子情報通信学会, 2016年12月, 電子情報通信学会論文誌, J99-D (12), 1158 - 1161, 日本語

    [査読有り]

    研究論文(学術雑誌)

  • 溝口 理一郎, 平嶋 宗, 堀口 知也

    Current methods for teaching about “force and motion” depend on the use of equations and do not place emphasis on adequately supporting an understanding based on causality. One possible reason for this is the lack of a causality-compliant theory that gives a consistent treatment of the problem of action and reaction, the problem of apparent forces like centrifugal force, and so on. By adopting a naive view of causality (causality-based understanding) that agrees with human experience, we constructed a causal theory of force and motion. This theory can serve as the foundation for an educational approach in helping junior high and high school students understand and explain various phenomena related to forces and motion. Using this approach, it will be possible to design and develop educational support methods and systems expected to reduce student misunderstandings. It will also afford the creation of a general-purpose motion simulator with the ability to provide automated causal explanations of physical phenomena.

    人工知能学会, 2016年08月12日, 人工知能学会論文誌, 31 (4), A - F44_1-13, 日本語

    [査読有り]

    研究論文(学術雑誌)

  • 篠原 智哉, 今井 功, 東本 崇仁, 堀口 知也, 山田 敦士, 山元 翔, 林 雄介, 平嶋 宗

    初等力学の問題解決においては,対象としている系にはたらく力の把握が必要であるが,この過程が最も難しいとされており,学習支援の対象として重要といえる.筆者らはこれまでに,このはたらく力を対象とした学習支援として,物体が速度をもたない静止系における力の把握を対象として,学習者の誤りに基づくシミュレーションであるError-based Simulation(EBS)の利用を試みており,授業での利用を通して学習効果の確認も行っている.本研究では,物体が速度をもつ運動系を対象としたEBS による学習支援効果の調査を授業での利用を通して行った.結果として,事前テストにおける成績と,利用方法により効果が異なることが示された.

    電子情報通信学会, 2016年04月, 電子情報通信学会論文誌, J99-D (4), 439 - 451, 日本語

    [査読有り]

    研究論文(学術雑誌)

  • 人間の素朴な因果理解に準拠した汎用運動シミュレータ

    堀口 知也, 平嶋 宗, 溝口 理一郎

    2015年05月, 人工知能学会全国大会(第29回)論文集, CD - ROM, 日本語

    研究論文(研究会,シンポジウム資料等)

  • 力と運動に関する誤概念の修正を目的としたError-based Simulationの開発と中学校での実践的利用

    篠原 智哉, 今井 功, 東本 崇仁, 堀口 知也, 山田 敦士, 山元 翔, 林 雄介, 平 嶋宗

    2015年03月, 人工知能学会研究会資料, 61 - 66, 日本語

    研究論文(研究会,シンポジウム資料等)

  • A Framework of Generating Explanation for Conceptual Understanding based on 'Semantics of Constraints'

    Horiguchi Tomoya, Tomoto Takahito, Hirashima Tsukasa

    World Scientific Publishing Company, 2015年, Research and Practice in Technology Enhanced Learning, accepted, 英語

    [査読有り]

    研究論文(学術雑誌)

  • Tomoya Horiguchi, Takahito Tomoto, Tsukasa Hirashima

    2015年, 313 - 322

    研究論文(国際会議プロシーディングス)

  • Structured Explanation Generation for Conceptual Understanding in Physics

    Horiguchi Tomoya, Tomoto Takahito, Hirashima Tsukasa

    2014年11月, Workshop Proc. of ICCE2014, 359 - 368, 英語

    [査読有り]

    研究論文(国際会議プロシーディングス)

  • Scaffolding for Self-overcoming of Impasse by Using Problem Simplification

    Hayashi Naoya, Shinohara Tomoya, Yamamoto Sho, HayashiYusuke, Horiguchi Tomoya, Hirashima Tsukasa

    2014年11月, Proc. of ICCE2014, 50 - 58, 英語

    [査読有り]

    研究論文(国際会議プロシーディングス)

  • A Framework of Generating Explanation for Conceptual Understanding based on 'Semantics of Constraints'

    Horiguchi Tomoya, Tomoto Takahito, Hirashima Tsukasa

    2014年11月, Proc. of ICCE2014, 107 - 109, 英語

    [査読有り]

    研究論文(国際会議プロシーディングス)

  • Error-Based Simulation for Error-Awareness in Learning Mechanics: An Evaluation

    Horiguchi Tomoya, Imai Isao, Tomoto Takahito, Hirashima Tsukasa

    2014年08月, Journal of Educational Technology & Society, 17 (3), 1 - 13, 英語

    [査読有り]

    研究論文(学術雑誌)

  • Tomoto Takahito, Horiguchi Tomoya, Hirashima Tsukasa

    Springer, 2013年07月, Proc. of HCI2013 (Springer LNCS8018), 147 - 156, 英語

    [査読有り]

    研究論文(国際会議プロシーディングス)

  • モデルの誤りに関する説明能力を持つモデリング学習環境の開発

    堀口 知也, 東本 崇仁, 平嶋 宗

    2013年03月, 人工知能学会先進的学習科学と工学研究会(ALST-67), 7 - 12, 日本語

    研究論文(研究会,シンポジウム資料等)

  • 誤りの可視化による階層構造の理解を指向したコンセプトマップ構築学習の支援環境

    東本 崇仁, 今井 功, 堀口 知也, 平嶋 宗

    2013年01月, 教育システム情報学会誌, 30 (1), 42 - 53, 日本語

    [査読有り]

    研究論文(学術雑誌)

  • Error-based Simulation for Learning of Meaning of Class Structure by Concept Mapping

    Toumoto Takahito, Imai Isao, Horiguchi Tomoya, Hirashima Tsukasa

    2012年12月, Proc. Of ICCE2012, 英語

    [査読有り]

    研究論文(国際会議プロシーディングス)

  • A Model-Building Learning Environment with Error-based Simulation

    Horiguchi Tomoya, Hirashima Tsukasa, Forbus Kenneth D

    2012年07月, Proc. Of QR2012, 英語

    [査読有り]

    研究論文(国際会議プロシーディングス)

  • Tomoya Horiguchi, Tsukasa Hirashima, Kenneth D. Forbus

    Many model-building learning environments (MBEs) have been developed to support students in acquiring the ability to build appropriate models of physical systems. However, they can't explain how the simulated behavior of an erroneous model is unnatural. Additionally, they can't create any feedback when the model is unsolvable. We introduce a MBE which overcomes these problems with two technical ideas: (1) robust simulator which analyzes the consistency of a model and relaxes some constraints if necessary, and (2) semantics of constraints which is a systematic description of physical meanings of constraints and provides heuristics for explaining the behavioral unnaturalness. © 2012 Springer-Verlag.

    2012年, Lecture Notes in Computer Science (including subseries Lecture Notes in Artificial Intelligence and Lecture Notes in Bioinformatics), 7315, 620 - 621, 英語

    [査読有り]

    研究論文(国際会議プロシーディングス)

  • Preliminary Evaluation of an Intelligent Authoring System for 'Graph of Microworlds'

    Horiguchi Tomoya, Hirashima Tsukasa

    2011年12月, Proc. Of ICCE2011, 英語

    [査読有り]

    研究論文(国際会議プロシーディングス)

  • Error-based Simulation in Dynamics and its Evaluation in Junior High School

    Toumoto Takahito, Imai Isao, Horiguchi Tomoya, Hirashima Tsukasa

    2011年12月, Proc. Of ICCE2011, 81 - 85, 英語

    [査読有り]

    研究論文(国際会議プロシーディングス)

  • 階層構造の意味的理解のための誤りへのフィードバック環境の設計と評価

    東本 崇仁, 今井 功, 堀口 知也, 平嶋 宗

    2011年08月, 教育システム情報学会第37回全国大会公演論文集, 270 - 271, 日本語

    研究論文(研究会,シンポジウム資料等)

  • 生物領域におけるコンセプトマップ構築学習のための誤りの可視化

    東本 崇仁, 今井 功, 堀口 知也, 平嶋 宗

    2011年07月, 人工知能学会研究会資料, 1 - 6, 日本語

    研究論文(研究会,シンポジウム資料等)

  • A Technique of Error Awareness for Pencil Drawing

    Matsuda Noriyuki, Horiguchi Tomoya, Hirashima Tsukasa, Taki Hirokazu

    2010年12月, Proc. Of ICCE2010, 275 - 279, 英語

    [査読有り]

    研究論文(国際会議プロシーディングス)

  • 運動状況を対象としたError-based Simulation と中学校理科における授業実践

    今井 功, 平嶋 宗, 堀口 知也, 東本 崇仁

    2010年09月, 日本科学教育学会第34回年会論文集, 日本語

    研究論文(研究会,シンポジウム資料等)

  • Error-based Simulationの静止状況から運動状況への拡張及び授業実践

    東本 崇仁, 今井 功, 堀口 知也, 平嶋 宗

    2010年08月, 教育システム情報学会第35回全国大会公演論文集, 423 - 424, 日本語

    研究論文(研究会,シンポジウム資料等)

  • コンセプトマップへのフィードバックを目的とする誤りの可視化

    東本 崇仁, 今井 功, 堀口 知也, 平嶋 宗

    2010年07月, 人工知能学会先進的学習科学と工学研究会(ALST-59), 25 - 30, 日本語

    研究論文(研究会,シンポジウム資料等)

  • Error-based Simulationのモデリング学習環境への展開へ向けて

    堀口 知也, 平嶋 宗

    2010年07月, 人工知能学会先進的学習科学と工学研究会(ALST-59), 日本語

    研究論文(研究会,シンポジウム資料等)

  • モデリング学習環境におけるフィードバック設計の枠組み

    堀口 知也, 平嶋 宗

    2010年06月, 人工知能学会全国大会(第24回)論文集, 日本語

    研究論文(研究会,シンポジウム資料等)

  • 初等力学を対象とした問題変更演習支援システムの設計・開発

    脇 浩美, 浦 智幸, 堀口 知也, 平嶋 宗

    教育システム情報学会事務局, 2009年11月, 教育システム情報学会誌, 26 (4), 329 - 338, 日本語

    [査読有り]

    研究論文(学術雑誌)

  • Horiguchi Tomoya, Hirashima Tsukasa

    In science education, in order to facilitate a student's conceptual understanding, it is important to sequence a set of microworlds (which means a system and its model limited from educational viewpoint) of various complexity adaptively to the context of learning. We previously proposed Graph of Microworlds (GMW), a framework for indexing a set of microworlds based on their models. With GMW, it is possible to adaptively select the microworld a student should learn next, and to assist him/her in transferring between microworlds. However, it isn't easy to describe GMW because, for model-based indexing, an author must have the expertise in the process of modeling. In this paper, we propose a method for semi-automating the description of GMW by introducing an automatic modeling mechanism: compositional modeling. Our method assists an author in generating a set of indexed microworlds and also in considering educational meanings of the relations between them. We present flow to design such a function and also illustrate how it works. A preliminary test with a prototype system showed the effectiveness of our method.

    IOS PRESS, 2009年, Proc. of QR'09, 200, 207 - +, 英語

    [査読有り]

    研究論文(国際会議プロシーディングス)

  • Tomoya Horiguchi, Tsukasa Hirashima

    In science education, in order to facilitate a student's conceptual understanding, it is important to sequence a set of microworlds (which means a system and its model limited from educational viewpoint) of various complexity adaptively to the context of learning. We previously proposed Graph of Microworlds (GMW), a framework for indexing a set of microworlds based on their models. With GMW, it is possible to adaptively select the microworld a student should learn next, and to assist him/her in transferring between microworlds. However, it isn't easy to describe GMW because, for model-based indexing, an author must have the expertise in the process of modeling. In this paper, we propose a method for semi-automating the description of GMW by introducing an automatic modeling mechanism: compositional modeling. Our method assists an author in generating a set of indexed microworlds and also in considering educational meanings of the relations between them. We present flow to design such a function and also illustrate how it works. A preliminary test with a prototype system showed the effectiveness of our method.

    IOS PRESS, 2009年, ARTIFICIAL INTELLIGENCE IN EDUCATION, 200, 207 - +, 英語

    [査読有り]

    研究論文(国際会議プロシーディングス)

  • Tsukasa Hirashima, Isao Imai, Tomoya Horiguchi, Takahito Toumoto

    Error-based simulation (EBS) has been developed to generate phenomenon by using students' erroneous idea and also it is considered as a promising method to promote the Students be aware of their errors. In this paper, we used the EBS in learning of "normal reaction force" in a junior high school, and then compared the EBS class (where students learned the concept with EBS) and the usual class (where students learned the concept as usual) by using the results of a pre-test, post-test, delayed post-test and all interview after the delayed post-test. The results suggest that EBS contributed to generalization and retention of the learned concept as for "normal reaction force".

    IOS PRESS, 2009年, ARTIFICIAL INTELLIGENCE IN EDUCATION, 200, 409 - +, 英語

    [査読有り]

    研究論文(国際会議プロシーディングス)

  • Error-based Simulationを用いた中学理科の授業実践 −ニュートンの第三法則を事例として−

    堀口 知也, 今井 功, 東本 崇仁, 平嶋 宗

    2008年12月, 日本教育工学会論文誌, 32巻Suppl.号, pp.113-116, 日本語

    [査読有り]

    研究論文(学術雑誌)

  • 中学理科におけるError-based Simulationを用いた授業実践-「ニュートンに挑戦」プロジェクト-

    今井 功, 東本 崇仁, 堀口 知也, 平嶋 宗

    2008年09月, 教育システム情報学会誌, Vol.25, No.2, pp.194-203, 日本語

    [査読有り]

    研究論文(学術雑誌)

  • Intelligent Support for Authoring ’Graph of Microworlds’ based on Compositional Modeling Technique

    堀口 知也, 平嶋 宗

    2008年06月, Proc. of QR'08, pp.49-57, 英語

    [査読有り]

    研究論文(国際会議プロシーディングス)

  • 鉛筆デッサンが表す写実誤りの三次元モデルによる顕在化

    松田 憲幸, 高木 佐恵子, 曽我 真人, 堀口 知也, 平嶋 宗, 瀧 寛和, 吉本 富士市

    2008年02月, 電子情報通信学会論文誌, J91-D, No.02, pp.324-332, 日本語

    [査読有り]

    研究論文(学術雑誌)

  • シミュレーションに基づく学習環境における漸進的な知識獲得支援のためのマイクロワールドグラフ

    東本 崇仁, 堀口 知也, 平嶋 宗

    2008年02月, 電子情報通信学会論文誌, J91-D, No.02, pp.303-313, 日本語

    [査読有り]

    研究論文(学術雑誌)

  • Domain-Independent Error-Based Simulation for Error-Awareness and Its Preliminary Evaluation

    Tomoya Horiguchi, Tsukasa Hirashima

    Error-based Simulation (EBS) is a framework for assisting a learner to become aware of his errors. It makes a simulation based on his erroneous hypothesis to show what unreasonable phenomena would occur if his hypothesis were correct, which has been proved effective as counterexamples to cause cognitive conflict. In making EBS, it is necessary (1) to make a simulation by dealing with a set of inconsistent constraints because erroneous hypotheses often contradict the correct knowledge, and (2) to estimate the 'unreasonableness' of phenomena in a simulation because it must be recognized as 'unreasonable.' We previously proposed a technique (called 'Partial Constraint Analysis (PCA)') for making EBS based on any inconsistent simultaneous equations, and a set of domain-independent heuristics to estimate the 'unreasonableness' of physical phenomena. In this paper, we describe a prototype EBS-system implemented by using these, and show the results of preliminary test which verified the usefulness of our method.

    SPRINGER-VERLAG BERLIN, 2008年, PRICAI 2008: TRENDS IN ARTIFICIAL INTELLIGENCE, 5351, 951 - +, 英語

    [査読有り]

    研究論文(国際会議プロシーディングス)

  • 実験方法の考案による学習を支援する仮想実験環境の構築

    東本 崇仁, 堀口 知也, 平嶋 宗, 竹内 章

    Acquiring the ability to use physical laws to deal with concrete physical situations is one of the most important targets in physics learning. In the learning, however, students are usually required only to solve exercise problems by using the physical laws. The students who can solve exercise problems with the laws cannot always use the laws to deal with the concrete physical situation. We, therefore, propose a virtual experimental environment where students are required to deal with physical situations with the laws measuring several attributes in order to derive an attribute. In this paper, the implementation of the environment and the results of experimental are also described.

    教育システム情報学会, 2007年06月, 教育システム情報学会誌, Vol.24, No.02, pp.83-94 (2), 83 - 94, 日本語

    [査読有り]

    研究論文(学術雑誌)

  • A Classroom Practice of Error-Based Simulation as Counterexample to Students' Misunderstanding of Mechanics

    Tomoya Horiguchi, Isao Imai, Takahito Toumoto, Tsukasa Hirashima

    This paper reports on the practice of a lesson in a junior high school in which Error-based Simulation (EBS) was used for helping students learn elementary mechanics. EBS simulates the motion of mechanical system assuming that students' erroneous solutions were correct, which has been proved to be effective through laboratory experiments [4, 6, 7, 9]. Twenty-four students participated in the lesson of 110minutes and learned mechanics by using the system which generates and shows EBS. They also worked on the pre-/post-/delay-tests and were interviewed by the teacher after the lesson. The results are: (1) the lesson in this practice caused the greatly motivated learning activities through which the students discovered the knowledge of mechanics by themselves, (2) it had great effect to improve and keep the students' performance in solving mechanics problems, and (3) the usability of the system was sufficient for the practice in classroom lessons. From these results, we got a good prospect for practical use of EBS in more large-scale and continuous lessons in junior high school.

    I O S PRESS, 2007年, SUPPORTING LEARNING FLOW THROUGH INTEGRATIVE TECHNOLOGIES, 162, 519 - 526, 英語

    [査読有り]

    研究論文(国際会議プロシーディングス)

  • 東本 崇仁, 堀口 知也, 平嶋 宗

    本研究では適応的なマイクロワールド系列を生成するための枠組みとしてマイクロワールドグラフの提案と,そのグラフにおいて重要な意味を持つ移行タスクとその自動生成手法および開発した自動生成システムについて述べる

    一般社団法人 人工知能学会, 2007年, 人工知能学会全国大会論文集, 7 (0), 2E43 - 2E43, 日本語

  • Learning Environment for Designing Physics Experiment: DEEP

    Toumoto Takahito, Horiguchi Tomoya, Hirashima Tsukasa, Takeuchi Akira

    2006年11月, Proc. of ICCE2006 DSC Paper, pp.659-660, 英語

    [査読有り]

    研究論文(国際会議プロシーディングス)

  • Interactive Environment to Support Learning by Designing Physics Experiments

    Toumoto Takahito, Horiguchi Tomoya, Hirashima Tsukasa, Takeuchi Akira

    2006年10月, Proc. of E-Learn2006, pp.3067-3075, 英語

    [査読有り]

    研究論文(国際会議プロシーディングス)

  • Virtual Experimental Environment to Support Learning by Designing Physics Experiment

    Toumoto Takahito, Horiguchi Tomoya, Hirashima Tsukasa, Takeuchi Akira

    2006年06月, Proc. of ED-MEDIA2006, pp.2443-2445, 英語

    [査読有り]

    研究論文(国際会議プロシーディングス)

  • Robust simulator: A method of simulating learners' erroneous equations for making error-based simulation

    Tomoya Horiguchi, Tsukasa Hirashima

    Error-based Simulation (EBS) is a framework for assisting a learner to become aware of his errors. It makes a simulation based on his erroneous hypothesis to show what unreasonable phenomena would occur if his hypothesis were correct, which has been proved effective in causing cognitive conflict. In making EBS, it is necessary (1) to make a simulation by dealing with a set of inconsistent constraints because erroneous hypotheses often contradict the correct knowledge, and (2) to estimate the 'unreasonableness' of phenomena in a simulation because it must be recognized as 'unreasonable.' Since the method used in previous EBS-systems was very domain-dependent, this paper describes a method for making EBS based on any inconsistent simultaneous equations by using TMS. It also describes a set of general heuristics to estimate the `unreasonableness' of physical phenomena. By using these, a prototype EBS-system was implemented and examples of how it works are described.

    SPRINGER-VERLAG BERLIN, 2006年, INTELLIGENT TUTORING SYSTEMS, PROCEEDINGS, 4053, 655 - 665, 英語

    [査読有り]

    研究論文(学術雑誌)

  • 堀口 知也

    Error-baaed Simulation (EBS) is a framework for assisting a learner to become aware of his error. It makes simulation based on his erroneous hypothesis to show what unreasonable phenomena would occur if the hypothesis were correct, which has been proved effective in causing cognitive conflict. In making EBS, it is necessary (1) to make simulation by dealing with a set of inconsistent constraints because erroneous hypotheses often contradict the correct knowledge, and (2) to estimate the 'unreasonableness' of phenomena in simulation because it must be recognized to be 'unreasonable' by a learner. Since the method used in previous EBS-systems was much domain-dependent, this paper describes a method for making EBS based on any inconsistent simultaneous equations/inequalities by using TMS (it is called 'Partial Constraint Analysis (PCA)'). It also describes a set of general heuristics to estimate the 'unreasonableness' of physical phenomena. By using PCA and the heuristics, a prototype of EBS-system for elementary mechanics and electric circuit problems was implemented in which a learner is asked to set up equations of the systems. A preliminary test proved our method useful in which most of the subjects agreed that the EBSs and explanations made by the prototype were effective in making a learner be aware of his error.

    Japanese Society for Artificial Intelligence, 2006年, 人工知能学会論文誌, 21 (6), 514 - 525, 日本語

    [査読有り]

    研究論文(学術雑誌)

  • Error Visualization to Scaffold Metacognitive Activity

    Hirashima Tsukasa, Horiguchi Tomoya

    2005年09月, Proc. of JWCL2005, pp.1-6, 英語

    [査読有り]

    研究論文(国際会議プロシーディングス)

  • Graph of Microworlds: A Framework for Assisting Progressive Knowledge Acquisition in Simulation-based Learning Environments

    Tomoya Horiguchi, Tsukasa Hirashima

    A framework for assisting a learner's progressive knowledge acquisition in simulation-based learning environments (SLEs) is proposed. In SLE, usually a learner is first given a simple situation to acquire basic knowledge, then given more complicated situation to refine it. Such change of situation often causes the change of the model to be used. Our GM W (graph of microworlds) framework effifiently assists a learner in such 'progressive' knowledge acquisition by adaptively giving her/him microworlds. A node of GMW has the description of a microworld which includes the model, its modeling assumptions (which can explain why the model is valid in the situation) and the tasks through which one can understand the model. The GM W, therefore, can adaptively provide a learner with the microworld and the relevant tasks to understanding it. An edge has the description of the difference/change between microworlds. The GM W, therefore, can provide the relevant tasks which encourage a learner to transfer to the next microworld and can explain how/why the behavioral change of the model is caused by the change of the situation in model-based way. This capability of GMW greatly helps a learner progressively reline, that is, reconstruct her/his knowledge in a concrete context.

    I O S PRESS, 2005年, ARTIFICIAL INTELLIGENCE IN EDUCATION, 125, 670 - 677, 英語

    [査読有り]

    研究論文(国際会議プロシーディングス)

  • Conceptual Changes in Learning Mechanics by Error-based Simulation

    Tomoya Horiguchi, Tsukasa Hirashima, Masahiko Okamoto

    This paper reports on the experiment and its results which was conducted to examine what conceptual changes are caused by using Error-based Simulation (EBS) in learning mechanics. The EBS simulates the motion of mechanical systems based on students' erroneous ideas to promote the awareness and correction of their errors. Ninety undergraduate students learned mechanics by solving problems and also worked on the pre-/post-tests. Two-thirds of them used EBSs and the rest didn't. One-third of them were interviewed about their problem-solving. The results were as follows. First, for novice students, the EBS significantly increased their performance in problem-solving and its effect was much greater than the one of interviews for facilitating students' reflection. Second, the effect of EBS was sufficient in simple problems, but insufficient in more complex problems especially for the correction of errors. Third, the effect of EBS on expert students was unclear in this experiment. Finally, though the effect of EBS on the transfer of learning wasn't clarified sufficiently, it was suggested that the EBS promoted the deeper understanding toward the transfer which was beyond merely providing the explanation of correct solutions. From these results, we concluded the EBS was useful to cause some conceptual change in learning mechanics.

    I O S PRESS, 2005年, TOWARDS SUSTAINABLE AND SCALABLE EDUCATIONAL INNOVATIONS INFORMED BY LEARNING SCIENCES, 133, 140 - 147, 英語

    [査読有り]

    研究論文(国際会議プロシーディングス)

  • Error-visualization in multi-agent social simulations for developing children's statistical skills

    Horiguchi Tomoya, Hirashima Tsukasa

    2004年12月, Proc. of ICCE2004, pp.105-111, 英語

    [査読有り]

    研究論文(国際会議プロシーディングス)

  • A simulation-based learning environment assisting scientific activities based on the classification of 'surprisingness'

    T Horiguchi, T Hirashima

    In this paper, we propose a general framework of the learning environment in which the system can explicitly assist a learner's scientific activity. A learner can improve her hypothesis and model of the domain developmentally with the guidance of the tutoring system. First, we present the framework for generally representing the models of the domain and their relations. Then, we classify the differences between the erroneous and correct models' behaviors of physical systems. This classification is conducted by a process ontology of physical systems, and used as the guideline for representing the knowledge of model modifications. The example of how our method works in an elementary mechanics problem is also presented.

    ASSOC ADVANCEMENT COMPUTING EDUCATION, 2004年, ED-MEDIA 2004: World Conference on Educational Multimedia, Hypermedia & Telecommunications, Vols. 1-7, pp.497-504, 497 - 504, 英語

    [査読有り]

    研究論文(国際会議プロシーディングス)

  • Tutoring System for Pencil Drawing Discipline

    MATSUDA N, TAKAGAI S, SOGA M, HIRASHIMA T, HORIGUCHI Tomoya, TAKI H, SHIMA T, YOSHIMOTO F

    2003年, Proceedings of International Conference on Computers in Education(ICCE2003), pp.1163-1170, 英語

    研究論文(学術雑誌)

  • A Computational Framework of Thoought Experiment Environments

    HORIGUCHI Tomoya, HIRASHIMA T

    2003年, Proceedings of International Conference on Computers in Education(ICCE2003), pp.1074-1078, 英語

    研究論文(学術雑誌)

  • 平嶋 宗, 堀口 知也, 岡本 真彦

    日本教育心理学会, 2004年, 日本教育心理学会総会発表論文集, 46, 74 - 74, 日本語

  • 堀口 知也, 平嶋 宗, 岡本 真彦

    日本教育心理学会, 2004年, 日本教育心理学会総会発表論文集, 46, 73 - 73, 日本語

  • 堀口 知也, 平嶋 宗

    In simulation-based learning environments, 'unexpected' phenomena often work as counterexamples which promote a learner to reconsider the problem. It is important that counterexamples contain sufficient information which leads a learner to correct understanding. This paper proposes a method for creating such counterexamples. Error-Based Simulation (EBS) is used for this purpose, which simulates the erroneous motion in mechanics based on a learner's erroneous equation. Our framework is as follows: (1) to identify the cause of errors by comparing a learner's answer with the problem-solver's correct one, (2) to visualize the cause of errors by the unnatural motions in EBS. To perform (1), misconceptions are classified based on problem-solving model, and related to their appearance on a learner's answers (error-identification rules). To perform (2), objects' motions in EBS are classified and related to their suggesting misconceptions (error-visualization rules). A prototype system is implemented and evaluated through a preliminary test, to confirm the usefulness of the framework.

    The Japanese Society for Artificial Intelligence, 2002年11月01日, 人工知能学会論文誌 = Transactions of the Japanese Society for Artificial Intelligence : AI, 17, 462 - 472, 日本語

  • Automatic Generation Rules for Auxiliary Problems Based on Causal Relationships for Force in a Mechanics Learning Support System

    Aikawa, N, Koike, K, Tomoto, T, Horiguchi, T, Hirashima, T

    2022年06月, Proceedings of 24th International Conference on Human-Computer Interaction (HCII2022), 13305, 437 - 450, 英語

    [査読有り]

    研究論文(国際会議プロシーディングス)

  • Yuki Kato, Tomoya Horiguchi

    Abstract Remote monitoring and control systems are being used with more frequency, but the characteristics of situational awareness and decision-making from remote locations are largely unknown. Remote operators’ sources of information differ from on-board sources greatly in terms of perspective, field of view, and available data type (qualitative or quantitative). This study focused on clarifying the cognitive effects of first- and third-person perspectives on ship handling. A working hypothesis was formulated based on the findings of visual information processing and previous studies and tested using a developed ship handling simulator. The results revealed that: (1) the cognitive characteristics of the first-person perspective make it more effective in safely guiding ship handling than does the third-person perspective, and (2) the deviation in cognitive characteristics is prominent where collision can be easily avoided. The findings will aid the development of on-board and remotely piloted vessels and ensure the safety of their crews.

    Cambridge University Press (CUP), 2022年05月, Journal of Navigation, 75 (3), 727 - 744, 英語

    [査読有り]

    研究論文(学術雑誌)

  • Proposal of Learning Support System for Improving Skills in Inferring Background Knowledge in Conversation

    Mogi, T, Koike, K, Tomoto, T, Horiguchi, T, Hirashima, T

    2021年07月, Proceedings of 23rd International Conference on Human-Computer Interaction (HCII2021), 12766, 104 - 114, 英語

    [査読有り]

    研究論文(国際会議プロシーディングス)

  • Characterization of Auxiliary Problems for Automated Generation in Error-based Simulation

    Aikawa, N, Koike, K, Tomoto, T, Horiguchi, T, Hirashima, T

    2021年07月, Proceedings of 23rd International Conference on Human-Computer Interaction (HCII2021), 12766, 3 - 13, 英語

    [査読有り]

    研究論文(国際会議プロシーディングス)

  • Learner Model for Adaptive Scaffolding in Intelligent Tutoring Systems for Organizing Programming Knowledge

    Koike, K, Fujishima, Y, Tomoto, T, Horiguchi, T, Hirashima, T

    2021年07月, Proceedings of 23rd International Conference on Human-Computer Interaction (HCII2021), 12766, 63 - 744, 英語

    [査読有り]

    研究論文(国際会議プロシーディングス)

  • Yuki Kato, Koji Murai, Tomoya Horiguchi, Namiko Morishita, Masaki Fuchi

    2020年09月, Transactions of Navigation, 5 (2), 47 - 53, 英語

    [査読有り]

    研究論文(学術雑誌)

MISC

  • 学習者のパラメータ探索を通した故障診断による力学学習支援システムの開発

    植野 和, 東本 崇仁, 堀口 知也, 平嶋 宗

    人工知能学会, 2020年03月09日, 先進的学習科学と工学研究会, 88, 103 - 108, 日本語

  • 知識モデリングに基づく学習支援

    堀口知也, 東本崇仁, 平嶋宗

    2020年03月, 人工知能, 35 (2), 192 - 200, 日本語

    [査読有り][招待有り]

    記事・総説・解説・論説等(学術雑誌)

  • プログラミング学習における再利用性を指向した知識組織化のための知的支援 機能・振舞い・構造の観点に基づく問題解決過程のモデル

    古池謙人, 東本崇仁, 堀口知也, 平嶋宗

    2020年, 人工知能学会論文誌(Web), 35 (5)

  • プログラミングにおける学習者の部品構築プロセスを考慮した学習支援システムの提案

    古池 謙人, 東本 崇仁, 堀口 知也, 平嶋 宗

    人工知能学会, 2019年07月06日, 先進的学習科学と工学研究会, 86, 66 - 69, 日本語

  • 学習者による観測器の活用を通した解答の検証を指向する力学学習支援システムの試作

    植野 和, 東本 崇仁, 堀口 知也, 平嶋 宗

    人工知能学会, 2019年07月06日, 先進的学習科学と工学研究会, 86, 70 - 73, 日本語

  • プログラミングにおける部品の獲得・拡張活動プロセス

    古池 謙人, 東本 崇仁, 堀口 知也, 平嶋 宗

    人工知能学会, 2019年03月07日, 先進的学習科学と工学研究会, 85, 104 - 109, 日本語

  • 船舶の衝突回避判断において情報源の視点が方略に与える影響

    加藤由季, 堀口知也, 村井康二, 守下奈美子, 渕真輝

    2019年, 人工知能学会先進的学習科学と工学研究会資料, 85th

  • 軌跡を題材とした作図インタフェースと図から記号文への変換フィードバック機能を有する学習支援システムの開発

    黒川 魁, 東本 崇仁, 堀口 知也, 平嶋 宗

    人工知能学会, 2018年11月23日, 先進的学習科学と工学研究会, 84, 9 - 14, 日本語

  • 数学におけるテンプレート方式の解答への図形フィードバックを可能とする学習支援システムの学習活動の評価

    黒川 魁, 東本 崇仁, 堀口 知也, 平嶋 宗

    人工知能学会, 2018年07月14日, 先進的学習科学と工学研究会, 83, 13 - 18, 日本語

  • 観測器の操作を通して学習者の試行錯誤を促す力学学習支援システム

    植野 和, 東本 崇仁, 堀口 知也, 平嶋 宗

    人工知能学会, 2018年07月14日, 先進的学習科学と工学研究会, 83, 25 - 28, 日本語

  • モデリング学習環境における支援タイプの違いが学習者の振舞いおよび学習効果に与える影響の検証

    堀口 知也, 益田 哲宏, 東本 崇仁, 平嶋 宗

    人工知能学会, 2018年07月14日, 先進的学習科学と工学研究会, 83, 29 - 34, 日本語

  • プログラミング課題を構造化することによる理解状態に適応した課題提示方法の検討

    古池 謙人, 東本 崇仁, 堀口 知也, 平嶋 宗

    人工知能学会, 2018年07月14日, 先進的学習科学と工学研究会, 83, 35 - 40, 日本語

  • 解答テンプレートを用いた軌跡を題材とした記号文の図形的フィードバックによる能動的誤りの発見支援機能を有する学習支援システムの開発

    黒川 魁, 東本 崇仁, 堀口 知也, 平嶋 宗

    人工知能学会, 2018年03月13日, 先進的学習科学と工学研究会, 82, 1 - 6, 日本語

  • プログラミング学習を対象とした課題系列の拡張

    古池 謙人, 東本 崇仁, 堀口 知也, 平嶋 宗

    人工知能学会, 2018年03月13日, 先進的学習科学と工学研究会, 82, 7 - 12, 日本語

  • 速度・重量の観測器による誤りの可視化を目的とした力学学習支援システムの開発と評価

    植野 和, 東本 崇仁, 堀口 知也, 平嶋 宗

    人工知能学会, 2018年03月13日, 先進的学習科学と工学研究会, 82, 73 - 78, 日本語

  • Error-Based Simulationに対する力・加速度・速度・運動間の関係性理解支援機能の開発

    平本 千裕, 東本 崇仁, 堀口 知也, 平嶋 宗

    人工知能学会, 2018年03月13日, 先進的学習科学と工学研究会, 82, 79 - 84, 日本語

  • 力学問題における速度・重量の観測器を導入した誤りの可視化による学習支援システムの開発 (教育工学)

    植野 和, 東本 崇仁, 堀口 知也, 平嶋 宗

    電子情報通信学会, 2017年11月11日, 電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報, 117 (296), 41 - 46, 日本語

  • プログラミングにおける段階的な課題系列の検討 (教育工学)

    古池 謙人, 東本 崇仁, 堀口 知也, 平嶋 宗

    電子情報通信学会, 2017年11月11日, 電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報, 117 (296), 47 - 52, 日本語

  • 力学の概念的理解における問題系列の効果について

    堀口 知也, 東本 崇仁, 平嶋 宗

    人工知能学会, 2016年11月12日, 先進的学習科学と工学研究会, 78, 1 - 5, 日本語

  • 知識の具体化を支援する(<特集>学習科学と学習工学のフロンティア-私の"学習"研究-(前編))

    堀口 知也, Tomoya Horiguchi, 神戸大学大学院海事科学研究科, Faculty of Maritime Sciences Kobe University

    2015年05月01日, 人工知能 = journal of the Japanese Society for Artificial Intelligence, 30 (3), 283 - 284, 日本語

  • 様々な教授法に対するマイクロワールドグラフの情報提供能力の評価 (テーマ:「学習モデルと知的支援」および一般)

    東本 崇仁, 堀口 知也, 平嶋 宗

    人工知能学会, 2005年11月05日, 先進的学習科学と工学研究会, 45, 23 - 28, 日本語

  • 「誤りからの学習」を指向した誤り可視化の試み

    平嶋 宗, 堀口 知也

    2004年07月, 教育システム情報学会誌, Vol.21, No.3, pp.178-186, 日本語

    [査読有り]

    記事・総説・解説・論説等(学術雑誌)

  • 仮想実験環境における学習者による仮説設定と仮説に基づく実験評価 (「e-Learningにおける学習支援とコンテンツ開発」および一般)

    東本 崇仁, 平嶋 宗, 堀口 知也

    人工知能学会, 2004年05月14日, 先進的学習科学と工学研究会, 41, 37 - 42, 日本語

  • 仮想実験環境における学習者による仮説設定と仮説に基づく実験評価

    東本 崇仁, 平嶋 宗, 堀口 知也, 竹内 章

    実験を通した学習は,(1)仮説の設定,(2)実験計画の立案,(3)検証実験,(4)実験に基づく仮説の検証,という過程からなる.この学習を支援するための研究として,仮想実験環境と呼ばれる研究があるが,従来の仮想実験環境は実験を行える環境の提供以上を行わない.それ以上の支援を行うために,学習者が実施した個々の実験を評価する必要がある.本来,実験は事前に仮説の設定を行い,それを検証するという過程を踏むことで始めて意味が生じるものである.筆者らは積極的な支援を行うために,(I)学習者の仮説の取得,(II)仮説に基づく実験の評価,を実現するシステムの(1)〜(4)の過程に基づく設計と,システムの使用事例についての報告を行う.

    一般社団法人電子情報通信学会, 2004年05月07日, 電子情報通信学会技術研究報告. ET, 教育工学, 104 (48), 37 - 42, 日本語

  • コンセプトマップ作成による学習の支援のための Error-based Simulation

    東本 崇仁, 今井 功, 堀口 知也, 平嶋 宗, 永岡 慶三

    ある学習領域の理解を促進する上で,その領域における重要な概念間の関係を考えさせることは重要であり,学習者自身にその領域のコンセプトマップを作成させることは有効な学習法の一つである.しかし,コンセプトマップを学習者自身が構築することは容易ではないために個別診断の必要性があり,またコンセプトマップを修正することは学習者に負荷の高い作業であるため動機づけ効果の高いフィードバックが必要となる.本研究では,学習者の作成したコンセプトマップの個別 診断機能と,動機づけ効果の高いError-based Simulationによるフィードバック機能を備えた学習支援システムを開発する.

    一般社団法人電子情報通信学会, 2009年12月04日, 電子情報通信学会技術研究報告. ET, 教育工学, 109 (335), 13 - 18, 日本語

  • 2M-02 誤り可視化シミュレーションを用いた授業実践とその評価 : ニュートンの第三法則を対象として(一般研究発表(口頭発表),日本理科教育学会第58回全国大会)

    今井 功, 平嶋 宗, 堀口 知也, 東本 崇仁

    日本理科教育学会, 2008年, 日本理科教育学会全国大会要項, (58), 366 - 366, 日本語

  • 2-328 実験方法の考案を通した学習を支援する仮想実験環境の構築((10)e-ラーニングシステム)

    東本 崇仁, 平嶋 宗, 堀口 知也

    公益社団法人日本工学教育協会, 2005年09月09日, 工学・工業教育研究講演会講演論文集, 17, 670 - 671, 日本語

  • 問題解決の誤りに対する Cognitive Conflict の生成手法

    平嶋 宗, 堀口 知也, 柏原 昭博, 豊田 順一

    メディアの利用は,制約の顕在化に有効な手段である.制約の顕在化は,(1)学習者の振る舞いや思考を制約することによる誤りの防止および振る舞いや思考の促進と,(2)誤りの顕在化による認知的葛藤の生成と学習への動機づけ,の二つの利用が考えられる.本稿では,誤りの顕在化のために,力学の問題に対する立式の誤りを,挙動シミュレーションとして顕在化するシステムについて述べる.この誤りの顕在化によって,学習者に認知的葛藤を喚起し,その認知的葛藤の解消として学習の内的動機付けを与えることができる.

    一般社団法人電子情報通信学会, 1996年04月20日, 電子情報通信学会技術研究報告. ET, 教育工学, 96 (16), 89 - 90, 日本語

  • 歴史を対象とした知識構造化のための支援環境

    堀口 知也, 平嶋 宗, 柏原 昭博, 豊田 順一

    教育においては,学習者が獲得した一連の知識を互いに関係付けて構造化することが,その知識を深く理解し記憶するために重要である。しかしながら知識の構造化は,学習者の自発性に任せていたのでは一般に起こりにくいため,教師側からの支援が必要となる。そこで本研究では,一般に暗記科目の典型と見なされている歴史を対象領域に選び,知識の構造化を支援するシステムを設計・開発した。本システムでは,「視覚化による知識の構造化支援」,および「推論による知識の構造化支援」という手法を用いている。その有効性を検証するため10名の被験者に本システムを試用して貰いアンケート調査を行った。その結果7名の被験者から,本システムが歴史の学習に有効である,とのコメントを得た。

    一般社団法人電子情報通信学会, 1995年04月22日, 電子情報通信学会技術研究報告. ET, 教育工学, 95 (14), 1 - 8, 日本語

  • マイクロワールドグラフを用いた派生問題の対話的自動生成システム

    上野 拓也, 堀口 知也, 平嶋 宗

    人工知能学会, 2009年, 論文集, 23, 1 - 4, 日本語

  • 現象のモデル化プロセスに基づく物理問題の特徴付けとその支援手法 : 合成モデリング技法によるアプローチ -

    堀口 知也, 平嶋 宗

    人工知能学会, 2009年, 論文集, 23, 1 - 4, 日本語

  • Error Awareness:誤りへの気づきを支援する学習環境 (小特集 予兆・チャンスの発見と利用) -- (特別セッション チャンス発見2)

    平嶋 宗, 堀口 知也

    人工知能学会, 2000年11月09日, 人工知能基礎論研究会, 43, 59 - 64, 日本語

  • Error-Awarenessを支援する仮想実験環境の設計法について (テーマ:「一般」および「情報の可視化と知識マネジメント」)

    堀口 知也, 平嶋 宗

    人工知能学会, 2001年09月29日, 知的教育システム研究会, 33, 43 - 48, 日本語

  • 可視化効果を考慮した Error-Based Simulationの制御手法と実装--2つの視点を中心として (知的教育システム研究会(第23回)テ-マ:「情報の可視化/一般」)

    堀口 知也, 平嶋 宗, 柏原 昭博

    人工知能学会, 1998年10月30日, 知的教育システム研究会, (23), 7 - 12, 日本語

  • EBSの誤り可視化効果に関する2つの視点の導入とそれに基づく制御 (知的教育システム研究会(第17回)テ-マ:教育とコミニュケ-ション,招待講演)

    堀口 知也, 平嶋 宗, 柏原 昭博

    人工知能学会, 1997年03月, 知的教育システム研究会, (17), 44 - 49, 日本語

  • 知的好奇心の喚起を指向した思考実験シミュレータ

    平嶋 宗, 堀口 知也

    2003年10月11日, 日本教育工学会大会講演論文集, 19 (1), 121 - 122, 日本語

  • EBS実験を用いたニュートン第三法則の発見学習 : 「ニュートンに挑戦」プロジェクト

    今井 功, 平嶋 宗, 堀口 知也, 東本 崇仁

    一般社団法人日本科学教育学会, 2006年08月10日, 年会論文集;日本科学教育学会, 30, 245 - 246, 日本語

  • 誤りへの気づきを促進する誤りの可視化に関する研究

    平嶋 宗, 堀口 知也

    一般社団法人日本科学教育学会, 2004年08月06日, 年会論文集;日本科学教育学会, 28, 109 - 112, 日本語

  • 学習者の誤り原因を考慮した EBS 制御システムの構築

    増田 彰典, 堀口 知也, 平嶋 宗

    人工知能学会, 2000年07月03日, 人工知能学会全国大会論文集 = Proceedings of the Annual Conference of JSAI, 14, 53 - 56, 日本語

  • 力学シミュレーションにおける運動体の認知について

    堀口 知也, 平嶋 宗

    人工知能学会, 2000年07月03日, 人工知能学会全国大会論文集 = Proceedings of the Annual Conference of JSAI, 14, 59 - 62, 日本語

  • 誤り修正のための内発的動機付け : Error-Based Simulationによる誤りの可視化

    平嶋 宗, 堀口 知也, 柏原 昭博, 豊田 順一

    本稿では, 力学の立式問題における学習者の誤った立式を具体的な対象として, その誤りを挙動シミュレーションに写像することによって誤りであることを顕在化し, 認知的葛藤を発生させることによって誤り修正への内発的動機付けを与える方法について述べる. さらに, 誤りを反映した挙動シミュレーション(本稿ではEBS: Error-Based Simulation と呼ぶ)が認知的葛藤を喚起するのに十分であるためには, EBSと正常な挙動シミュレーションとの間に速度あるいは加速度において定性的差異が存在している必要があるとの仮定に基づき, そのような差異の有無を定性推論の手法を用いて診断する方法, およびそのような差異を引き出すための工夫(本稿では演出と呼ぶ)についても述べる.

    一般社団法人情報処理学会, 1996年07月05日, 情報処理学会研究報告.IM, [情報メディア], 96 (61), 9 - 16, 日本語

  • 定性推論技法を用いた誤り可視化シミュレーションの制御

    堀口 知也, 平嶋 宗, 柏原 昭博, 豊田 順一, Tomoya Horiguchi, Tsukasa Hirashima, Akihiro Kashihara, Jun'ichi Toyoda, The Institute of Scientific and Industrial Research Osaka University, The Institute of Scientific and Industrial Research Osaka University, The Institute of Scientific and Industrial Research Osaka University, The Institute of Scientific and Industrial Research Osaka University

    It is important for a student to understand that he/she made an error in problem solving in order to correct and prevent it from being repeated. We previously proposed a framework of a simulation which reflects an error a student made in solving a mechanics problem. Irregular and unnatural behavior of mechanics objects rcflecting an error helps a student understand that his/her solution is erroneous, because it visualizes what would happen based on his/her erroneous solution. We call the simulation "Error-Based Simulation (EBS)" and such a visualization "Error-Visualization". We have implemented a generator of EBS (EBS-generator) and evaluated the effectiveness of EBS on some examples of erroneous solution through an experiment. However, EBS isn't always effective for Error-Visualization. When EBS has only a quantitative difference from a normal simulation (NS), it isn't effective for a student to understand an error. EBS should have a qualitative difference from NS to be effective. Therefore, it is very important to diagnose the difference between EBS and NS in order to make use of EBS effectively for Error-Visualization. In this paper, we propose a framework for managing EBS and a method of its implementation based on qualitative reasoning techniques. The framework is based on an assumption that in order for EBS to be effective for Error Visualization, it should have a qualitative difference from NS in an object's velocity or in the ratio of an object's velocity's change to a parameter's change. The module which manages EBS is called EBS-manager. Its error management procedure consists of two phases. In Phase 1, by using qualitative simulation, behaviors of EBS and NS are predicted and then compared with each other. When a qualitative difference is found, EBS-manager judges that the EBS is effective. When a qualitative difference cannot be found, it proceeds to Phase 2. In Phase 2, by using comparative analysis, EBS-manager tries to find a parameter of which perturbation causes a qualitative difference between FBS and NS. When such a parameter is found, EBS-manager judges that the EBS with the perturbation is effective. When such a parameter cannot be found, EBS-manager judges that EBS isn't effective. We have implemented the EBS-manager and evaluated its effectiveness through an experiment. In this paper, we also discuss the result and outline our future work.

    人工知能学会, 1997年03月01日, 人工知能学会誌 = Journal of Japanese Society for Artificial Intelligence, 12 (2), 285 - 296, 日本語

  • 誤りへの気づきを支援するシミュレーション環境 - 表現手法と視覚効果を考慮したError-Based Simulationの制御 -

    堀口 知也, 平嶋 宗

    教育システム情報学会事務局, 2001年11月01日, 教育システム情報学会誌 = Transactions of Japanese Society for Information and Systems in Education, 18 (3), 364 - 376, 日本語

  • 歴史の知識構造化を支援する知的教育システムの開発

    堀口 知也, 平嶋 宗, 柏原 昭博, 豊田 順一

    1995年07月01日, 教育システム情報学会誌 = Transactions of Japanese Society for Information and Systems in Education, 12 (2), 109 - 120, 日本語

  • 歴史を対象とした知識構造化のための支援環境

    堀口 知也, 平嶋 宗, 柏原 昭博, 豊田 順一

    1995年04月22日, 教育システム情報学会研究報告, 1995 (1), 1 - 8, 日本語

  • 問題ベースの作問学習支援システムの設計開発

    浦 智幸, 脇 浩美, 堀口 知也

    人工知能学会, 2008年03月14日, 先進的学習科学と工学研究会, 52, 77 - 82, 日本語

  • Error-based Simulationを用いた中学理科の授業実践報告

    堀口 知也, 今井 功, 東本 崇仁

    人工知能学会, 2007年07月27日, 先進的学習科学と工学研究会, 50, 7 - 12, 日本語

  • 誤り原因を考慮したError-Based Simulationの制御 (知的教育システムを用いた学習支援)

    堀口 知也, 平嶋 宗

    日本教育工学会, 1999年12月04日, 日本教育工学会研究報告集, 99 (6), 31 - 38, 日本語

  • 社会シミュレーションにおける誤りの可視化 (学習モデルの再考と知的学習支援システム)

    堀口 知也, 平嶋 宗

    教育システム情報学会, 2004年09月, 教育システム情報学会研究報告, 19 (3), 43 - 48, 日本語

  • モデルグラフに基づく発展的知識獲得の支援環境 (「セマンティックWebとE-learning」および一般)

    堀口 知也, 平嶋 宗

    人工知能学会, 2004年11月06日, 先進的学習科学と工学研究会, 42, 7 - 14, 日本語

  • モデルグラフに基づく科学的探究の支援環境 (テーマ:「Learning TechnologyとLearning Scienceのよき協調を目指して--学習支援システムのデザイン,開発,評価の方法論再考」および一般)

    堀口 知也, 平嶋 宗

    人工知能学会, 2004年03月26日, 知的教育システム研究会, 40, 13 - 20, 日本語

  • EBSの誤り可視化効果に関わる諸要因の分析とそれに基づく制御

    堀口 知也, 平嶋 宗, 柏原 昭博, 豊田 順一

    1998年06月16日, 人工知能学会全国大会論文集 = Proceedings of the Annual Conference of JSAI, 12, 600 - 603, 日本語

  • 学習者の誤り顕在化のためのシミュレーション環境

    堀口 知也, 平嶋 宗, 柏原 昭博, 豊田 順一

    1995年07月24日, 人工知能学会全国大会論文集 = Proceedings of the Annual Conference of JSAI, 9, 581 - 584, 日本語

  • 誤り修正のための内発的動機付け--Error-Based Simulationによる誤りの可視化 (<テ-マ>サイバ-・エジュケ-ション)

    平嶋 宗, 堀口 知也, 柏原 昭博

    人工知能学会, 1996年07月, ヒュ-マンインタフェ-スデザイン研究会, (28), 8 - 13, 日本語

  • 「思考実験」を補助する枠組みの提案とロバストシミュレータの実現 (テーマ:「新しいLearning Technology & Science」および一般)

    堀口 知也, 平嶋 宗

    人工知能学会, 2003年03月15日, 知的教育システム研究会, 37, 33 - 38, 日本語

  • 部分制約解析法による誤り方程式のシミュレーション (テーマ:「インタラクティブシステムとエージェント技術」および一般)

    堀口 知也, 平嶋 宗

    人工知能学会, 2002年10月04日, 知的教育システム研究会, 36, 1 - 8, 日本語

書籍等出版物

  • Learning, Design, and Technology: An International Compendium of Theory, Research, Practice, and Policy

    堀口 知也, 平嶋 宗

    共著, Springer International Publishing, 2016年03月, 英語, ISBN: 9783319177274

    学術書

  • 教育工学とシステム開発

    矢野 米雄, 平嶋 宗, 笠井 俊信, 林 雄介, 堀口 知也, 柏原 昭博, 三輪 和久, 小西 達裕, 松居 辰則, 緒方 広明, 小尻 智子, 林 佑樹, 松浦 健二, 植野 真臣, 松原 行宏, 仲林 清

    共著, ミネルヴァ書房, 2012年10月, 日本語

    学術書

講演・口頭発表等

  • 軌跡を題材とした作図インタフェースから記号文への変換フィードバック機能を有する学習支援システムの開発

    黒川 魁, 東本 崇仁, 堀口 知也, 平嶋 宗

    第84回人工知能学会先進的学習科学と工学研究会, 2018年11月, 日本語, 人工知能学会先進的学習科学と工学研究会, 国内会議

    口頭発表(一般)

  • 数学におけるテンプレート方式の解答へ図形フィードバックを可能とする学習支援システムの活動評価

    黒川 魁, 東本 崇仁, 堀口 知也, 平嶋 宗

    第83回人工知能学会先進的学習科学と工学研究会, 2018年07月, 日本語, 人工知能学会先進的学習科学と工学研究会, 国内会議

    口頭発表(一般)

  • 観測器の操作を通して学習者試行錯誤促す力学学習支援システム

    植野 和, 東本 崇仁, 堀口 知也, 平嶋 宗

    第83回人工知能学会先進的学習科学と工学研究会, 2018年07月, 日本語, 人工知能学会先進的学習科学と工学研究会, 国内会議

    口頭発表(一般)

  • モデリング学習環境における支援タイプの違いが学習者の振舞いおよび学習効果に与える影響の検証

    堀口 知也, 益田 哲宏, 東本 崇仁, 平嶋 宗

    第83回人工知能学会先進的学習科学と工学研究会, 2018年07月, 日本語, 人工知能学会先進的学習科学と工学研究会, 国内会議

    口頭発表(一般)

  • プログラミング課題を構造化することによる理解状態に適応した課題提示方法の検討

    古池 謙人, 東本 崇仁, 堀口 知也, 平嶋 宗

    第83回人工知能学会先進的学習科学と工学研究会, 2018年07月, 日本語, 人工知能学会先進的学習科学と工学研究会, 国内会議

    口頭発表(一般)

  • 速度・重量の観測器による誤り可視化を目的とした 力学習支援システムの開発と評価

    植野 和, 東本 崇仁, 堀口 知也, 平嶋 宗

    第82回人工知能学会先進的学習科学と工学研究会, 2018年03月, 日本語, 人工知能学会先進的学習科学と工学研究会, 国内会議

    口頭発表(一般)

  • 解答テンプレートを用いた軌跡題材とし記号文の図形的フィードバックによる能動誤り発見支援機能を有する学習システムの開発

    黒川 魁, 東本 崇仁, 堀口 知也, 平嶋 宗

    第82回人工知能学会先進的学習科学と工学研究会, 2018年03月, 日本語, 人工知能学会先進的学習科学と工学研究会, 国内会議

    口頭発表(一般)

  • プログラミング学習を対象とした課題系列の拡張

    古池 謙人, 東本 崇仁, 堀口 知也, 平嶋 宗

    第82回人工知能学会先進的学習科学と工学研究会, 2018年03月, 日本語, 人工知能学会先進的学習科学と工学研究会, 国内会議

    口頭発表(一般)

  • Error-Based Simulation のデータ分析に基づく素朴概念修正効果の検証とモニタリング機能の拡張

    安田 健汰, 林 雄介, 堀口 知也, 平嶋 宗

    第82回人工知能学会先進的学習科学と工学研究会, 2018年03月, 日本語, 人工知能学会先進的学習科学と工学研究会, 国内会議

    口頭発表(一般)

  • Error-Based Simulationに対する力・加速度 ・運動間 の関係性理解 支援機能 の開発

    平本 千裕, 東本 崇仁, 堀口 知也, 平嶋 宗

    第82回人工知能学会先進的学習科学と工学研究会, 2018年03月, 日本語, 人工知能学会先進的学習科学と工学研究会, 国内会議

    口頭発表(一般)

  • 物理の概念的理解を指向した問題索引付けの枠組みに基づく説明生成器の構築と評価

    下坂 渉哉, 堀口 知也

    第80回人工知能学会先進的学習科学と工学研究会, 2017年07月, 日本語, 人工知能学会先進的学習科学と工学研究会, 国内会議

    口頭発表(一般)

  • モデリング学習環境におけるモデルの構造レベル及び振る舞いレベルの支援比較

    益田 哲宏, 堀口 知也

    第79回人工知能学会先進的学習科学と工学研究会, 2017年03月, 日本語, 人工知能学会先進的学習科学と工学研究会, 国内会議

    口頭発表(一般)

  • 力学の概念的理解における問題系列の効果について

    堀口 知也, 東本 崇仁, 平嶋 宗

    人工知能学会第78回先進的学習科学と工学研究会, 2016年11月, 日本語, 人工知能学会, 神奈川, 国内会議

    口頭発表(一般)

  • 自己調整活動の経験型支援システムの設計・開発 -単純化方略を用いた行き詰まりの自己克服を対象として-

    津守 庸平, 林 直也, 篠原 智哉, 山元 翔, 堀口 知也, 林 雄介, 平嶋 宗

    第30回人工知能学会全国大会, 2016年06月, 日本語, 人工知能学会, 福岡, 国内会議

    口頭発表(一般)

  • モデリング学習環境におけるモデルの差異検出機能とその評価

    益田哲宏, 堀口 知也

    第30回人工知能学会全国大会, 2016年06月, 日本語, 人工知能学会, 福岡, 国内会議

    口頭発表(一般)

  • 物体にはたらく力・加速度・速度の関連付けのためのError-Based Simulation

    安田 健汰, 山田 敦士, 篠原 智哉, 山元 翔, 堀口 知也, 林 雄介, 平嶋 宗

    人工知能学会第76回先進的学習科学と工学研究会, 2016年03月, 日本語, 人工知能学会, 兵庫, 国内会議

    口頭発表(一般)

  • Error-Based Simulationを用いた力学演習におけるモニタリングツールの設計・開発

    山田 敦士, 安田 健汰, 篠原 智哉, 山元 翔, 堀口 知也, 林 雄介, 平嶋 宗

    2015年度JSiSE学生研究発表会, 2016年02月, 日本語, 教育システム情報学会, 広島, 国内会議

    口頭発表(一般)

  • 日常知と学校知を結ぶモバイル型物理実験検索システムの開発

    炭山 斗南, 堀口 知也

    2009年JSiSE(教育システム情報学会)学生研究発表会, 2009年03月, 日本語, 岡山, 国内会議

    口頭発表(一般)

  • 現象のモデル化プロセスに基づく物理問題の特徴付けとその支援手法

    堀口 知也, 平嶋 宗

    人工知能学会全国大会(第23回), 2009年, 日本語, 香川, 国内会議

    口頭発表(一般)

  • マイクロワールドグラフを用いた派生問題の対話的自動生成システム

    上野 拓也, 堀口 知也, 平嶋 宗

    人工知能学会全国大会(第23回), 2009年, 日本語, 香川, 国内会議

    口頭発表(一般)

  • Error-based Simulationを用いた中学理科の授業実践報告

    堀口 知也

    第50回人工知能学会先進的学習科学と工学研究会(ALST-50), 2007年07月, 日本語, 東京, 国内会議

    口頭発表(一般)

  • マイクロワールドグラフにおける移行タスクとその自動生成

    東本 崇仁, 堀口 知也, 平嶋 宗

    教育システム情報学会第31回全国大会, 2006年08月, 日本語, 教育システム情報学会, 大阪, 国内会議

    口頭発表(一般)

  • Error-based Simulationのためのロバストシミュレータの開発と評価

    堀口 知也

    人工知能学会全国大会(第20回), 2006年06月, 日本語, 人工知能学会, 東京, 国内会議

    口頭発表(一般)

  • Error-based Simulationを用いた学習が力学の概念変容に及ぼす影響

    Tomoya HORIGUCHI

    教育システム情報学会30周年記念全国大会, 2005年08月, 日本語, 教育システム情報学会, 金沢, 国内会議

    口頭発表(一般)

  • モデルグラフに基づく科学的探究の支援環境、A simulation-based environment assisting scientific activities based on the graphs of models

    堀口 知也, 平嶋 宗

    人工知能学会研究会資料 SIG-IES-A303=03 pp.13-20, 2004年, 日本語, 未記入, 未記入, 国内会議

    口頭発表(一般)

所属学協会

  • International Artificial Intelligence in Education Society

  • 日本認知科学会

  • 日本教育心理学会

  • 日本教育工学会

  • 教育システム情報学会

  • 情報処理学会

  • 電子情報通信学会

  • 人工知能学会

共同研究・競争的資金等の研究課題