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堀口 知也
大学院海事科学研究科 海事科学専攻
教授

研究者基本情報

■ 学位
  • 博士（工学）, 大阪大学
■ 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

研究活動情報

■ 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
    共同研究・競争的資金等の業績ID対象リソースIRI

  • 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
  • Learning Support System for Relationships among Forces, Accelerations, Velocities, and Movements in Error-based Simulation
    Aikawa, N., Hiramoto, C., Tomoto, T., Horiguchi, T., Hirashima, T.
    2024年07月, Lecture Notes in Computer Science, 14691, 3 - 15, 英語
    [査読有り]
    研究論文（国際会議プロシーディングス）

  • Nonoka Aikawa, Shintaro Maeda, Tomohiro Mogi, Kento Koike, Takahito Tomoto, Isao Imai, Tomoya Horiguchi, Tsukasa Hirashima
    Error-based Simulation (EBS) is a learning support framework that visualizes learners’ errors and encourages trial and error. However, when a learner is stuck, EBS has difficulty in helping them overcome the impasse. Additionally, giving a correct answer to a learner who is stuck may interfere with the trial-and-error activity that EBS is oriented toward. Therefore, it is necessary to encourage learners during trial-and-error activities without giving them correct answers. In this study, we confirm the effectiveness of our system, which is based on conventional mechanics EBS and provides adaptive auxiliary problems based on learners’ errors. Furthermore, we analyze force-based self-overcoming to evaluate our system. Self-overcoming means that the learner can eliminate errors by using the system without the intervention of the teacher. If self-overcoming occurs, the learner can continue trial-and-error with the auxiliary problems, even if they are stuck. To verify the learning effectiveness of such a system, we conducted a classroom implementation with 86 third-year junior high-school learners and analyzed the results. The system logs from the exercises revealed that self-overcoming was taking place, and that it was reflected in the test results.
    Asia-Pacific Society for Computers in Education, 2024年01月, Research and Practice in Technology Enhanced Learning, 19, 026 - 026
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • 林 直也, 津守 庸平, 山元 翔, 堀口 知也, 林 雄介, 平嶋 宗
    2023年10月, 教育システム情報学会誌, 40(4) (4), 295 - 300, 日本語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Nonoka Aikawa, Shintaro Maeda, Tomohiro Mogi, Kento Koike, Takahito Tomoto, Isao Imai, Tomoya Horiguchi, Tsukasa Hirashima
    Springer Nature Switzerland, 2023年07月, Lecture Notes in Computer Science, 213 - 224, 英語
    [査読有り]
    論文集(書籍)内論文

  • プログラミングの機能的階層構造の学習環境における習熟度を考慮した適応的フィードバック機能の評価
    古池謙人, 藤島優希, 東本崇仁, 堀口知也, 平嶋宗
    2023年07月, 教育システム情報学会誌, 40(3) (3), 234 - 239, 日本語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Tomoya Horiguchi, Tsukasa Hirashima, Yusuke Hayashi
    Wiley, 2023年03月, Journal of Computer Assisted Learning, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）
    神戸大学リポジトリ（Kernel）へのリンク

  • 力学を対象としたError-based Simulationにおける行き詰まりの解消を指向した補助問題の提示システム
    相川野々香, 古池謙人, 東本崇仁, 堀口知也, 平嶋宗
    2023年02月, 電子情報通信学会論文誌 D, J106-D(2) (2), 132 - 143, 日本語
    [査読有り]

  • Practical Use of an Error-based Problem Presentation System in Mechanics
    Aikawa, N, Maeda, S, Mogi, T, Koike, K, Tomoto, T, Imai, I, Horiguchi, T, Hirashima, T
    2022年12月, Proceedings of the International Conference on Computers in Education (ICCE 2022), 118 - 123, 英語
    [査読有り]
    研究論文（国際会議プロシーディングス）

  • 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) (3), 727 - 744, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）
    神戸大学リポジトリ（Kernel）へのリンク

  • 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）

  • 茂木 誠拓, 古池 謙人, 東本 崇仁, 堀口 知也, 平嶋 宗
    対話において話し手と聞き手の背景知識が異なる場合，主張のすれ違いが発生する．本研究では，すれ違いの事例を提示し，その原因となる背景知識を学習者に組み立てさせる演習を提案し，背景知識を推定する能力の育成を目指す．また，背景知識を事実や規則として構造化することで，主張の導出機能と，導出過程の可視化機能を実装した．本機能により，背景知識の相違によって導出される主張が異なることの理解を促進する．
    一般社団法人 人工知能学会, 2021年06月, 人工知能学会研究会資料 先進的学習科学と工学研究会, 92, 06, 日本語

  • 茂木 誠拓, 古池 謙人, 東本 崇仁, 堀口 知也, 平嶋 宗
    一般社団法人 人工知能学会, 2021年03月, 人工知能学会研究会資料 先進的学習科学と工学研究会, 91, 16, 日本語

  • 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) (4), 日本語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Yuki Kato, Koji Murai, Tomoya Horiguchi, Namiko Morishita, Masaki Fuchi
    2020年09月, Transactions of Navigation, 5(2) (2), 47 - 53, 英語
    [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) (5), C - J82_1-17, 日本語
    [査読有り]

  • Kento Koike, Tomohiro Mogi, Takahito Tomoto, Tomoya Horiguchi, Tsukasa Hirashima
    Springer, 2020年, HCI International 2020 - Late Breaking Papers: Interaction, Knowledge and Social Media - 22nd HCI International Conference, 151 - 162
    [査読有り]
    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) (3), 190 - 202, 日本語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Horiguchi, T., Masuda, T., Tomoto, T., Hirashima, T.
    2019年03月, Research and Practice in Technology Enhanced Learning, 14(6) (6), 6 - 6, 英語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）
    神戸大学リポジトリ（Kernel）へのリンク

  • Proposal of an adaptive programming-learning support system utilizing structuralized tasks
    Kento Koike, Takahito Tomoto, Tomoya Horiguchi, Tsukasa Hirashima
    Asia-Pacific Society for Computers in Education, 2018年11月, ICCE 2018 - 26th International Conference on Computers in Education, Workshop Proceedings, 278 - 287, 英語
    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
    Springer, 2018年, Human Interface and the Management of Information. Information in Applications and Services - 20th International Conference, 288 - 299
    [査読有り]
    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
    Springer, 2018年, Human Interface and the Management of Information. Information in Applications and Services - 20th International Conference, 266 - 277
    [査読有り]
    研究論文（国際会議プロシーディングス）

  • 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) (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 of 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）

  • HORIGUCHI Tomoya, MASUDA Tetsuhiro, TOMOTO Takahito, HIRASHIMA Tsukasa
    Springer, 2018年, Proceedings of 19th International Conference on Artificial Intelligence in Education (AIED2018), 139 - 144, 英語
    [査読有り]
    研究論文（国際会議プロシーディングス）

  • HORIGUCHI Tomoya, MASUDA Tetsuhiro
    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
    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) (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
    人工知能学会, 2016年08月, 人工知能学会論文誌, 31(4) (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) (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
    人工知能学会, 2015年05月, 人工知能学会全国大会（第29回）論文集, 29, 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
    人工知能学会, 2015年03月, 人工知能学会研究会資料, 73, 61 - 66, 日本語
    研究論文（研究会，シンポジウム資料等）

  • Experimental evaluation of error-based simulation for dynamics problems in science class at junior high school
    Tomoya Shinohara, Isao Imai, Takahito Tomoto, Tomoya Horiguchi, Atsushi Yamada, Sho Yamamoto, Yusuke Hayashi, Tsukasa Hirashima
    Asia-Pacific Society for Computers in Education, 2015年, Workshop Proceedings of the 23rd International Conference on Computers in Education, ICCE 2015, 265 - 270, 英語
    研究論文（国際会議プロシーディングス）

  • Experimental use of error-based simulation for dynamics problems in national institutes of technology
    Tomoya Shinohara, Takahito Tomoto, Tomoya Horiguchi, Atsushi Yamada, Sho Yamamoto, Yusuke Hayashi, Tsukasa Hirashima
    Asia-Pacific Society for Computers in Education, 2015年, Work-In-Progress Poster - Proceedings of the 23rd International Conference on Computers in Education, ICCE 2015, 13 - 15, 英語
    研究論文（国際会議プロシーディングス）

  • 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）

  • Horiguchi Tomoya, Tomoto Takahito, Hirashima Tsukasa
    In science education, conventional problem practice hardly helps students reach "conceptual understanding" with which they can solve various problems by making appropriate models of target systems. Students often superficially read the solution of a problem and apply it wrongly to others without understanding the model. It is difficult to teach how to make appropriate models because model-making expertise includes a lot of implicit knowledge. In this paper, we propose a general framework for systematically describing such knowledge, which makes it possible not only to explain various models and the difference between them but also to design/sequence a set of problems appropriate for promoting conceptual understanding. Our framework was proved useful through a preliminary experiment in which the explanations generated based on our framework promoted subjects' (15 graduates and undergraduates) conceptual understanding in mechanics. The framework can be the basis for designing intelligent tutoring systems which explicitly help students reach conceptual understanding.
    World Scientific Publishing Company, 2015年, Research and Practice in Technology Enhanced Learning, 10(1) (1), accepted - 2, 英語, 国際誌
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）
    神戸大学リポジトリ（Kernel）へのリンク

  • 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) (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
    教育システム情報学会事務局, 2013年01月, 教育システム情報学会誌, 30(1) (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）

  • Error-based simulation in concept mapping for learning about meaning of class structure
    Takahito Tomoto, Isao Imai, Tomoya Horiguchi, Tsukasa Hirashima
    National Institute of Education, Nanyang Technological University, 2012年, Work-in-Progress Poster (WIPP) Proceedings of the 20th International Conference on Computers in Education, ICCE 2012, 9 - 11, 英語
    研究論文（国際会議プロシーディングス）

  • Tomoya Horiguchi, Tsukasa Hirashima, Kenneth D. Forbus
    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
    人工知能学会, 2011年07月, 人工知能学会研究会資料, 62, 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
    人工知能学会, 2010年06月, 人工知能学会全国大会（第24回）論文集, 24, 1 - 4, 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) (4), 329 - 338, 日本語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • Horiguchi Tomoya, Hirashima Tsukasa
    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
    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
    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）

  • 堀口 知也, 今井 功, 東本 崇仁, 平嶋 宗
    中学理科において,Error-based Simulation (EBS)を用いて力学を学習させる授業実践を行った.EBSとは生徒の誤答が正しいと仮定したときの対象系の振る舞いを模擬するシミュレーションである.事前/事後/遅延テストの結果,EBSは生徒の問題解決における達成度の大きな改善をもたらし,その効果は3ヶ月後も持続した.また,生徒は授業時とは異なる問題の解決においても高い達成度を示し,概念的理解が起こっていることが示唆された.
    日本教育工学会, 2008年12月, 日本教育工学会論文誌, 32巻Suppl.号, pp.113-116, 113 - 116, 日本語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • 今井 功, 東本 崇仁, 堀口 知也, 平嶋 宗

    This paper reports on the practice of a lesson in a junior high school in which Error-based Simulation (EBS) was used to help students learn elementary mechanics. EBS simulates the motion of a mechanical system assuming that studentsﾕ erroneous solutions were correct. EBS has been proved to be effective in laboratory experiments. Twenty-four students participated in the lesson lasting 110 minutes 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 as follows: (1) Through the highly motivating lesson activities, the students discovered the knowledge of mechanics by themselves, (2) It was highly effective in improving the studentsﾕ performance in solving mechanics problems. Furthermore, this improvement was maintained, and (3) the usability of the system proved sufficient for practice in classroom lessons. These results are encouraging for the practical use of EBS in junior high school lessons.

    教育システム情報学会, 2008年09月, 教育システム情報学会誌, Vol.25, No.2, pp.194-203(2) (2), 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(2) (2), 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
    ある現象の理解を深める際,現象のシミュレーションであるMW (MicroWorld)を用いて現象を擬似体験させることは有用であるとされている.また,あるMWを体験し理解させるだけでなく,そのMWから徐々に複雑なものへと移行していくことで,複雑な現象の理解へとつなげていくICM (Increasingly Complex Microworld)のアプローチは効果的であるとされている。これまで,ICMに基づく様々な学習環境が開発され,有用性の検証も行われている.しかし,従来の研究では,固定的なMW系列を用意するものがほとんどであり,適応性において問題があった.本論文では,適応的な制御において重要な課題である(1)移行という観点からのMW間の関係記述,(2)移行に伴い発生する学習者にとって克服すべき課題の抽出とその対応への支援,に対する一つの解決手法として(a)個々のMWの特徴及びMW間の関係を記述する枠組みとしてマイクロワールドグラフを提案し,この枠組みに基づいて,(b)隣接する二つのMW間の移行に伴う課題(タスク)を抽出する機能,及びそれに関する説明を生成する機能の実現手法を述べる.
    一般社団法人電子情報通信学会, 2008年02月, 電子情報通信学会論文誌, J91-D, No.02, pp.303-313(2) (2), 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
    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) (2), 83 - 94, 日本語
    [査読有り]
    研究論文（学術雑誌）

  • 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) (0), 2E43 - 2E43, 日本語

  • A Classroom Practice of Error-Based Simulation as Counterexample to Students' Misunderstanding of Mechanics
    Tomoya Horiguchi, Isao Imai, Takahito Toumoto, Tsukasa Hirashima
    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）

  • Learning Environment for Designing Physics Experiment: DEEP
    Toumoto Takahito, Horiguchi Tomoya, Hirashima Tsukasa, Takeuchi Akira
    IOS Press, 2006年11月, Proc. of ICCE2006 DSC Paper, pp.659-660, 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
    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
    Japanese Society for Artificial Intelligence, 2006年, 人工知能学会論文誌, 21(6) (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
    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
    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）

  • 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

  • A simulation-based learning environment assisting scientific activities based on the classification of 'surprisingness'
    T Horiguchi, T Hirashima
    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）

  • 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, 人工知能学会論文誌 = Transactions of the Japanese Society for Artificial Intelligence : AI, 17, 462 - 472, 日本語

  • PCA: Simulating erroneous equations for error-visualization
    T Horiguchi, T Hirashima
    2002年, INTERNATIONAL CONFERENCE ON COMPUTERS IN EDUCATION, VOLS I AND II, PROCEEDINGS, 552 - 556, 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
    Springer Verlag, 2001年, Lecture Notes in Computer Science (including subseries Lecture Notes in Artificial Intelligence and Lecture Notes in Bioinformatics), 2253, 468 - 474, 英語
    研究論文（国際会議プロシーディングス）

  • Error-visualization by error-based simulation considering its effectiveness - Introducing two viewpoints
    T Horiguchi, T Hirashima, A Kashihara, J Toyoda
    1999年, ARTIFICIAL INTELLIGENCE IN EDUCATION, 50, 421 - 428, 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 by Error-Based Simulation and its management
    T Hirashima, T Horiguchi, A Kashihara, J Toyoda
    1997年, ARTIFICIAL INTELLIGENCE IN EDUCATION, 39, 450 - 457, 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 Hiroshima, Akihiro Kashihara, Jun'ichi Toyoda
    Elsevier, 1995年, Advances in Human Factors/Ergonomics, 20(C) (C), 833 - 838, 英語
    研究論文（学術雑誌）

■ MISC
  • プログラミングを対象としたサブゴール学習支援における振る舞い可視化の効果
    古池謙人, 東本崇仁, 堀口知也, 平嶋宗
    2024年12月, 情報通信学会技術研究報告, 124(306) (306), 27 - 34

  • Error-based Simulationにおける学習者の誤りと力の因果関係に基づく補助問題自動生成システムの授業実践のテスト結果の分析
    相川野々香, 前田新太郎, 茂木誠拓, 古池謙人, 東本崇仁, 林健彦, 今井功, 堀口知也, 平嶋 宗
    2024年08月, 教育システム情報学会全国大会講演論文集, 255 - 256

  • EBSにおける力の因果関係に基づく補助問題自動生成システムの授業実践の結果の分析
    相川野々香, 前田新太郎, 茂木誠拓, 古池謙人, 東本崇仁, 林健彦, 今井功, 堀口知也, 平嶋宗
    2024年03月, 人工知能学会第100 回先進的学習科学と工学研究会資料, 30 - 35

  • VR型及び従来型操船シミュレータにおける状況認識および意思決定に関する学習効果の違いについて
    西村和真, 平野学志, 堀口知也
    2023年08月, 第48回教育システム情報学会全国大会論文集, 127 - 128, 日本語
    研究発表ペーパー・要旨（全国大会，その他学術会議）

  • 論理的推論の習得を指向した学習支援システムに関する研究
    小橋明生, 堀口知也, 平嶋宗
    2023年07月, 第98回人工知能学会先進的学習科学と工学研究会資料, 13 - 18, 日本語
    研究発表ペーパー・要旨（全国大会，その他学術会議）

  • 論理的推論の習得を指向した学習支援システムの設計・開発
    小橋明生, 堀口知也, 平嶋宗
    2022年11月, 第96回人工知能学会先進的学習科学と工学研究会資料, 1 - 5, 日本語

  • VR型及び従来型操船シミュレータにおける文脈の有無が状況認識に与える影響
    平野学志, 山田匠馬, 堀口知也
    2022年08月, 第47回教育システム情報学会全国大会論文集, 95 - 96, 日本語

  • VR型及び従来型操船シミュレータにおける視覚情報の違いが大型船の衝突判断に与える影響
    日野浦聖也, 山田匠馬, 堀口知也
    2022年08月, 第47回教育システム情報学会全国大会論文集, 93 - 94, 日本語

  • 力学を対象とした誤りに基づく問題提示システムを用いた授業実践におけるテスト結果の分析
    相川野々香, 前田新太郎, 茂木誠拓, 古池謙人, 東本崇仁, 今井功, 堀口知也, 平嶋宗
    2022年, 電子情報通信学会技術研究報告(Web), 122(241(ET2022 30-39)) (241(ET2022 30-39))

  • 力学における学習者の誤りに適応的な問題提示システムの授業実践の報告
    相川野々香, 前田新太郎, 茂木誠拓, 古池謙人, 東本崇仁, 今井功, 堀口知也, 平嶋宗
    2022年, 教育システム情報学会全国大会講演論文集(CD-ROM), 47th

  • すれ違いの解消スキル育成を指向した学習支援システムの提案—Proposal of Learning Support System for Improving Skills of Solving Miscommunication
    茂木 誠拓, 古池 謙人, 東本 崇仁, 堀口 知也, 平嶋 宗
    東京 : 人工知能学会, 2021年03月, 先進的学習科学と工学研究会, 91, 99 - 104, 日本語

  • すれ違いの解消スキル育成を指向した学習支援システムの提案
    茂木誠拓, 古池謙人, 東本崇仁, 堀口知也, 平嶋宗
    2021年, 人工知能学会先進的学習科学と工学研究会資料, 91st

  • すれ違いの解消を指向した背景知識を推定する能力を育成する学習支援システムの開発
    茂木誠拓, 古池謙人, 東本崇仁, 堀口知也, 平嶋宗
    2021年, 人工知能学会先進的学習科学と工学研究会資料, 92nd

  • 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) (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）

  • 振舞いを可視化することによるプログラミング学習支援システムの開発
    古池謙人, 茂木誠拓, 東本崇仁, 堀口知也, 平嶋宗
    2020年, 日本感性工学会大会(Web), 22nd

  • 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, 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) (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) (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) (3), 283 - 284, 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) (335), 13 - 18, 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

  • 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

  • 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) (58), 366 - 366, 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

  • 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

  • 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

  • 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

  • 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

  • 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) (3), 43 - 48, 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

  • 「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(3) (3), 178 - 185, 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) (48), 37 - 42, 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

  • 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) (1), 121 - 122, 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

  • 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) (3), 364 - 376, 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

  • 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

  • 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) (6), 31 - 38, 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) (23), 7 - 12, 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

  • 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) (2), 285 - 296, 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) (17), 44 - 49, 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) (61), 9 - 16, 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) (28), 8 - 13, 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) (16), 89 - 90, 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

  • 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) (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), 1 - 8, 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) (14), 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
  • 算数文章題における情報不備の完備化としての作問演習システムの開発と評価
    平嶋 宗, 堀口 知也, 林 雄介, 前田 一誠
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 基盤研究(C), 広島大学, 2023年04月01日 - 2026年03月31日
    本研究では，算数文章題に対する学習者のより深い理解を促すために，学習者自身が文章題に含まれている情報を明示的・操作的に吟味することが必要となる課題の設計・開発と，その評価を試みるものである．たとえば「筆箱1個に鉛筆が5本入っています．筆箱が3個あります．筆箱1個の値段はいくらですか（不備問題）」といった問題に対して，５×３＝１５という答えが現れやすいことが知られている．問題に与えられている情報から，５×３＝１５を実行可能であるが，これは鉛筆の本数を求めるものであり，筆箱1個の値段を求めているわけではない．一般に学習者が取り組む問題は，必要十分は情報で構成されているため，情報の吟味が十分なされないことが多い．前述のような問題に対して学習者が情報を吟味し，必要な情報が欠落していることの検出と，所与の情報として「筆箱3個の値段」を追加する，あるいは，求答の情報を「鉛筆全部の本数」に置き換える，といった問題を解けるように変更する操作（完備化）を学習者に課題化することが本研究の目指すところである．このような算数文章題に対する情報の操作（欠落，補完，変更）を定式化するために，算数文章題が1回の演算で解ける単位問題の連結として構成されていることに着目し，個々の単位問題を構成する三つの量（二つの存在量と一つの関係量で構成される）の関係を図式化した二重三角図を提案し，この利用可能性について調査を進めている．現時点で，この二重三角図が，文章題を構成する量間の関係理解に貢献すること，小学校での利用の試みを通して，5年生であれば利用可能であることが分かっている．これらの調査結果については，一部をすでに学会発表しており，さらに，追加の学会発表も予定している．これらの結果を踏まえたシステム化を今後行っていく予定となっている．

  • 類推に基づく知識の一般化を指向した問題演習システムの開発
    堀口 知也, 平嶋 宗, 東本 崇仁
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 基盤研究(B), 神戸大学, 2021年04月01日 - 2025年03月31日
    対象領域の深い理解を達成する上で有効とされる「例からの学習」では，解法を概念・原理と結びつける問題スキーマ，例題間の共通点・相違点を一般化する汎化スキーマを獲得することが重要である．先行研究では，これらを支援するために「説明生成器」及び「問題系列生成器」を開発し，それらが問題スキーマの獲得に貢献することを実験的に確認したが，汎化スキーマの獲得には不十分との知見も得られた．これは，汎化スキーマ獲得の中心となる類推及び知識の一般化が大きな負荷を伴う認知過程であることによる．そこで本研究では，学習者の認知負荷の軽減を指向して，(1)問題構造を可視化・操作可能化し，(2)問題比較と知識の一般化をより直接的に支援する「類推マップ」を開発し，その有用性を検証する．これによって，「例からの学習」を十全な汎化スキーマの獲得に結びつけるための支援方法を確立することを目的としている． 2023年度は，まず，類推マップによる「問題照合（比較）」支援が学習者の知識構築にどのように貢献するかを検証するための学習実験（2022年度実施予定であったがコロナ禍により順延）を実施した．実験の結果，基本的な解法習得のみで解ける問題では，類推マップ使用群と非使用群の間に有意な差は見られなかったが，解法を自身で見極める必要のある発展問題では，前者は後者よりも高い学習ゲインを示した．また，問題間の高次の共通点・相違点を記述した学習者ほど，発展問題で高いパフォーマンスを示し，またインタビューにおける発話内容の質が高かった．これらの結果は，類推マップが知識構築において有用であることを示唆するものと考えられる． 次に，上記と並行して，「知識の一般化の支援機能」の設計を行ったが，上記実験の順延のため基本設計段階に留まり，プロトタイプの実装までには至らなかった．

  • 類推に基づく知識の一般化を指向した問題演習システムの開発
    堀口 知也, 平嶋 宗, 東本 崇仁
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業 基盤研究(B), 基盤研究(B), 神戸大学, 2021年04月 - 2025年03月

  • 概念マップ相互再構成法を用いた協調的知識構築環境の設計・開発
    平嶋 宗, 堀口 知也, 東本 崇仁, 林 雄介, 山元 翔, 前田 一誠
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 基盤研究(B), 広島大学, 2019年04月01日 - 2022年03月31日
    本研究では，概念マップ相互再構成法を用いたオンライン利用可能な協調的知識構築環境の設計・開発と，実験的評価を行った．概念マップ相互再構成法は，複数の学習者がそれぞれ同時の概念マップを作成し，それを互いに交換して再構成を行い，再構成されたマップと元のマップとの差分を抽出することで，互いの理解の差分が可視化されるとするものであり，議論の活性化に効果的であることが分かっている．本研究では，概念マップ相互再構成法をオンライン上で複数人によって同期的に実施可能にする環境を設計開発し，協調的知識構築における有効性を通常の概念マップ作成との比較で検証した．

  • 堀口 知也
    科学研究費補助金／基盤研究(B), 2017年04月 - 2021年03月, 研究代表者
    競争的資金

  • 算数文章題を対象とした構造的理解の支援に関する研究
    平嶋 宗, 堀口 知也, 東本 崇仁, 林 雄介, 山元 翔
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 基盤研究(B), 広島大学, 2015年04月01日 - 2019年03月31日
    言語的記述を数学的記述に変換して未知の数量を求める課題として算数・数学の文章題を定義することができる．この算数・数学の文章題は，数学の活用能力を養う上で必須の学習課題であるとともに，多くの学習者にとって数学の学習そのもの以上に難しさが存在していることが確認されている．本研究では，この難しさの原因は，記述の変換過程がブラックボックス化されていることであると捉え，そのホワイトボックス化と，ホワイトボックス化した過程を学習者が探索的に実行できるようした学習環境を設計開発を行った．さらに，この学習環境を実践的に利用し，有効であることを確認した．

  • 堀口 知也
    学術研究助成基金助成金／挑戦的萌芽研究, 2016年04月 - 2019年03月, 研究代表者
    競争的資金

  • 堀口 知也
    科学研究費補助金／基盤研究(B), 2014年04月 - 2017年03月, 研究代表者
    競争的資金

  • 堀口 知也
    学術研究助成基金助成金／挑戦的萌芽研究, 2014年04月 - 2016年03月, 研究代表者
    競争的資金

  • 「力と運動」教育方法の抜本的改善のための因果推論理論
    溝口 理一郎, 平嶋 宗, 堀口 知也
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 挑戦的萌芽研究, 北陸先端科学技術大学院大学, 2013年04月01日 - 2015年03月31日
    現在，学校における力学教育は方程式偏重の方針が採用されている結果，生徒達が持つ自然な直感と遠い不自然な教育となり，子供達の物理嫌いを招く一因となっている．この状況を是正するために，生徒達の因果理解を素直に導く新しい教育カリキュラムを構築することを目的として，力と運動の因果推論のための新しい理論を構築した．そして，人間の直観と親和性のある因果推論（因果理解）に沿って一貫性のある思考で，中学，高校で学ぶべき力と運動の諸現象を理解，説明できるように指導する教育のアウトラインを開発した．更に，高校までの力と運動に関する正しい因果的説明を自動生成できる世界初の汎用シミュレータを構築した．

  • キットビルド概念マップに基づく知識構築支援に関する研究
    平嶋 宗, 堀口 知也, 東本 崇仁, 舟生 日出男, 梅津 孝信
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 基盤研究(B), 広島大学, 2012年04月01日 - 2015年03月31日
    キットビルド概念マップを用いた知識構築支援システムの作成とその評価を試みた．まず，キットビルド概念マップの実践的な利用を通して，マップ構築における誤りの収集分析を行った．実践的利用としては，小学校理科，中学校社会，大学社会学，を扱った．これらの収集に基づいて，概念マップにおける誤りに対する支援方法を実装し，実験的な評価を行った．誤接続リンクに対する支援により，マップのサイズと完成度を上げることができること，教材に関しての深い理解を促す上では，未接続リンクに対する支援が有効であること，が分かった．

  • 思考実験型反例を用いた概念変容促進に関する研究
    平嶋 宗, 堀口 知也, 東本 崇仁
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 挑戦的萌芽研究, 広島大学, 2010年 - 2011年
    本研究では,学習者の犯した誤りに対して,その誤りを仮に正しいとした場合に推論しうるおかしな現象(思考実験型反例)を提示することで,その誤りに対する概念的な修正(概念変容)を促す仕組みの設計と実験的な評価を試みた.より具体的には,力学の抗力に関する誤概念に関する思考実験型反例の生成システムと,動物や植物に関する分類木の誤りに対する思考実験的反例の生成システムを設計・開発した.実験的な利用の結果,誤りの修正効果が確認できた.

  • キットビルド方式による概念マップのインタラクティブ化に関する研究
    平嶋 宗, 舟生 日出男, 堀口 知也, 福永 良浩
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 基盤研究(B), 広島大学, 2009年 - 2011年
    診断可能な概念マップの実現のために,作成目標となるゴールマップの設定と,その分解による部品化,およびその部品の組み立てとしての概念マップの構成の枠組みをキットビルド方式として定式化し,この枠組みの実装および実験的評価を行った.また,小学校の理科を対象として実践的利用も試み,ゴールマップの作成可能性,部品からのマップの作成可能性,作成されたマップの診断可能性を検証し,また,学習効果が得られることも確認した.

  • 堀口 知也
    学術研究助成基金助成金／基盤研究(C), 2011年, 研究代表者
    競争的資金

  • 堀口 知也
    科学研究費補助金／基盤研究(C), 2008年, 研究代表者
    競争的資金

  • 堀口 知也
    科学研究費補助金／基盤研究(C), 2005年, 研究代表者
    競争的資金

  • 田中 直樹
    科学研究費補助金／基盤研究(C), 2005年
    競争的資金

  • 仮想実験環境における仮説・検証を補助する思考実験シミュレータ
    平嶋 宗, 堀口 知也
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 特定領域研究, 2003年 - 2004年
    本研究では,仮想実験環境における仮説・検証を補助する思考実験シミュレータの設計・開発を試みた.このシミュレータを構成する三つのモジュール,(1)仮説解釈器,(2)ロバストシミュレータ,(3)教育的評価器,のうち,学習者の誤った仮説を真とした上でのシミュレーションを実行するロバストシミュレータについては,前年度までに実現していたので,本年度においては,残りの(1)仮説解釈器,と(3)教育的評価器,を高校程度の力学を具体的な対象領域として実現を目指して,その基本設計とプロトタイプの作成を行った.仮説解釈においては,まず学習者に力学系を与え,グラフィカルツールを用いてその力学系についての定性モデルを作成させ,それを仮説として定性方程式化する機能が実現されている.入力された方程式に基づいてロバストシミュレータがシミュレーションを行うが,方程式が誤っていた場合には,方程式の表す制約集合(全体系)から,互いに矛盾しない全ての部分集合(部分系)を取り出し,その部分系の範囲でシミュレーションを行う.このため,複数のシミュレーション結果が出力されることになる.出力された複数の結果を教育的観点から評価し,学習者に仮説の誤りに気づかせ,その誤りの修正へと導くために有用な情報を含んでいると判断できるものだけを学習者に提示する機能が,教育的評価器として設計された.

  • 発見的な知識の構成を支援する仮想実験環境の構築
    堀口 知也
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 若手研究(B), 神戸大学(海事科学部), 2002年 - 2003年
    研究計画に基づき,仮想実験環境を構成する主要モジュールである,1a)仮説生成器,2a)実験計画器,1b)仮説入力インターフェース,2b)実験計画インターフェニスの設計と実装を行った.仮説生成器は,対象系において成立する定性的・定量的制約の集合(あらかじめ与えておくから,観測(既知)事実を説明できる部分集合を求める能力を持つ.実験計画器は,仮説を説明するために必要な事実を推論する能力を持つ.また,対象系においてしばしば現れる定性的・定量的制約の組み合わせを抽出し,「モデルグラフ」(各ノードがモデル(制約の1つの組み合わせ)に,その間のエッジが仮説(モデル)の切り替えに対応する)として記述しておくことにより,推論の効率化を実現した.インターフェースとしては,初等力学を例として,概念マップ.(意味ネットワーク)の形で仮説・実験計画を入力できるものを実装した. これらのモジュールを,平成14年度に作成した仮想実験シミュレータおよび可視化モジュールと統合し,発見学習を支援する仮想実験環境のプロトタイプを作成した.現在は,初等力学のいくつかの例題を対象として動作しているが,汎用的な設計のため,他の領域(電気回路,熱力学等を検討中)に対しても使用可能である.学習効果の検証は今後の課題であるが,予備実験の結果では,システムの助言は被験者によって有効であると評価され,システムの生成したシミュレーションを観察した被験者の多くが適切に誤りを認識するという,良好な結果が得られている.

  • 知的仮想実験環境の部品化と部品データベースの構築
    平嶋 宗, 堀口 知也, 國近 秀信, 竹内 章, 山本 秀樹, 稲葉 晶子
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 基盤研究(B), 九州工業大学, 2001年 - 2003年
    本年度においては,前年度までの研究成果を踏まえて,(1)部品データベースの整備,(2)部品作成用および知的仮想実験環境組み立て用オーサリングツールの構築,(3)知的仮想実験環境の作成実験を行った. 部品データベースの整備に関しては,前年度までに作成してきたオントロジーと部品データベースに基づいて,知的仮想実験環境を部品化し,それらを検索可能な部品として登録してゆく. 部品作成用および知的仮想実験環境組み立て用オーサリングツールの構築としては,部品データ ベースに登録した複数の部品から,新しい部品を作成するための支援環境を実現する.さらに,その際に用いられた部品とその結合関係より,新しく作られた部品のインデックスを半自動的に作成する機能も作成する.知的仮想実験環境についても,複数の部品から作られた部品として取り扱い,構成部品の検索,および可能な結合関係の提示による作成支援と,インデックスの半自動作成のプロトタイプを実現した. さらに,作成してきた知的仮想実験環境の作成支援環境を用いることで,知的仮想実験環境の作成が容易になるかどうか,および,この環境を通して,必要とする仮想実験環境を検索することが可能になるかどうかについての評価実験を実施し,ある程度の有効性があることが確認された.

  • 仮想実験環境の高度化を指向した思考実験シミュレータ
    平嶋 宗, 堀口 知也
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 特定領域研究, 九州工業大学, 2002年 - 2002年
    自然への知的好奇心や探究心を高め,論理的思考能力や創造性を伸ばす上で,「実験を通した学習」の有効性が広く認められている.仮想実験環境とは,計算機上に仮想的な実験環境を構築し,より安全かつ手軽に,またより多くの学習者が主体的に実験に参加できるようにすることを目指して研究されているものである.平成14年度においては,仮想実験環境を構成するモジュールの一つである「思考実験シミュレータ」のプロトタイプを実現した.この「思考実験シミュレータ」では,学習者の仮説を入力として,生起する現象をその仮説に基づいて予測し,その推論過程と生起する現象を学習者に可視化する機能を実現している.この際,学習者の立てた誤った仮説に基づいて,ありえない現象を予測し,またその現象を可視化することによって学習者に仮説の誤りに気づかせることを狙っている点が特色となる. 本思考実験シミュレータは,実験の対象を力学系とした上で,(1)仮説入力インタフェイス,(2)定性的因果推論モジュール,(3)可視化モジュール,により構成されている.仮説入力インタフェイスにおいては,学習者が入力できる仮説を,対象となる力学系において観測可能なパラメータの定性的振る舞い間の因果関係のみに制限している.定性的因果推論モジュールでは,予め力学系についての因果関係モデルを用意しておき,そのモデルに対して学習者の仮説を追加することにより,学習者の仮説を反映した現象の予測を行う.可視化モジュールは,さらに,(a)推論過程可視化機能,と(b)現象可視化機能,により構成している.

  • 仮想実験環境における定性推論の技法を用いた誤りの可視化とその制御
    堀口 知也
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 奨励研究(A), 神戸商船大学, 1998年 - 1999年
    知的教育支援システム研究分野では,計算機上に構築された仮想実験環境内での挙動シミュレーションを用いて,様々な物理概念を説明する機能の実現が,近年の重要な課題となっている.本研究の目的は,学習者が誤った物理概念を有する場合に,その発見・修正を支援するシミュレーションの生成・提示の枠組みの提案である. 第1年度は,学習者の誤りを反映した挙動シミュレーションの生成法を提案・実装し,シミユレ一ション上のおかしな動きが予想と異なるとき,誤りへの気づきが生起することを確認した.シミュレータの設計においては提示された現象が予想される現象と「速度」において定性差を持つ場合に差異を認識できるという条件を仮定しこれに基づいて可視化効果を診断する機能を実現した.定性推論機構(QSlM)による自動化が実現されている. 第2年度は,シミュレータの扱える誤りの範囲を拡大するため,提示された現象と予想される現象との定性差が「速度」のみならず「速度の変化率」の場合にも効果的であると仮定し,可視化効果の診断機能を拡張した.定生推論機構(DQ解析)による自動化が実現されている.また,可視化効果の診断条件を検証するための認知実験を,専用に設計されたシミユレータを用いて行い,仮説を裏付ける結果を得た. 設計・構築されたシミュレーション制御システムは,人間の観察者による検証実験により,その効果が確認された.本研究により,シミュレーションを用いた仮想実験環境の,教育効果を考慮した運用法に関する指針が得られたと考える.また,人間の運動視に関する,有益な認知的知見も得られた.研究成果は,別掲の雑誌掲載論文,国際会議発表論文などにより公表されている.

  • 仮想実験環境における定性推論の技法を用いた認知的葛藤の制御
    豊田 順一, 稲葉 晶子, 松田 憲幸, 柏原 昭博, 堀口 知也, 平嶋 宗
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 基盤研究(B), 大阪大学, 1997年 - 1999年
    近年,知的教育支援システムの研究において,学習者の能動的な学習を促進するための内発的動機づけの重要性が指摘されている.学習者の予想と異なる現象を提示することによる認知的葛藤の喚起は,このための有効な手段である.本研究の目的は,挙動シュミレーションを用いて認知的葛藤を喚起する手法を確立することである.認知的葛藤を引き起こすための条件の同定,およびそのようなシュミレーションの生成・制御法が求められる. 第1年度は,学習者の誤りを反映した挙動シュミレーションの生成法を提案・実装し,そのようなシュミレーションにおけるおかしな動きが予想と異なるとき,認知的葛藤が生起することを確認した.シュミレータの設計においては,想定する学習者の誤りの種類に妥当な制約を加えることによって,自動化を実現した. 第2年度は,提示された現象が予想と異なると感じられるための条件を同定し,これに基づいてシュミレーションの可視化効果を診断する機能を実現,検証した.定性的要因に注目した診断条件の定式化と,定性推論による自動化が実現されている.取り扱える誤りの範囲を拡大するため,メタファー使用時の効果の検討も併せて行った. 第3年度は,シュミレーション生成時に用いられる表現手法(種々のメタファーなど)が,認知的葛藤の喚起に与える影響を測定し,これを考慮したシュミレーションの制御システムを構築した.可視化効果に関わる諸要因と,その表現手段に関わる諸要因とを分離し,各々がシュミレーションの教育効果を構成するメカニズムを明らかにすることにより(各々,認知実験によって検証された),統合的なシュミレーション環境を実現した. 本研究により,シュミレーションを用いた学習環境の,教育効果を考慮した運用法に関する指針が得られたと考える.研究成果は,別掲の雑誌掲載論文,国際会議発表論文などにより公表されている.

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