Web-Based Mathematical Learning Material Automatic Generation System for Economical Optimization Problems

近年の大学教育におけるWeb 教材利用の拡大は顕著であるが，他方，そのWeb 教材作成の手間及び専門知識の習得に時間が掛かり，教育現場の問題となっている。我々は，XML，XSLT などのセマンティックWeb の技術を用いて教材の自動生成をはかり，この問題を解決しようと考え，e-Math システムEBL バージョンを開発している。本システムの特長は，教師が最低限の，文章題に関するメタレベル記述を記載し，それをシステムに入力すると，自動的にXML ファイルが生成され，指定のXSLT を通してWeb ブラウザ上に教材が表示される点である。一般に数学教材のWeb 化は，数式の生成表示が困難なため，他のWeb 教材に比較して困難と言える。その問題を解決するため，本システムでは数式処理システムMaple 及び，数式表現生成システムEquation Server を利用している。これらの機能により，教師は数学の細かい計算及び，その数式表現のWeb 化に伴う煩雑な作業から解放され，さらに，コンピュータ知識がない教師でも仮想キャラクタを用いた学生との会話機能をもつWeb 教材が自動生成可能となった。本論文では，学生の視点からの本システム利用方法，及び，教師の視点からの教材作成方法を説明した後，本システムの構成と機能を概説する。また，本研究のロードマップと関連研究についても言及する。Today, an increasing number of universities use distance learning systems by using World Wide Web. However, there exists a cost problem for teachers to develop learning materials. It takes a lot of time, practice, and devotion for teachers. To solve the problem, we have developed an automatic generation system which is called e-Math EBL version. The system automatically generates mathematical learning materials using the Semantic Web technologies such as XML and XSLT. The teacher has to only to write the minimum information of the target problem as a meta-level description file. The system then executes the remaining material generation transactions, which includes generation and displaying XML files through XSLT stylesheets. In general, it is more difficult to develop mathematical Web contents. The reasons are (1) it takes a lot of time to represent mathematical expressions, and (2) it is difficult to display the mathematical expressions on Web browsers. To solve the problem, our system has used a mathematical software Maple and a mathematical presentation system named Equation Server. As our system invokes these systems as sub modules, any teacher can develop his/her own mathematical Webbased learning materials without other person’s help. Then the teacher would be released from tedious XML programming work to devote his/her energies to more creative work. In this paper, how to learn on the generated learning materials from a student’s viewpoint and how to create the learning materials from a teacher’s viewpoint are explained. Then the system architecture and functions are described. In addition, we will explain this research road map and the current status, and related work to implement our research goals