LOD を活用した歴史の探究的学習支援
LOD-Based Support for Self-Exploratory Learning in History
室谷
大貴 林 佑樹 瀬田 和久
Daiki MUROYA, Yuki HAYASHI, Kazuhisa SETA
大阪府立大学大学院 人間社会システム科学研究科
Graduate School of Humanities and Sustainable Sysetem Sciences, Osaka Prefecture University
Abstract: Self-exploratory learning based on interest is desirable rather than merely memorizing events
in history．The objective of this research is to build a system to support learners in self-exploratory learning of history．The system supports learners with visualizing the relations between time-space and geographical space, and dynamically provides learning materials in accordance with individual learners’ activities．All the support provided by the system generated using the Linked Open Data (LOD) to realize topic-free open-ended learning space. In this paper, we illustrate a current version of LOD based learning environment to support self-exploratory learning in history.
1 はじめに
探究的な学習は，自身の興味・関心に強く動機付 けられる駆動力を伴う学習活動であり，学習者は， 探究的な学習を通して，物事の意味的理解の構成が 促されると考えられている[1]．本研究で対象とする 歴史学習においても，自身が興味のあるイベントや 人物を起点とした探究的学習が駆動遂行されれば， 年代やキーワードを断片的に暗記するのではなく， 歴史の文脈を理解して学習を進めていくといった 意味的理解を伴う歴史学習の遂行が期待される． 歴史分野における意味的理解が伴う学習活動に は，例えば，ある学習者が「第二次世界大戦」（イ ベント）に興味を持ち，それを起点として「誰が第 二次世界大戦に関与していたのだろうか」，「第二次 世界大戦の戦場はどのように推移していったのだ ろうか」といった自身の疑問を探究していき，自身 の歴史的解釈を構築していくような学習活動があ げられる． しかし，そのような学習活動の(1)「自発的遂行」 のハードルは低くは無い．さらに，(2)教科書などの 紙媒体の歴史教材を構成する際には，歴史的時間の 流れに沿った学習教材が，地理的・空間的区分毎に 構成されている．このため，メディアの線形的な流 れに対して，歴史的時間・空間的つながりの構造が 射影されることになる．このような学習教材を活用 して，例えば，「日本」に関する事柄を時系列に沿 って学習していき，次に同年代の「ヨーロッパ」に 関する事柄を学習するような横断的学習を志向す るような場合に，メディア上の順行的流れに対し， 歴史的時間上の遡行が生じるため，そのような横断 的学習の遂行に馴染まない特性が構造的に内包さ れていると言える．したがって，地域横断的な意味 理解が伴う学習活動を実施しようとしてもそのハ ードルは低くはない．加えて，(3)紙媒体の教材と比 べ，物理的に，より自由度の高いデジタル教材を用 いたとしても，学習者の興味・関心を事前に網羅す ることはできないため，学習者の興味に追従できる オープンエンドな学習支援の場が求められる． 本研究では，歴史学習における能動的な学習活動 実施のハードルを低くする学習場の構成を目的と する．すなわち，学習者が興味を持ったイベントに 関わる，地理的，時間的，人物的つながりを可視化 して学習者に提供できるような学習場を構築する ことで，イベント間の因果関係や意味的理解に寄与 する学習者の興味を喚起し，自らの興味に駆動され た能動的な学習活動の活性化を促す仕組みの実現 を目的とする． 本稿では，この仕組みの実現へ向けた初期的試み として，Linked Open Data（LOD）を活用した話題 を限定しないオープンな学習場において，同時期に 発生した各地域のイベント・人物の時空間的なつな がりを可視化し，個々の興味対象に応じた学習リソ ースを動的に提供する探究的学習活動支援システ ムを提案する． 人工知能学会研究会資料 SIG-ALST-B504-042 関連研究
2.1 歴史学習を対象としたシステム
統計資料（年表,地図など）や視覚的表現法（OHP, 画像,動画など）といったコンテンツを有機的に組 み合わせたコンピュータベースの歴史学習教材は， 歴史の文脈理解に向けた学習者の動機づけに繋が ることが知られている[2]． このような歴史の文脈理解の支援を目的として， 歴 史 的 事 象 の 時 空 間 的 関 係 を 可 視 化 す る “TimeMaps”が挙げられる[3]．このツールは，タ イムラインとマップを組み合わせたインターフェ ースを持ち，タイムライン上に表示されている年代 に応じて，その年代の世界地図と各地域の歴史的背 景をテキスト形式で学習者に表示する機能を有し ている． 馬場らは，高等学校の日本史を対象に，史実間の 関連性を視覚的に表示するシステムを提案してい る[4]．ここでは,史実の特徴を分析して，地図上で の適切な表現方法を検討し，史実の視覚化のための RDF/OWL 形式のメタデータスキーマを設計してい る．そして，このメタデータスキーマに基づき，「地 理的な領域の変化」や「推移」といった視覚化手段 を用いて,史実を地図上に表示する機能を実現して いる． 野上らは,具体的な歴史的事象の因果関係から，一 般則としての教訓の発見(learning from history)を促 すことを目的とし，歴史的事象の抽象化支援システ ムを提案している[5]．学習者が選択した歴史的事象 を構成する「イベント」，「人物」の関係性とそれら のプロパティ（権力，土地，お金）の変化（UP/DOWN） を時系列に沿って構造化して表示する機能を有し ている．教材作成者が同型の構造（因果関係）を有 すると考えられるイベントを複数事例組み入れ，学 習者は，これらの構造の共通性から，一般則として の教訓の獲得を試みることができる． これらの歴史学習支援システムでは，学習コンテ ンツとなる知識ベースを予め人手によって作り込 むことで，歴史の文脈理解を促す良質の学習教材が 提供されている．一方で,学習者の興味を網羅的に 把握することは困難であり,探究的学習活動を支援 する文脈では,学習者の興味に応じた学習リソース を動的に提供する仕組みが求められる[6]．2.2
探究的学習支援システム
柏原らは，学習者の主体的学びを重視する立場か ら，ハイパー空間における学習プロセスのリフレク ションを支援するシステムを提案している[7]．必 ずしも系統的に体系化された学習コンテンツでは ないハイパー空間での学びにおいては，学習目標を 見失ってしまい，しばしば学びに行き詰まりが生じ る．そこで，自身が何をどのように学んできたのか という学習プロセスと知識構造の可視化環境を提 供することで，そのような学びの難しさを軽減する 仕組みを実現している．このように，どのような学 習コンテンツにも対応可能な一般性を実現してい る一方で，学習コンテンツの内容を捉えた踏み込ん だ支援の実現には，自然言語処理の困難性に起因す る難しさを抱えている． 本研究は，Jouault らの先行研究で得られた成果に 基づいている．Jouault らは，歴史学習における探究 的学習活動の支援として, Linkd Open Data（LOD） を学習リソースとして利用し,学習コンテンツを動 的に提供するシステムを提案している[8]．ここでは， 歴 史 的 解 釈 を 要 し な い 一 意 な 解 を 持 つ 問 い (shallow question) と歴史的考察を深めるために行 間を読み解く必要のある問い（deep question）を， 学習者自身が構築したコンセプトマップとLOD お よびオントロジーに基づき適応的に提供する機能 を実現している．この研究では，オープンエンドな 学習空間において，学習コンテンツの内容を捉えた 質問生成の仕組みを実現して，それが，歴史的文脈， 理解の深化を促すことに寄与することを確認して いる． Jouault らの研究では，自己調整学習の考えを基礎 に置いた目標志向の学習を促すことを重視してい る．本研究では，より学習者自身の興味に駆動され た学習を重視して，それを促すような情報の可視化， 構造化の仕組みをLOD を活用して実現することを 目指している．
3 歴 史 学 習 コ ン テ ン ツ と し て の
LOD
本研究では，学習コンテンツが，以下の3 つの要 件を満足することが重要であると考えている． (1) 信頼性：学習コンテンツの内容が信頼できる こと． (2) 拡張性：学習者の興味は多様で拡がりがある ため，学習コンテンツを持続的，発展的（内 容の詳細度，範囲の拡大）に拡充できること． (3) 計算機可読性：学習コンテンツの内容，本研 究においては，史実の基本的な情報や，史実 間の関係性を計算機システムが理解できる こと． (1)は，学習コンテンツに求められる最も重要な 要件であることは言うまでも無い．(2)は，2.1 節で述べたように，本研究で対象とす る探究的学びの支援において，学習者の興味に適応 する学習リソースを予め体系化した形で作り込む ことは現実的ではないために満たされるべき要件 である． (3)は，学習者の興味を喚起し，歴史的文脈，つな がりの理解につながる有用な情報提示を実現する ために満たされるべき要件である．
さらに，本研究で目的とする学習者の能動的な歴 史学習を促すためには，指導者が「事実に関する気 付き」を与えるような発問を行うことが重要である とされている[9]．このため，(1)についてはさらに， このような発問に対応する情報（解）が学習リソー スに含まれていること，(3)については，そのよう な情報を提示できる能力がシステムに求められる． これらの要件を満足する学習コンテンツとして， 本研究ではLOD を活用する．
本研究では文献[9]で示されている発問を参考に して，歴史分野で学習者が探究学習を行う際に立て ることが望ましい「問い」を表1 に示している．そ して，これらの問いに対応する情報がLOD として 既に十分に存在することを確認している．さらに， Jouault ら[8]の知見をベースにすることで，これら の問いに対応する情報をシステムが検出して，提示 できると考えている． LOD は，RDF 形式でデータが構造化されている． 図1 に「長篠の戦い」を例としたデータ構造の具体 例 を 示 し て い る ． こ こ で は ， メ タ デ ー タ 「db:commander」により，戦闘に関与した人物とし て，データ「織田信長」，「徳川家康」が「長篠の戦 い」と関係付けられている．それぞれのデータが URI を有するこのようなトリプルの集合として知 識が関連づけられることで，(2)学習コンテンツの持 続的発展・拡充要件が満足されることになる． 本研究では，語彙網羅性・即時更新性に優れた情 報資源であるウェブ百科事典のWikipedia をベース としたLOD である「DBpedia[10]」を利用すること で，学習リソースを動的に生成し，学習者が様々な コンテンツを動的に組み合わせて学習を行えるオ ープンな学習場の構築を試みる．なお，DBpedia を 学習リソースとして利活用することによる学習効 果(このような観点からの(1)信頼性要件)について は，先行研究を通じて既に確認しており[8]，学習コ ンテンツとして利用することに支障はないと考え ている．
4 探究的学習活動支援システム
4.1
システム概要
本研究では，表1 の①，②，③の「問い」に対応 する興味を喚起することで，探究学習を促すシステ ム を JavaScript と ク エ リ 言 語 の 一 種 で あ る SPARQL を用いて構築している．任意の Web ブラ ウザで使用することができるようになっている． 図1: トリプル構造の具体例 表1：歴史探究学習における学習者の「問い」 学習者が立てる「問い」 具体例 ① あるイベントと同時期に他の地域でどの ようなイベントが発生していたのか 関ヶ原の戦いが起こった時代に世界では どのような戦いが起こっていたのか ② 誰がどのような各地のイベントに関与し ているのか 織田信長はどのような合戦に関与してい たのか ③ あるイベントはどのように展開していっ たのか 関ヶ原の戦いはどのように戦地が推移し たのか ④ その結果どうなったのか 関ヶ原の戦いの結果はどのようになった のか ⑤ A と比較して/関連して何が言えるのか 長篠の戦いにおいて織田軍と武田軍の戦 力差から何が言えるかまた，多言語対応とするために，英語版Wikipedia をベースとしたLOD である「DBpedia」に他言語版 Wikipedia を ベ ー ス と し た LOD （ 例 ： DBpedia Japanese など）を統合することにより，本システム が扱う「イベント」や「人物」の表記については， 学習者の使用言語に合わせて自由に切り替え可能 となっている．
4.2 システムのインターフェース
探究的学習活動は長期的に継続して行うことが 望まれる．歴史学習において，探究的に歴史を学び 続けるためには，(1)時系列を把握しながら学習を行 う，(2)主題を設定して学習を行う必要があるとされ ている[11]．なお，(2)主題学習においては，各地域 のイベント，人物を関係付けて学習することが求め られる[12]．先行研究を通じて，表 1 の①〜⑤に対 応する質問生成を行い，その探究を直接的に促すこ とは可能である．一方で，本研究では，上述の理由 から，学習者の興味を間接的に喚起し，歴史探究活 動の持続的を支える基礎的情報となる表1 の①，②， ③の「問い」に焦点を置いて，それらの問いの探究 の主体的実施を促すシステムを構築した．図2 は， 本研究で構築したシステムのインターフェースを 示す．本システムのインターフェースは，「時代・ 地域選択エリア」に加え，時間・空間情報を活用し たシステムで数多く利用されている「タイムライン」 と「マップ」が組み合わさった構成となっており， 「イベント」，「人物」の2 つの歴史学習コンテンツ について，それらの時空間的関係を学習者の興味に 応じて適応的に提供する． 以下に各エリアの役割を示す． (a) 時代・地域選択エリア：学習者が興味対象と する「時代（例．室町時代，江戸時代）」およ び，「地域（例．アジア，ヨーロッパ）」を選 択するエリアであり，表 2 に現在，選択可能 な時代および地域を示す．時代は開始年／終 了年情報，地域は，経度・緯度情報に基づい てそれぞれ区画化しており，ここで学習者が 設定した時代に基づき，以下の（b）と（c） のエリアに表示するための「イベント」，「人 物」に関する情報をDBpedia から取得する． そして，学習者が設定した地域に基づいて，（b） と（c）のエリアに表示されるイベントをフィ ルタリングして表示する．(b) タイムラインエリア：タイムラインエリアは， 時間軸上に時系列情報を表示することを可能 とするSimile Timeline API[13]で実装されてお 図2：システムのインターフェース
り，（a）で設定された時代・地域に発生した 「イベント」とその期間に実存していた「人 物」をタイムライン形式で表示するエリアで ある．（b1）はイベントを，（b2）は人物のタ イムラインを表し，タイムラインをスクロー ルすることで，表示区間に応じた情報が動的 に表示される．また，イベントは発生した時 点の年月日情報に基づいてプロットされ，人 物は生存期間が帯で表示される．
(c) マップエリア：マップエリアは，現在地理位 置情報を活用したシステムで数多く利用され ているGoogle Map API[14]で実装されており， （b）でプロットされている「イベント」が地 図上にマーカ形式で表示されるエリアである． このマーカは，DBpedia から取得されたイベ ントの緯度・経度情報に従って，世界地図上 に表示される．学習者がこのマーカをクリッ ク し た 場 合 ， 当 該 イ ベ ン ト に 関 連 の あ る Wikipedia の概要部分がポップアップ形式で 表示される．
（b）と（c）のエリアはそれぞれ連動しており， 表1 の①の「問い」に対応する学習者の興味を喚起 する機能となっている．また，現在は，システムの インターフェースにコンテンツを予め配置してい るが，今後は，学習者が様々なコンテンツを動的に 組み合わせて学習することが可能な仕組みの実現 を目指す．
4.3
学習者の興味に応じた情報提示
本システムでは，表 1 の②，③の「問い」に対 応する学習者の興味を喚起する機能として，タイム ラインエリアでの学習者の操作（興味）に応じた情 報提供機能を持つ．
イベントに関与した人物の提示：
学習者が（b1）のイベントをクリックすること で，当該イベントに関連のある人物が（b2）エリア に表示される．例えば，「長篠の戦い」を選択する と，これに関連する人物として「織田信長」や「徳 川家康」の人物情報が表示され，イベントを起点と する探究学習が促される．
人物に関連したイベントの提示：
人物を選択した場合，当該人物が関係するイベン トが（b1）エリアに表示される．例えば，「 織田信 長」を選択すると，関連イベントとして「稲葉山城 の戦い」や「手取川の合戦」のイベント情報が地図 上に可視化され，人物を起点とする探究学習が促さ れる． さらに，2 度の世界大戦に，関わった多数の人物， 情勢の変化を時間的経過，空間的推移を掴みながら イメージするような学習は，紙媒体学習教材では実 施が困難である．本システムでは，タイムラインを スクロールすることで，戦地が各地にどのように広 がっていったのかを地図上で把握することができ るようになっている．また，イベントと人物間の関 係は DBpedia に予め定義されている述語を利用し ているが，他の述語も追加することで，様々なイベ ントと人物間の関係を表現しコンテンツを拡充し ていくことも可能である．5 おわりに
本研究では，歴史学習における能動的な学習活動 実施のハードルを低くする学習場の構成を目的と して，歴史分野で，探究学習を促す「問い」に着目 する．そして，これらの「問い」に対応する興味を 喚起することで，自らの興味に駆動された能動的な 学習活動の活性化を促す仕組みとして，同時期に発 生した各地域のイベント・人物の時空間的なつなが りを可視化し，学習者個々の興味に応じた学習リソ ースを動的に提供するシステムを構築した． 現在のシステムでは，歴史における国の領土の変 遷までは考慮できていない．今後，各時代のエリア を正しく反映できる機能，そして，学習者が様々な コンテンツを動的に組み合わせて学習を行うこと ができる仕組みの実現を目指す．さらに，システム に実装した機能により学習者の意味的な理解につ ながるかどうかということに加えて，意味的な理解 を育む情報提示のさらなる洗練，拡充と，探究意欲 の喚起の観点からの効果についても検証していき たい．参考文献
[1] 菊間まりこ：歴史学習意欲に影響を与える諸要因の 分析，早稲田大学大学院教育学研究科紀要 別冊， 表2：選択可能な時代及び地域 時代 地域 室町時代 アジア 安土・桃山時代 ヨーロッパ 江戸時代 北アメリカ 南アメリカ アフリカVol.17, No. 1, pp.1-11 (2009)
[2] Lajoie, A.G.，Cheryl, M.B., and Jane, R.：Fostering historical knowledge and thinking skills using hypermedia learning environments: The role of self-regulated learning, Computers & Education, Vol.54, Issue 1, pp.230-243 (2010) [3] TimeMaps: http://www.timemaps.com/ [4] 馬場裕子，永森光晴，杉本重雄：RDF/OWL を利用 した歴史情報閲覧システム，情報処理学会研究報告， CH-079, pp.49-56 (2008) [5] 野上祐介，小尻智子，瀬田和久：教訓獲得のための 歴史的事象の抽象化システム，第 38 回教育システ ム情報学会全国大会，pp.411-412 (2013) [6] 柏原照博：Web におけるナビゲーションを伴う学習 活動と支援環境のデザイン，人工知能学会誌，Vol25, No.2, pp.268-275 (2010) [7] 柏原照博，坂本雅直，長谷川忍，豊田順一：ハイパ ー空間における主体的学習プロセスのリフレクシ ョ ン 支 援 ， 人 工 知 能 学 会 論 文 誌 ，vol.18, No.5, pp.245-256 (2003)
[8] Jouault, C., Seta, K. and Hayashi, Y. ： Content-Dependent Question Generation using LOD for History Learning in Open Learning Space, New Generation Computing, Vol.34, Issue 4, Springer-Verlag (2016) [9] 鹿児島総合教育センター：主体的に課題を追究させ る社会科学習指導の在り方，鹿児島県総合教育セン ター平成25 年度長期研修報告書 (2013) [10] DBpedia:http://wiki.dbpedia.org [11] 史学委員会:「歴史総合」に期待されるもの，日本学 術会議高校歴史教育に関する分社会 (2016) [12] 鹿児島総合教育センター：「世界史B」における「主 題を設定して行う学習」の指導法の研究 —日本史と 関連付けた世界史学習の実践を通して—， 鹿児島県 総 合 教 育 セ ン タ ー 平 成 23 年 度 長 期 研 修 報 告 書 (2011)
[13] Simile Widgets: http://www.simile-widgets.org/ [14] Google Maps API: http://developers.google.com/maps/
