手書き文字練習における指・ペン間での書写技能向上性に関する調査

手書き文字練習における 指・ペン間での書写技能向上性 に関する調査 菅野一平（明治大学総合数理学部3年） 新納 真次郎 （明治大学先端数理科学研究科） （株式会社ユーザローカル） 久保田 夏美 中村 聡史 （明治大学総合数理学部） 鈴木 正明 （明治大学総合数理学部）

はじめに 日常的に手書き文字を利用する人は7割存在 ノート、手紙 年賀状、事務への書類 論文のチェック 文化庁 - 国語に関する世論調査（2014） 日本語の読み書きは小学校の学習指導要領で もある

はじめに 日本語の一般的な学習方法として臨書やなぞり書き といった方法が用いられる 従来の練習手法は単調な作業で モチベーションが保ちづらい

文字練習アプリケーション 近年では，より楽しく，手軽に文字練習ができる アプリケーションが存在

関連研究 ひらがな書字学習における スマートフォンに向けた 触覚化支援手法（佐藤2018） 運筆リズムの可視化とペン 習字アプリへの応用（浦2013）

これまでの研究 Mojivator ユーザが書いた文字とお手本文字を融合すること でモチベーションを保ちながら文字練習ができる システム(久保田2017)

文字練習の様子 • スマートフォンで練習ができるため、 ペンを使わずに指でも練習可能になった • 実際に幼児は指で練習している 指での文字練習は ペンでの書字行為を上達させるのか？

研究目的 指による文字練習が有用か調べる 指での文字練習が有効であれば スマートフォンで手軽に文字練習ができる

調査内容 指orペンで文字を練習した場合に 以下の指標に違いがあらわれるかを検証 文字の上達度 →お手本の文字との近づき度合い 文字の安定度 →複数回文字を書いた時のブレの減少度合い

実験手順 長期 短期 練習 練習 テ ス ト １ ２ ３ ４ 日 日 日 日 目 目 目 目 テ ス ト ５ ６ ７ ８ 日 日 日 日 目 目 目 目 練習前後の文字を取得 テ ス ト

書写技能テストの様子

練習時のグループ分け 指 Mojivator 指＋Mojivator なぞり 指＋なぞり ペン ペン＋ Mojivator ペン＋なぞり

実験システム iOSアプリケーションとして実装 融合しない 融合しない 融合する Mojivator なぞり書き 練習モード 書写技能テスト

Mojivatorアプリケーション AppStoreからダウンロード可

練習する文字 初学者や幼児向けとして，日本人ユーザが 書き慣れていない文字として選出 梵字 書き慣れている文字も選出 日本語(漢字，ひらがな)

梵字 日本人には馴染みがなく、まだ理想の文字が 定着していない文字として選出

実験内容 実験協力者 期間 お手本文字 短期実験 長期実験 大学生21名 大学生12名 (指＋なぞり6名， 他グループ5名ずつ) (各グループ3名ずつ， 短期実験を延長して実施) 4日間 8日間 梵字16文字，漢字とひらがな8文字ずつ計32文字 梵字，日本語ともにフォントをなぞって生成

①上達度の調査

文字同士の類似度の評価方法 それぞれ対応する２点間のユークリッド距離を 求め，距離を総和して平均する ⅾ₀からⅾ₁₀₀まで総和して平均をとる

どれだけ文字が似ているか お手本 ユーザ 49.224px 30.095px ユーザの書いた文字を正規化して比較 この数値が小さいほど文字同士が似ている

上達度の評価方法 上達度：1－(23.19/43.51)≒56％ それぞれユークリッド距離を用いて お手本文字とどれくらい違うかを計測 お手本 ユーザ

書き慣れていない文字の上達度 短期 長期 ＊:p＜0.05 梵字におけるグループごとの上達度の平均 20% 指・ペン間であまり違いはなかった ペン＋なぞりがかなり上達 15% 10% 5% 0% -5% -10% 指・Mojivator 指・なぞり ペン・Mojivator ペン・なぞり

上達度 指・ペン間での有意差は認められなかった 個人差はあるが指での文字練習は ペンでの文字練習とほぼ同様に上達 Mojivator練習よりもなぞり書き練習のほう が上達度が高い傾向が見られた

書き慣れている文字の上達度 短期 長期 ＊:p＜0.05 日本語におけるグループごとの上達度の平均 15% 指・ペン間にあまり違いはなかった なぞり書きのほうがより上達した 10% 5% 0% -5% -10% 指・Mojivator 指・なぞり ペン・Mojivator ペン・なぞり

②安定度の調査

安定度の評価方法 書字技能テスト １文字目 1個目のあの画像 ２文字目 1個目のあの画像 ３文字目 1個目のあの画像 安定度：1－(練習後の類似度/練習前の類似度) それぞれユークリッド距離を用いて ユーザの書いた文字同士がどれくらい違うかを計測

書き慣れていない文字の安定度 短期 長期 ＊:p＜0.05 梵字におけるグループごとのブレの減少 30% 指・ペン間で違いはなかった Mojivatorのほうが文字が安定 ＊ ＊ 25% 20% 15% 10% 5% 0% 指・Mojivator 指・なぞり ペン・Mojivator ペン・なぞり

安定度 指・ペン間での有意差は認められなかった 指での文字練習はペンでの文字練習と 同様にユーザに文字が定着 ペン＋Mojivator，ペン＋なぞりにのみ 有意差があった Mojivatorのほうが文字が早く定着

書き慣れている文字の安定度 短期 長期 ＊:p＜0.05 日本語におけるグループごとのブレの減少 30% 指・ペン間で違いはなかった Mojivatorのほうが文字が安定 ＊ ＊ 25% 20% 15% 10% 5% 0% 指・Mojivator 指・なぞり ペン・Mojivator ペン・なぞり

結果のまとめと考察 上達度 ・指・ペン間に有意差なし ・なぞり書きのほうが 上達する傾向あり 安定度 ・指・ペン間に有意差なし ・ペン＋なぞり， ペン＋Mojivatar間に 有意差あり 指でもペンと 同様に上達する 指でもペンと 同様に定着する Mojivatorのほうが 早く定着する

結果のまとめと考察 指で書くときに自分の文字が隠れて書きづらい →左利きの被験者に多く，文字の書き順や ストロークの方向に影響されている Mojivatorの上達度が低かった →融合割合を一定にしたことにより，文字に 癖がついてしまった

今後の課題 • Mojivatorの融合割合を日数に応じて 変化させたときの上達度と安定度への影響を調査 • 実際に幼児や外国人に対して実験を実施 • 練習期間や，練習回数を増やし再実験

まとめ 研究背景 スマートフォンのアプリケーションの普及によ り，指による文字練習をするユーザが存在 研究目的 指による文字練習が有効か調べる 結果 指とペン間に上達度，安定度の違いはなかった 指での文字練習は十分効果的である Mojivatorのほうがなぞり書きよりもユーザに 文字が定着しやすかった 今後の課題 ・Mojivatorの融合割合を日数に応じて 変化させたときの上達度と安定度への影響を調査 ・実際に幼児や外国人に対して実験を実施 ・練習期間や，練習回数を増やし再実験

正規化 ユーザの文字 拡大後の文字

文字ごとの結果

文字ごとの結果 文字ごとの平均 練習前平均 文字ごとの標準偏差 練習後平均 上達度 練習前標準偏差 練習後標準偏差 あ 文 母 必 ふ き 子 西 ぬ 36.17 36.07 0.26% あ 文 母 必 ふ き 子 西 ぬ 33.14 33.22 -0.23% 30.56 31.33 -2.53% 30.28 29.07 3.99% 28.96 28.07 3.06% 33.79 31.22 7.62% 28.67 27.13 5.34% 32.14 28.52 11.28% 39.24 40.93 -4.31% 女 る 承 辻 を よ 36.99 37.41 -1.11% 38.01 35.19 7.41% 28.63 27.30 4.66% 32.88 30.91 6.02% 34.67 33.49 3.39% 31.77 27.95 12.03% 女 る 承 辻 を よ ゆ 36.78 32.84 10.69% ゆ 8.74 9.72 7.36 5.99 7.12 8.26 6.42 7.46 4.69 5.11 9.01 8.53 5.69 5.53 8.47 7.52 13.81 15.43 7.16 11.62 15.22 13.00 3.78 7.65 8.62 9.10 7.50 8.36 7.27 6.04 9.10 9.52

Mojivator融合割合

短期 長期 上達度 梵字におけるグループごとの上達度の平均 日本語におけるグループごとの 上達度の平均 20% 15% 15% 10% 10% 5% 5% 0% 0% -5% -5% -10% -10% 指・Mojivator 指・なぞり ペン・Mojivator ペン・なぞり 指・Mojivator 指・なぞり ペン・Mojivator ペン・なぞり

短期 長期 安定度 梵字におけるグループごとのブレの減少 日本語のグループごとのブレの減少 30% 30% 25% 25% 20% 20% 15% 15% 10% 10% 5% 5% 0% 0% 指・Mojivator 指・なぞり ペン・Mojivator ペン・なぞり 指・Mojivator 指・なぞり ペン・Mojivator ペン・なぞり