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G19_AIで数式を操る!「作問地獄」が救われる瞬間とは?

    「また時間が溶けていく…」


    問題づくりは、砂時計を逆さにしたように、気づけば数時間。

    作問が嫌いなわけじゃない。
    でも、授業準備や生活まで侵食していくのは正直つらい。

    そんな日常を救ったのがAI。
    丸ごとテストを生み出す“流れ”が見えた瞬間、心が軽くなった。

    📌「作問って、いつもながら時間食うな~」をなくしたい

    問題を1問作るたびに、時間も体力も吸い取られる。

    テスト問題を作るときって、ひとつひとつ問題を考えて、解答を確認して、レイアウトを整えて…と、

    気づけば4~5時間は経っているほど大変ですよね。

    さらに、その作業を繰り返していると、集中力も削られ、作問の楽しさよりも苦行感が強くなりがちです。

    AIの性能が大幅に進化したので、「これ、AIでどうにかならない?」

    そんな思いから、高校数学の60分テストをAIで自動生成する実験をしました。
    現状、どこまでのことができるのか検証です。

    最後に、作問が楽になる“実際に使えるプロンプト”も紹介!


    🛠️ 今回使った秘密兵器:CubePDF×ChatGPT×LaTeX×MiKTeX

    このチャレンジには3つのツールを活用しました。

    • CubePDF:PDFをサクッとPNGに変える変身マシン

    • ChatGPT:問題を解析し類題を量産する頭脳エンジン

    • MiKTeX:ChatGPT生成のLaTeXコードを美しいPDFに仕上げる仕立て屋

    特に重要だったのは、
    「PNG画像でAIに読み込ませると、数式認識が正確になる」こと。
    これによりOCR精度問題はすっきり解決し、作業の土台が安定しました。

    CubePDF、MiKTeX は無料アプリです。
    ChatGPTは、有料版を使用しています。無料版でも今回のことはできると思います。


    🚀 チャレンジの流れ:AIに作問を任せた!

    1 過去のテスト問題をPNG化して準備し、AIが読み取れる状態に整える。

    理想は、PDFデータのまま読み取りできれば最高です。
    しかし、PDFでは数式の完全に正確な読み取りはうまくいきませんでした。

    近年OCR機能が強化されているので、これは意外でした。

    でも、PNGなら完璧な数式読み込みができます。ここは、過去の経験が活きました。


    2 ChatGPTに読み込ませ、数式をLaTeX化。

    <使用プロンプト_簡易版>
    
    画像を**手動で**読み取って文字起こしをして。
    数式は数式として読み取って。
    説明や補足は不要。

     上記でChatGPTに読み取ってもらい、問題内容が正しいか確認します。

    画像
    こんな風に読み取ってくれます

    3 正しいことを確認したら、類題を生成してもらう。

    <使用プロンプト_一部抜粋>
    
    # 🎯 GOAL  
    直前にチャットで生成された **日本語+数式混在の問題文** を、
    コピー&ペーストすればそのまま **XeLaTeX でコンパイル可能** な LaTeX ソースへ整形する。  
    
    ---
    
    ## 📝 INPUT  
    - プレーンテキストの問題文(日本語と数式混在)  
      - 各問題末尾に「【…:…点×…】」形式の **得点情報** があれば抽出する  
      - 得点情報がなければ **得点表示ブロックは出力しない**  
    
    ---
    
    ## ✅ OUTPUT REQUIREMENTS  
    1. **LaTeX ソースのみ** を ```latex``` コードブロックで囲んで提示。  
    2. **プリアンブル** には必ず次を含め、かつ **用途を示すコメント** を随所に付すこと:  
       ```latex
       % !TEX program = xelatex                % --- コンパイルエンジン指定
       \documentclass[a4paper,10pt]{article}  % --- 用紙・文字サイズ設定
    
    
    ・・・以下略

    このプロンプトを作成するため、

    ChatGPTでLaTeXコード生成
    →TeXworks へコピペしてコンパイル
    → 気に入った出力になるようにChatGPTでコード生成プロンプト修正
    → TeXworks へコピペしてコンパイル
    → 気に入った出力になるようにChatGPTでコード生成プロンプト修正・・・

    を繰り返しました。

    コンパイルエラーが出たら?
    → ログをAIに投げて修正指示
    → 即解決しました。

    画像

    TeXworks とは

    MiKTeX ディストリビューションに付属する LaTeX エディタ

    もっとかみくだいて言うと、こんなイメージです:
    MiKTeX は、LaTeX で文書を組み立てるために必要な「材料」(フォントやパッケージ、エンジンなど)を全部まとめて入れてくれる “材料ボックス”

    TeXworks は、そのボックスに入っている材料を取り出して「料理」(文書作成)をするための調理台にあたる “エディタ”(書いてすぐ仕上がりを確かめられるアプリケーション)

    つまり、MiKTeX は「LaTeX を使うための道具箱」、TeXworks は「その道具箱を使って文書を書くための作業台」と考えればわかりやすい。


    4 出力されたLaTeXコードをTeXworksでPDF化し、見た目も美しく整った問題を得る。

    TeXworks の作業画面。複雑に見えますが、コードはChatGPTが書いてくれるので、初心者でも大丈夫です。

    画像

    コンパイルで出力された問題

    画像

    出力された解答
    (今回は、解答へ途中経過も記すような指示をChatGPTへ送ってません)

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    💡 トラブル? もちろんあったけど突破!

    • PDFでは数式認識が甘い → PNGで解決

    • 一部の解答が複雑すぎる → プロンプトを改良して対処

    • コードエラー? → ログを投げてAI修正 → すぐ解決

    これらの体験では、AIとのやりとりは手間ではなく、
    ちょっとしたハッカソンをしているような面白さがありました。


    ✅ やってみてわかったこと

    • 大量類題も一気に作れる → 作問時間が劇的に短縮!

    • PDF化はボタン1つで完成 → LaTeXは仕上がりが美しい。

    • AIは教師の強力な味方になる → 活用すれば時間と発想の余裕が増える。


    🔮 未来の構想:AIが入試問題も教材化!?

    今後はさらに…

    • AIで入試類題検索 → 問題選定の手間を大幅削減

    • 解答が見つからない問題も、ChatGPTで解答→LaTeX→PDF化

    • 入試問題集すらAIでアップデートできる可能性

    AIと教師がタッグを組む未来が現実味を帯びています。

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    🎬 まとめ:AIと一緒に作問する時代へ

    今回のチャレンジを通して明らかになったのは、

    「AIは教師の作問を置き換えるのではなく、幅を持たせてくれる存在」
    ということです。

    現状、完全にお手軽にというわけにはいきません。課題をあげると

    • ChatGPTだけで、完結しない

    • 出力される問題の解答が複雑な数値になることがある

    • プログラミングの経験がないとLaTeXのコードがピンとこない

    あたりです。

    最初の2つの解決は時間の問題ではないでしょうか。

    3つ目は個人での学びが鍵です。
    ある程度コードが読めるような勉強をしたほうが、今後生成AIの活用幅を増やしていけます。

    今回の挑戦では、作問が楽になる一歩手前までは来ていることが実感できました。

    皆さんもAIと共に、新しいスタイルを創造していきませんか?

    最後までお読みいただきありがとうございます。
    皆さんが行っているChatGPTを活用した仕事効率化の工夫があったらコメントでぜひ教えてくださいね。

    🎁 おまけ:実際に使えるプロンプト全文

    この記事を読んでくれた方へ、
    AIで類題テスト作りを始めるためのプロンプトをプレゼントします。

     
     
    (思考アルゴリズム+AI)×スキルで時間を生み出す人 | 数学教師 | 40代 | 妻と猫3人暮らし | iPad❤️ | Excel✨ | PC・生成AIで自動化✨ | 結びAIジェネシス

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