コンピュータとの対話で学びを深める状況論的プログラミング学習環境システムの開発
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19K03153
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 09080:Science education-related
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| Research Institution | Meisei University |
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Principal Investigator |
長 慎也 明星大学, 情報学部, 教授 (80350479)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
北島 茂樹 明星大学, 教育学部, 教授 (00712449)
今野 貴之 明星大学, 教育学部, 准教授 (70632602)
山中 脩也 明星大学, 情報学部, 准教授 (90548877)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2021: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2020: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | プログラミング教育 / コンピュータとの対話 / オンライン授業 / プログラミング学習 / 発達の最近接領域 / 学習支援システム |
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| Outline of Research at the Start |
本研究は、現在小中高校で導入が進められているプログラミング学習において、学習者が「コンピュータとの対話」、すなわち一方的にプログラムを入力するだけでなく、コンピュータが出力する実行結果やエラーメッセージなどをもとに、よりよいプログラムを書けるような活動を支援するシステムを構築する。コンピュータにはもともと「対話」を促すような優れたツールが備わっているにもかかわらず、それらを十分に活用した学習が行われてこなかった。本研究は、プログラミングの初学者でもこれらを十分に活用できる教材・システムの在り方について、実践を通して解明していくものである。
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| Outline of Annual Research Achievements |
2022年度は，C. S. Peirce の探究過程の「演繹」「帰納」「仮説形成」のうちの「帰納」による対話を促す仕組みとして，学習者間の「気づき」を共有するだけでなく，それらの類似点・相違点を容易に議論できるようなシステムを新たに開発し，実際に運用した．このシステムにおいては，SNSのように自由に書き込みができる一方で，他者が書き込んだ内容を閲覧するにあたって制約が設けられている．具体的には，指定されたタイトルで投稿を行うまでは，同じタイトルで投稿を行った他者の書き込みが閲覧できないという制約である．これは，他者からの書き込みに影響を受けて似たような書き込みを行ってしまうことを防ぎ，それぞれの学習者が独自の気づきを書き出し，他者との差異に気づいてもらう機会を増やすねらいがある．
このシステムを実際にプログラミングの授業で運用したところ，「気づいたことを書き出そう」という曖昧な指示より，演習内容に沿った明確な質問を投げかけるほうが受講者がより多くの書き出しをできることが確認できた．また，明示的な説明をすることなく受講者が自ら気づきを得ることができたことを確認した．
また，オンラインプログラミング演習環境にパフォーマンス・クライテリアを導入した実践を行った．本実践では，学生が自己調整を行えるようパフォーマンス・クライテリアを導入して実践を行った．学生が行ったプログラミングの実行ログや質問紙調査，書き出したテキストデータ，作成した問題（クイズ）の傾向について分析した結果，非同期の学びにおけるプログラミング演習の取り組みにおいて，質と量がともに向上していた．さらに，パフォーマンス・クライテリアの活用に関する実態調査から，学生が自律的にプログラミングを学ぶ際に，学びに向かわせる役割や学びを支える役割，他者との学びをつなぐ役割があることが明らかになった．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2022年度は，対面授業が主体となりつつも，オンライン授業の普及にともなって開発されたツールを継続的に活用されたことから，オンライン上でのシステムの検証は順調に進んだと考えられる．
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| Strategy for Future Research Activity |
2022年度に運用した「学習者間の気づきを共有し，それらの類似点・相違点を容易に議論できるシステム」については，新規に作成したシステムであったことから，学習者が利用に戸惑う場面も多く，通知やリアクションなど機能面で不足が見られたため，既存のコラボレーションシステム上にAPIを利用して実装する方式に切り替えて，23年度から運用を始めている．
本学は23年度より「データサイエンス学環」が開学しており，全学科横断型のデータサイエンスのリテラシー授業が実施されている．上記のシステムはこの授業でも試験運用している．また，データサイエンスのツールである表計算ソフトをオンラインで演習できるシステムも提供している．このシステムは受講者の作業履歴を記録することができ，その作業履歴自体をデータ分析の題材とすることを狙っており，今後データ分析の方針や授業での活用方法を議論していく．
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Report
(4 results)
Research Products
(30 results)
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[Book] 楽しく学ぶC言語2020
Author(s)
飯塚 康至（著）、長 慎也（監修）
Total Pages
400
Publisher
技術評論社
ISBN
9784297110574
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