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Educational System based on analysis of learners' programming process in programming exercise

Research Project

Project/Area Number 19K12265
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 62030:Learning support system-related
Research InstitutionShizuoka University

Principal Investigator

KONISHI Tatsuhiro  静岡大学, 情報学部, 教授 (30234800)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 山下 浩一  常葉大学, 経営学部, 准教授 (30340110)
小暮 悟  静岡大学, 情報学部, 准教授 (40359758)
野口 靖浩  静岡大学, 情報学部, 准教授 (50536919)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2024-03-31
Project Status Discontinued (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2021: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2020: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Keywords学習教育支援システム / プログラミング教育 / 振り返り学習支援 / 教師支援 / プログラミングプロセス分析
Outline of Research at the Start

プログラミング演習時の学習者のプログラミングプロセスを分析し、その結果を(1)学習者の振り返り学習支援 (2)演習中に学習者に個別指導する教師の支援 (3)演習時の学生のパフォーマンスに基づいて授業改善を行う教師の支援 に用いる総合的学習教育支援システムを構築する。分析方法の特色として、課題遂行プロセスにおける多様な情報リソースを活用する。分析結果としては、各学習者が演習中に行き詰った点はどこか、各学習者の理解が不十分な点は何か、課題遂行に時間を要した部分はどこか、等が想定される。構築したシステムは研究分担者らが担当する実授業に導入して評価し、その結果に基づいてシステムの改善を繰り返す。

Outline of Final Research Achievements

We developed the following two educational environments for analyzing learner’s programming process and for extracting various information being useful for learners and teachers. (1) An educational environment by which users can observe learner’s behavior. (2) An educational environment by which users can analyze the observed behavior. As (1), we developed a system for collecting real-time data of learner’s actions in editing his/her source codes. As (2), we developed two systems: (2-a) a system for detecting learner’s being in impasse and finding which misunderstanding caused the impasse. (2-b) a system that helps teachers to design their lectures by giving overview of the result of the system (2-a).
We also conducted experimental evaluation of the systems and found they have a certain effectiveness for education.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

学習者のプログラムを分析して学習教育に役立てる研究としてはコンパイルエラー解消までのエラーメッセージを分析するものがある。しかしコンパイルエラー解消後の学習支援に役立たない。コンパイルエラー修正後も支援する研究では分析時点の最新プログラムのみを分析し、プログラム作成プロセスを分析しないものが多い。プログラム作成プロセスを分析する研究としてはソースコードの変化や編集パターンを分析するものがあるが、本研究はより多様な情報リソースに基づいて分析する点に新規性がある。
本研究の成果はソフトウェア技術者教育の質の向上をもたらすため、近年のソフトウェア技術者の不足傾向を鑑みるに大きな社会的意義を持つ。

Report

(5 results)
  • 2023 Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2023 2022 2021 2020 2019

All Journal Article (9 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (5 results)

  • [Journal Article] Interaction Support Systems Between Teachers and Visual Content for Effortless Creation of Program Visualization2023

    • Author(s)
      Koichi YAMASHITA, Miyu SUZUKI, Yusuke KITO, Yusuke SUZUKI, Satoru KOGURE, Yasuhiro NOGUCHI, Raiya YAMAMOTO, Tatsuhiro KONISHI, Yukihiro ITO
    • Journal Title

      Research and Practice in Technology Enhanced Learning (RPTEL)

      Volume: 18 Pages: 1-31

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      2022 Annual Research Report
  • [Journal Article] Learning Support System Visualizing Relationships Among Classes and Objects Based on Teacher’s Intent of Instruction2022

    • Author(s)
      Koichi YAMASHITA, Yusuke SUZUKI, Satoru KOGURE, Yasuhiro NOGUCHI, Raiya YAMAMOTO, Tatsuhiro KONISHI, Yukihiro ITOH
    • Journal Title

      Proceedings of ICCE2022

      Volume: 1 Pages: 314-316

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      2022 Annual Research Report
  • [Journal Article] Monitoring of Learners’ Activities’ in Software Structure Design Exercises2022

    • Author(s)
      Yasuhiro NOGUCHI, Kanta INOUE, Satoru KOGURE, Koichi YAMASHITA, Tatsuhiro KONISHI
    • Journal Title

      Proceedings of ICCE2022

      Volume: 1 Pages: 259-261

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  • [Journal Article] Instruction Support System using Impasse Detector and Major Failure Diagnoser for Programming Exercises2021

    • Author(s)
      Tomoki IKEGAME, Yasuhiro NOGUCHI, Satoru KOGURE, Koichi YAMASHITA, Raiya YAMAMOTO, Tatsuhiro KONISHI and Yukihiro ITOH
    • Journal Title

      WIPP Proceedings of ICCE2021

      Volume: 1 Pages: 700-702

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  • [Journal Article] GUI Based System for Effortless Program Visualization Creation Using Time Series Information2021

    • Author(s)
      Koichi YAMASHITA, Miyu SUZUKI, Satoru KOGURE, Yasuhiro NOGUCHI, Raiya YAMAMOTO, Tatsuhiro KONISHI and Yukihiro ITOH
    • Journal Title

      Proceedings of ICCE2021

      Volume: 1 Pages: 579-588

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      Hiroki SOMA, Satoru KOGURE, Yasuhiro NOGUCHI, Koichi YAMASHITA, Raiya YAMAMOTO, Tatsuhiro KONISHI and Yukihiro ITOH
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      WIPP Proceedings of ICCE2021

      Volume: 1 Pages: 694-696

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      Yasuhiro NOGUCHI, Kousei AYABE, Koichi YAMASHITA, Satoru KOGURE, Raiya YAMAMOTO, Tatsuhiro KONISHI, Yukihiro ITOH
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      Proceedings of ICCE2020

      Volume: - Pages: 255-260

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      Kanako SUZUKI, Tatsuhiro KONISHI
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      Yasuhiro NOGUCHI, Daiki IHARA, Satoru KOGURE, Koichi YAMASHITA, Tatsuhiro KONISHI, Yukihiro ITOH
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      Volume: - Pages: 306-311

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      山本 頼弥, 野口 靖浩, 小暮 悟, 山下 浩一, 小西 達裕, 伊東 幸宏
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      池亀 智紀, 野口 靖浩, 小暮 悟, 山下 浩一, 山本 頼弥, 小西 達裕, 伊東 幸宏
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      人工知能学会 先進的学習科学と工学研究会
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      池亀 智紀, 野口 靖浩, 小暮 悟, 山下 浩一, 山本 頼弥, 小西 達裕, 伊東 幸宏
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      相馬 洸希, 小暮 悟, 野口 靖浩, 山下 浩一, 山本 頼弥, 小西 達裕, 伊東 幸宏
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      教育システム情報学会第46回全国大会
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      山本 頼弥, 野口 靖浩, 小暮 悟, 山下 浩一, 小西 達裕, 伊東 幸宏
    • Organizer
      人工知能学会 第88回 先進的学習科学と工学研究会
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Published: 2019-04-18   Modified: 2025-01-30  

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