| Project/Area Number |
21K02768
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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 09070:Educational technology-related
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| Research Institution | Ibaraki University |
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Principal Investigator |
Umezu Nobuyuki 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 准教授 (30312771)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
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| Keywords | 抽象構文木(AST) / デンドログラム(樹形図) / クラスタリング / 類似度 / 抽象構文木 / コード類似度 / 樹形図 / 編集距離 / Louvain法 / トークン列 / 3次元的可視化 / 採点業務 / レポート課題 / プログラムの類似度 / ソースコード比較 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究が目指すのは、プログラミングの演習系科目の提出物について「統一的な基準による大量の評価は可能か、どこまで効率化できるか」という問いへの答えである。学生から提出されたプログラム(ソースコード)を基礎的な文字列(トークン)に分解し、連続したトークン列がどの程度一致するかを指標として全ての提出コードとの類似度を求める。この類似度に基づいてソースコードをクラスタリングし、学生間の類似度に基づいてネットワーク図として可視化する。さらに、複数のレポート課題について時系列に沿って可視化することで、授業内容・レベルの適切さの評価や、特に注視すべき学生グループの効果的な把握を可能とする。
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| Outline of Final Research Achievements |
In programming courses that require a large number of exercises, we developed a method to efficiently evaluate a large number of report assignments submitted by students and significantly reduce the time required for scoring. Our method visualizes the clustering results as a dendrogram (tree diagram) based on abstract syntax trees (ASTs) converted from student codes. We applied the proposed method to anonymized codes of more than 4,000 report assignments from 200 students in an elementary programming course, and found that the time required for grading was reduced to approximately 20%. We presented our results at two international conferences and submitted a paper to an academic journal.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
生成AIの興隆によりプログラミング作業は人間が行う必要はなくなるなどの意見もあるが、工学部学生にとってはむしろ、それらのAIを高度に制御する側の人材としてプログラミングの重要性はさらに増している。プログラミング能力の涵養、特に初期の段階にはとにかく大量の演習による経験の蓄積が重要であり、大学の講義においても学生の主体的学習を促すレポート課題は必須である。週に10時間、20時間と要するレポート採点作業が本手法により数分の1の時間に効率化されることで、学生一人一人の提出物により細かくコメントを与えて理解を助けるなど、より効率的な学習を支援できる。
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