タンジブルなプログラミングツールを用いた学びのプロセス評価手法構築とその応用展開

• Project/Area Number: 22K02806
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 09070:Educational technology-related
• Research Institution: Toyama Prefectural University
• Principal Investigator: 本吉 達郎 富山県立大学, 工学部, 准教授 (20533061)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 澤井 圭 富山県立大学, 工学部, 准教授 (80624080)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2025: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2024: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000); Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
• Keywords: タンジブルなプログラミングツール / インタフェース改良 / 操作履歴システム / タンジブルユーザインタフェース / プログラミング学習 / 視覚障がい者支援 / 学習状況の評価

Outline of Research at the Start

タンジブルユーザインタフェースを備えたツールを用いることによる学習の内容的側面に着目した独自性の可視化を目指して，操作履歴の取得システムを実装したシステムを開発する．取得した操作履歴データを用いて学習状況を詳細かつ客観的に評価する手法を構築する．さらに，進捗や理解度に応じてユーザに有用な情報をフィードバックする機能を開発し，幅広いユーザが自立的に学習できるTUIツールの要件をまとめる．

Outline of Annual Research Achievements

RFIDタグを装備したひらがなブロックおよび関数ブロックを並べて「はつわ関数」を用いたプログラムを作成可能なP-CUBE2の基幹システムを使用し，RFID制御アプリケーションにブロックの種類，位置，および操作時刻の記録システムを追加したP-CUBE3（1式）を開発した．当初予定の開発システムの評価を対面形式で十分に実施できないことが判明したため，製作数は2式から1式に変更した．データの記録，システムの応答性向上のためにシステム制御用コンピュータは補助記憶装置を装備したものに換装し，また，制御対象は制御用マイコンを搭載したロボットから，P-CUBE3制御用PC内に内蔵した発話システムに変更した．体験授業に参加する視覚障害者の使用環境を考慮し，プログラミングブロック用収納ケースもあらたに製作し，学習者がプログラミングブロックの選択に割く時間の短縮化を図った．視覚障害をもつ小学生-高校生5人，および晴眼者の小学生10人を対象としたプログラミング体験授業を実施し，各学習者が操作したブロックの種類，位置，および時刻に関するデータを取得した．取得データを分析し，学習におけるつまづきの有無や視覚障害者ならではの特徴が可視化できるかの検討を進めた．P-CUBE3に実装した操作履歴取得システムの概要，体験授業の進め方や内容，学習者のプログラム作成結果，取得した操作履歴データ，およびその分析結果については，2022年度内に論文を執筆/投稿し，2023年度発行の論文誌において報告予定である．

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

製作したシステムは当初予定数より少ないが，2023年度にシステムの評価と並行して予定数分の製作を進めることが可能である．P-CUBE3を用いた体験授業も実施でき，操作履歴取得システムの評価に必要な視覚障害者のデータも取得できている．

Strategy for Future Research Activity

2022年度内に取得したデータをもとに操作履歴データを用いた学修プロセスの評価手法の構築に取り組む．あわせて2式目のシステムの製作も行う．製作したP-CUBE3を用いて晴眼者，視覚障害者双方を対象とした体験授業を実施する．取得したデータを視覚障害者-晴眼者間で比較することにより，視覚障害者特有の特徴，特性を可視化することを検討する．

Research Products

• [Presentation] 学習状況の推定を目指したタンジブルなプログラミングツールの操作履歴取得システムの開発と評価 (2022)
  • Author(s): 瀧田一誠，本吉達郎，澤井圭，増田寛之，高木昇
  • Organizer: ヒューマンインタフェースシンポジウム2022