| Project/Area Number |
23K02644
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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 | Osaka Institute of Technology |
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Principal Investigator |
水谷 泰治 大阪工業大学, 情報科学部, 教授 (10411414)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2027-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2026: ¥260,000 (Direct Cost: ¥200,000、Indirect Cost: ¥60,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2024: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2023: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
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| Keywords | プログラミング教育 / 自動採点 / 高速化 |
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| Outline of Research at the Start |
大学の学部規模で実施されるプログラミング演習では受講者が数百人規模になることもあり，効率的に課題を採点するために自動採点システムを用いることが多い．しかし，既存の自動採点ではソースコードや出力の単純な文字列検査に留まることが多く，プログラム構造に対する採点は不十分である．また，よく用いられるC言語では，不定な動作によって誤りのあるプログラムが正常に見える動作をし，正しく採点できないことが多い．
本研究ではこれらの状況に対応できる自動採点手法を確立する．さらに，受講者が数百人規模となるプログラミング演習においても演習中に即時に受講生にフィードバックできるように高速に採点する手法も確立する．
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，数百人規模の受講生を有するプログラミング演習を対象とし，(P1)プログラムの構造を考慮した自動採点，(P2)不定な動作に対する自動採点，(P3)大量の課題プログラムに対する高速な自動採点，の3点を満たす自動採点手法の確立を目的としている．
令和6年度は，(P1)(P2)に関して前年度に開発したツール（未初期化の局所変数の宣言に対してダミーの初期値を付与するツール）の評価を行い，その成果を学会で発表した．評価には大阪工業大学情報科学部で実施されたプログラミング演習の課題を用いた．この課題では入力した値の合計値を求めるCプログラムを作成する．407件の提出物に対して，開発したダミー初期値挿入ツールを適用し，プログラムの出力の正誤を判定した．その結果，合計値を格納する変数が未初期化であったことより，本来は誤ったプログラムであるにも関わらず偶然正しい出力がされるプログラムを全て検出することができた．この結果を，令和6年度に開催されたFIT（情報科学フォーラム）で発表した．
一方，(P1)(P2)について，Cプログラムの構造を取得し，その構造に対して採点を行う手法について検討した．前述のツール内でCプログラムの抽象構文木を構築しているが，抽象構文木のままでは専門の知識を持たない教員が採点を行うことは容易でないため，そのような教員でも採点を行いやすい方法を検討した．結果として，整形されたソースプログラムの先頭にその行のプログラムを含む構造のラベルを付与したテキストファイルを生成し，そのテキストファイルに対してパターンマッチングで採点する手法を検討した．(P3)については令和6年度は取り組みが進んでいない．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
令和6年度は，(1)未初期化の変数に対するダミー初期値の追加に関する機能について成果をまとめ，学会で発表すること，(2)プログラムの構造を考慮した自動採点手法について検討を開始すること，(3)採点システムの並列化について開発を進め，正しく動作する段階にまで到達させること，の3点を計画していた．これらのうち，(1)(2)は令和6年度内に進めることができた．しかし，(2)はプログラム構造の取得方法，およびその取得結果を用いた採点方法の検討に時間を要したため，(3)の検討・開発が前年度から停滞している．
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| Strategy for Future Research Activity |
プログラムの構造を考慮した自動採点ツールの開発を完了し，評価実験を行う．評価実験は本学で実施されているプログラミング演習の課題に対して行う予定である．また，その結果を学会で発表する．採点システムの並列化については，検討と開発を再開し，正しく動作する段階にまで到達させる．
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