2015 Fiscal Year Research-status Report
反転授業のためのプログラミング言語学習用例題自動生成システムの研究
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15K00501
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| Research Institution | Konan University |
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Principal Investigator |
若谷 彰良 甲南大学, 知能情報学部, 教授 (60330403)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
前田 利之 阪南大学, 経営情報学部, 教授 (70320041)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | MOOC / 反転学習 / 自動生成 / プログラミング言語 / 数値積分 / C言語 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
プログラミング教育においては文法のような知識習得だけでなく, 実際にプログラムを作成する体験がその理解には重要となる.そのために，テンプレートとランダム要素によるC言語の例題自動生成ツールの作成と，MOOCを用いた実証実験環境の予備的な実装を行い，評価を行った．具体的には, 反転授業の事前学習のような自習環境におけるプログラミング教育における例題プログラミングを, 1) 文法理解のためのプログラムデバッグ問題（文法的理解）, 2) プログラム意味理解のための出力推定問題（意味論的理解）, の2 要素に集約し, その例題をテンプレートから自動生成するweb アプリケーションをPHP 言語を用いて開発した. さらに, 簡易的なMOOC と組み合わせた実験環境を構築し, その評価により一定の効果を確認した．
評価対象として，数値積分を実装するＣ言語プログラミングの学習を用い，そのためのMOOCには，パワーポイントで作った資料から音声合成した音声を付加したコンテンツを利用した．評価においては，バグを含むプログラムからバグを指摘する問題を，例題自動生成ツールを使用する前と後で実施し，その効果を検証した．その結果，文法的理解に関しては効果が確認されたが，意味論的理解に関しては十分な結果を得られなかった．そこで，学習時間全体は変えずに，意味論的理解のための学習時間を増やし，文法的理解の学習時間を減らすことにより再実験をしたところ，文法的理解の効果はそのままで，意味論的理解の効果を高められることが分かり，学習時間の比率の重要性が確認できた．
また，関連して，魔方陣パズルを用いた小学生用算数学習ソフトを，Jetson TK1を用いたシステムを構築し，pythonで実装し，その評価を行った．
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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
当初のスケジュールの通りに進められている．懸念事項としては，意味論的理解を深めるための例題の自動生成に工夫が必要なことであり，平成28年度で検討する．
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| Strategy for Future Research Activity |
当初のスケジュールにしたがって進めるので大きな変更は予定していないが，意味論的理解を深めるための例題の自動生成の新しい手法の開発を追加して実施していく．
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| Causes of Carryover |
平成27年度にはプログラミング言語学習用MOOCの調査を行うところまでの予定であったが、先に実装・評価などを進めたので、そのための国内学会への出張を2回ではなく1回にとどめた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
実験の結果の評価を進め、実験結果を発表する機会を増やし、成果の公表に努めることとする。
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