2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of a Visual Programming Environment for Novices
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15K01023
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| Research Institution | Chiba Institute of Technology |
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Principal Investigator |
國宗 永佳 千葉工業大学, 情報科学部, 教授 (90377648)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
香山 瑞恵 信州大学, 学術研究院工学系, 教授 (70233989)
新村 正明 信州大学, 学術研究院工学系, 准教授 (20345755)
小尻 智子 関西大学, システム理工学部, 准教授 (40362298)
山本 樹 尚美学園大学, 芸術情報学部, その他 (30535266)
華山 宣胤 尚美学園大学, 芸術情報学部, 教授(移行) (20299853)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | プログラミング教育 / ビジュアルプログラミング / 初学者向け / 教授学習支援システム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では，プログラミング初学者を対象とする教育支援システムを開発した．また，開発したシステムは，情報系学科以外の大学や初・中等教育を含む幅広い教育現場へも適用可能なものとなった．
本システムは初学者にとってプログラムを記述しやすいビジュアルプログラミング（VP）環境を有するとともに，従来，同等のシステムを授業で利用する際に不足していた学習・教育支援機能を備える．学習支援機能では，プログラム作成時の問題の分解・整理や作成したプログラムの振る舞いの理解を支援し，教育支援機能では課題の体系的管理や成果物の評価，課題や成果物の分析などを実現し，授業運営を支援することが可能である．
開発したVP環境では初学者を対象にするため，プログラムを作成するために必要となる概念を極力少なくすることを要件とした．この要件を満たすために，初学者向けの題材として与えられることが多い探索・整列などの基本的なアルゴリズムを表現するために最低限必要な，単純な対象世界を実現した．この対象世界では，データ構造として数値を値として持つ変数と配列が用意され，構造化プログラミング（逐次・分岐・反復）を実現するif-elseタイプの分岐とwhileおよびforタイプの反復構造を備える．また，演算については2項の算術・論理演算を備え，変数への値の入力と出力も可能である．
作成したプログラムの自動実行を行う際に，任意の箇所で実行を一時的に停止するステップ実行機能を有し，プログラムの振る舞いの理解を支援する．また，分解・整理の過程を支援するために複数のブロックのまとまりについて意図を記述する機能を導入する．この機能により大まかな内容・意図だけを表示した状態と，具体的な処理を表示した状態を切り替えることができ，粒度の大きい処理内容の整理のみに着目しつつ，自動実行可能なプログラムを作成することができる．
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