2015 Fiscal Year Research-status Report
熟練プログラマの視点に基づく着目範囲・抽象度提案型プログラミング学習支援システム
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15K16104
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
野口 靖浩 静岡大学, 情報学部, 講師 (50536919)
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2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | プログラミング学習支援 / 対象世界モデル / デバッグ支援 / 知的学習支援 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成２７年度の成果は、想定されるいくつかの抽象度を対象として典型的な視覚化モデルを設計・構築したこと、そして、実際のプログラミングの講義・演習において、構築した視覚化モデルの働きを調査・分析したことである。
実際に“社会人技術者を対象とした講義・演習”と“大学生を対象とした講義・演習”に設計・構築した視覚化モデルを適用した。今回は講師が用意したサンプルプログラムを対象として視覚化を行った上で、講師の説明や学習者の手元でのトレースに視覚化モデルを利用した。社会人技術者を対象とした講義・演習では、C言語のポインタの学習を対象として、“特定のデータ構造を使った説明”、“ソースコードによる説明”、に加えて“低抽象度のメモリの状況を用いたモデル”を導入した。大学生を対象とした講義・演習では、繰り返しの制御構造の学習を対象として、“特定のデータ構造を使った説明”、“ソースコードによる説明”、“具体的な値に基づく実行ステップによる説明”による実践を行った。
これらの実践における調査から、プログラミング学習において異なる抽象度での見比べに有効性があることと、構築した視覚化モデルの有効性が一定程度確認できたと考えている。同時に視覚化の設計と構築には講師への負荷が伺え、視覚化の効果と講師への負荷のバランスについても検討の必要があることが示唆された。学習内容に応じて異なる抽象度の組み合わせによる視覚化が必要であり、講師の準備負荷・学習者の認知負荷の面からも、プログラミング学習における典型的な抽象度の組み合わせについても調査していく必要がある。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
平成２７年度は、講師が準備したサンプルコードを対象として各抽象度の視覚化及び抽象度間のトレーサビリティの視覚化モデルを構築し、実際のプログラミングの講師・演習で利用した。学習者自身の作成したソースコードを対象とした視覚化については、同じ機能のプログラムであっても学習者に応じて実装方法が異なること、学習者によってはビルドにまで至らない場合があること、C言語に関しては Segmentation Fault により分析が不可能になることなどの課題があり、限定的な視覚化は可能と想定されるものの、今回の実践で用いたレベルの視覚化の実現には至っていない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成２８年度は、平成２７年度に構築した視覚モデルの拡張と状況適合型視点提案機能の設計を進める。特に学習者自身の作成したソースコードの視覚化に取り組むにあたって、プログラミングの講義・演習における講師のサンプルコードの視覚化と学習者の作成したコードの視覚化の役割分担を整理し、学習者の作成したコードの視覚化が有効なケースに注力して取り組む予定である。また、学習者の作成したソースコードを解析しやすくするように、講義・演習の設計や学習者に与えるベースとなるソースコードなどについても担当講師と議論をしていく予定である。
また、当初想定した典型的な抽象度の内、メタファーレベルの抽象度に関しては、システムに組み込まず、講師の講義資料との連携の中で実現することとする。これは、平成２７年度の実践の中で、少なくとも現在テストベッドとしている講義・演習においては、この抽象度及びこの抽象度と他の抽象度間の関係の理解が学習の困難とはなっていないことが分かったためである。
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