2017 Fiscal Year Research-status Report
Webによる統合プログラミング学習環境を利用したプログラミング・ポートフォリオ
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17K01154
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| Research Institution | Nanzan University |
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Principal Investigator |
蜂巣 吉成 南山大学, 理工学部, 教授 (30319298)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉田 敦 南山大学, 国際教養学部, 教授 (50283495)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | プログラミング学習 / WebIDE / プログラミング・ポートフォリオ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
初学者が学びやすく，実践的なスキルを獲得できるようなWebによる統合プログラミング学習環境(WebIDE4LP)の実現を目指し，学習者用に入出力機能，プルーフリーダ機能を実現した．教育者向けの進捗状況把握機能について考察した．
初学者にもわかりやすい入出力機能として，Web に適した C 言語学習における入力方法の概念を整理し，初学者にもわかりやすくWebに適したライブラリ関数を設計・実現した．C 言語学習における入力モデルを従来のストリームから連想配列とストリームの組み合わせに変更し，それに合わせた入力インタフェースや入力関数を設計・実現した．学習者のプログラムから自動でテキストボックス(1つの値)やテキストエリア(値のリスト)のフォームを生成する環境を実現した．
実践的なスキルを獲得のために，学習者が作成した「きれいでない」プログラムに対して，効果的にフィードバックするプルーフリーダを試作した．制御構造に加えて，式などの細かい粒度で教育者が判断基準を独自に追加できるカスタマイズ機能と，識別子名などの特定の字句の出現回数を計測して，「きれいな」プログラムかどうかを判断する方法を提案した．数人規模ではあるが，実際にプルーフリーダを用いたプログラミング演習を行い，それらの結果をまとめて国内のワークショップに投稿・発表した．プルーフリーダは単体のコマンドとして動作しており，WebIDE4LP上で動作させることは今後の課題である．
教育者に対して，学習者の編集途中のプログラムから演算式における演算子や被演算子の型などを抽出して，学習者のソースプログラムを同値類分割し，進捗状況を把握する方法について考察した．数人規模の実験の結果，提案した進捗状況把握方法を用いることで，進捗状況の把握をある程度行えることが確認できた.
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初の計画では平成30年度にWebによる統合プログラミング学習環境(WebIDE4LP)を設計・実現し，その上で入出力機能やプルーフリーダ機能，教員用に学習者のプログラミング・プロセスを記録・再生する機能などを実現する予定であった．研究実績の概要で述べたように入出力機能やプルーフリーダ機能などはほぼ予定通りに実現したが，WebIDE4LPの実現には至らなかった．WebIDE4LPの設計・実現は指導大学院生の修士論文の一環として行う予定であったが，当該学生が体調不良により昨年度後半を休学したために進捗がやや遅れた．
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| Strategy for Future Research Activity |
現在までの進捗状況で述べた大学院生の体調も回復し，さらに今年度から大学院生2名が新たに入学したので，彼/彼女らの協力も得て研究を遂行していく．昨年度前半でWebIDE4LP実現における課題を整理し，実現のための基本的なアイディアは次のように得ている．
種々の学習支援機能を統一的，効率的に実現するための入出力や実行方法などの標準化を行う．学習支援機能への入力は，ソースプログラム，コンパイルエラーメッセージ，実行時における入出力，学習状況(キー入力の操作状況など)などを考え，それらを整理し，入力形式の統一化を行う．出力もテキストメッセージを中心に整理，統一化する．実行方法は，編集・コンパイル・実行の基本機能とそれ以外の拡張機能に分けて考える．拡張機能は基本機能に連動して実行する機能と，基本機能とは独立して実行する機能に分類し，それぞれの実行方法を整理する．前者はアスペクト指向的なフック，後者はユーザインタフェースの追加などで統一的に扱えると考えている．
WebIDE4LPを実現した後に，当初の予定であるプログラミング・プロセスから概念理解度を測定する方法について考察する．昨年度提案した進捗状況把握方法などを発展させ，作成途中のプログラムから条件分岐，繰返し，関数，データ構造などに関する部分のプログラム断片を抽出して理解度を測定する方法について検討する．
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| Causes of Carryover |
平成29年度に購入予定だった計算機を平成30年度に購入することにしたので差額が生じた．
平成30年度は物品費で計算機を購入し，大学院生の学会発表等で旅費を使用する予定である．
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| Remarks |
蜂巣 吉成, 吉田 敦, 阿草 清滋. プログラムの誤り修正課題および正誤判定プログラムの自動生成. 情報処理学会論文誌: 教育とコンピュータ, Vol. 3 No. 1, pp. 64-78 (2017-02) にて論文発表済み
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