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2018 Fiscal Year Research-status Report

Construction of learning support system using transformative goal model for proactive problem-solving skill development

Research Project

Project/Area Number 17K18665
Research InstitutionThe Open University of Japan

Principal Investigator

加藤 浩  放送大学, 教養学部, 教授 (80332146)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 森本 容介  放送大学, 教養学部, 准教授 (00435702)
鈴木 栄幸  茨城大学, 人文社会科学部, 教授 (20323199)
舟生 日出男  創価大学, 教育学部, 教授 (20344830)
久保田 善彦  宇都宮大学, 教育学部, 教授 (90432103)
望月 俊男  専修大学, ネットワーク情報学部, 准教授 (50379468)
近藤 伸彦  首都大学東京, 大学教育センター, 准教授 (10534612)
Project Period (FY) 2017-06-30 – 2020-03-31
Keywords教育工学 / 情報教育 / プログラミング教育 / ラーニングアナリティクス / 学習支援システム / 変容的学習 / 真正の学習
Outline of Annual Research Achievements

Scratchコミュニティ上の約250名が作成した約1000本のプログラムを収集・分析した結果、7割程度の子供が数本のプログラムを作成しただけでプログラミング活動を中断することが明らかになった。さらに詳しく調べたところ、その多くが開始直後につまずいていること、および、開始直後は多くの子供が独自のプログラムを作るのではなく、お手本のプログラムをもとに作成・改良することが分かってきた。このため、個々の特性に対応したプログラミング学習を行う前に,この時期のドロップアウトの特性を明らかにして、適切な指導を行うことが必要であると判断した。
また、高校の授業として自由なプログラミングを行う場合の初期学習の状態について調査したところ、多くの生徒はプログラミングを楽しいと感じているが、2割程度は面白くないと感じているという二極化した印象を持っていることが判明した。さらに、プログラミング自体が分からないというよりも、何を作っていいかが分からないという生徒が多いことも明らかになった。よって、初期の支援では、子供に対して、作りたいと思わせるようなプログラムを示唆することが重要であると判断し、まず初心者に対して提示する教材の開発と充実を図った。
システムも、子供が作成したプログラムを分析することに加えて、開始直後には、あまりプログラムを作成する本数が多くないため、どのようなプログラムをお手本にしているか、どのようなプログラミング活動をしているかなどの、子供の学習活動を指導者が記録する機能を加えたものを開発した。
なお、本研究で使用しているプログラミング環境であるScratchの大幅なパーションアップが2019年1月に行われ、ver.3となり、プログラムの分析対象である、内部構造も大幅に変更になったため、プログラミング分析機能についても変更する必要が生じており、その改修に取り組んでいる。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

前述したように、Scratchコミュニティ上の大量のプログラムの分析と高校の授業分析により、自由なプログラミング学習における大きな問題が初期段階にあり、その時に適切な手本のプログラムを子供が選択・利用したり、初めてプログラムを作る子供に対応して、どのようなプログラムを作ってくかを適切に指導する必要があることが明らかになった。このためプログラミング学習における漸進的目標形成モデルの構築についても、この初期状態で子供がどのような興味や作成する能力があるかなどをもとにしたモデルを作ることが有効であることが明らかになった。
これに対応するために、システムもプログラムの分析だけでなく学習状態の記録も指導者が行うe-ポートフォリオタイプに改修を進めている。
また、指導者が子供に提示する各種教材の開発を行った。

Strategy for Future Research Activity

指導者による学習状態の記録機能とScratch3.0対応のシステムにおいて、プログラミング学習を始めた子供の学習活動の状況を学習履歴として収集を行い、個々の子供の特性と継続する学習の関係を明らかにしていく。それと同時に、その特性や学習の状況において適切な手本のプログラム提示方法やファシリテーション方法などをシステムが指導者に提案できるようにしていく。

Causes of Carryover

出席を予定していた国際会議が不採録だったため2名分の海外出張旅費が使われなかった。
プログラミングを教える教室に対して企業から中古パソコンの寄付があったため、購入予定のパソコンが不要になった。
今年度は国際会議が採録されたので、海外出張旅費を支出する。また、プログラミング受講者が増えたため不足分のパソコンを購入する。

  • Research Products

    (22 results)

All 2019 2018 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (15 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results) Book (2 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] 多人数授業におけるグループワークの運営を支援するグループウェアの開発と評価2019

    • Author(s)
      西森年寿 , 加藤浩 , 八重樫文 , 望月俊男 , 安藤拓生 , 奥林泰一郎
    • Journal Title

      日本教育工学会論文誌

      Volume: 42(3) Pages: 271-281

    • DOI

      https://doi.org/10.15077/jjet.42060

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] コンピュテーショナル・シンキング概念に基づくプログラム自動評価機能を持つ Scratch 用学習支援システムの開発2018

    • Author(s)
      太田剛, 加藤浩, 森本容介
    • Journal Title

      教育システム情報学会誌

      Volume: 35(2) Pages: 204-214

    • DOI

      https://doi.org/10.14926/jsise.35.204

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Modeling of Learning Process based on Bayesian Networks2018

    • Author(s)
      Nobuhiko KONDO and Toshiharu HATANAKA
    • Journal Title

      Educational Technology Research

      Volume: 41 Pages: 57-67

    • DOI

      https://doi.org/10.15077/etr.42136

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] "他者の援助を通した学習を自己制御する 「自己足場かけスキル」の育成に関する研究"2019

    • Author(s)
      鈴木栄幸,舟生日出男,久保田善彦
    • Organizer
      日本教育工学会研究会JSET19-1
  • [Presentation] 自動選定した教学IRデータに基づくアカデミック・サクセスの予測2019

    • Author(s)
      近藤伸彦, 松田岳士, 林祐司, 渡辺雄貴, 松河秀哉, 立石慎治, 椿本弥生, 山下英明
    • Organizer
      第27回教育学習支援情報システム(CLE)研究発表会
  • [Presentation] 遠隔教育における独習を支援するバーチャル自習室の開発と評価2018

    • Author(s)
      原田織子, 加藤浩
    • Organizer
      日本教育工学会研究会
  • [Presentation] 小集団の対面議論の共調整を促す協調学習支援システムの提案2018

    • Author(s)
      望月俊男, 江木啓訓, 岡澤大志, 佐々木塁, 冨永拓巳, 吉野絢由沙, 久保田善彦, 加藤浩
    • Organizer
      日本教育工学会第35回全国大会
  • [Presentation] デジタルストーリーテリングによる一単位時間の学習者の振り返り2018

    • Author(s)
      湯澤浩之,久保田善彦
    • Organizer
      日本教育工学会第34回全国大会
  • [Presentation] 概念地図を使った説明活動に関する研究2018

    • Author(s)
      永嶌政宏,久保田善彦
    • Organizer
      日本教育工学会第34回全国大会
  • [Presentation] 料理の最適化で働くプログラミング的思考2018

    • Author(s)
      久保田善彦,杉崎妙子,舟生日出男,中野博幸
    • Organizer
      日本教育工学会第34回全国大会
  • [Presentation] 生徒が主体的にコンテンツを作成する学習プログラムの開発2018

    • Author(s)
      大崎貢,久保田善彦
    • Organizer
      日本教育工学会第35回全国大会
  • [Presentation] 「助けられて出来る」から「一人で出来る」への移行過程の分析 -日本語ラップの歌詞作成指導/個人練習場面から-2018

    • Author(s)
      鈴木栄幸,舟生日出男,久保田善彦,加藤浩
    • Organizer
      日本教育工学会 第34回全国大会
  • [Presentation] Bayesian Network about Students’ Learning Process using Bayesian Network with LMS Log Data2018

    • Author(s)
      Nobuhiko Kondo and Toshiharu Hatanaka
    • Organizer
      7th IIAI International Congress on Advanced Applied Informatics
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ベイジアンネットワークによるLMSログからの修学状態推定2018

    • Author(s)
      近藤伸彦, 畠中利治
    • Organizer
      第62回システム制御情報学会研究発表講演会
  • [Presentation] cmi5対応学習管理システムの設計と開発2018

    • Author(s)
      森本容介, 仲林清, 星野忠明, 前田宏
    • Organizer
      教育システム情報学会研究会
  • [Presentation] 高校での「教えない」プログラミング教育の実践と評価2018

    • Author(s)
      太田剛, 加藤浩
    • Organizer
      情報処理学会 情報教育シンポジウム(SSS2017)
  • [Presentation] Quantitative Analysis for Developmental Stages and Factors of Scratch Programming.2018

    • Author(s)
      Go Ota
    • Organizer
      Scratch Conference 2018 Tokyo
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 系統的学習を考慮した小学校プログラミング教育用教材の試作2018

    • Author(s)
      太田剛
    • Organizer
      日本STEM教育学会 第1回年次大会
  • [Book] これならできる小学校教科でのプログラミング教育2018

    • Author(s)
      赤堀 侃司、久保田 善彦、つくば市教育局総合教育研究所
    • Total Pages
      96
    • Publisher
      東京書籍
    • ISBN
      4487811848
  • [Book] 学習科学ハンドブック第二版第1巻2018

    • Author(s)
      森敏昭,大島純,秋田喜代美,白水始(監訳)望月俊男,益川弘如(編訳)
    • Total Pages
      238
    • Publisher
      北大路書房
    • ISBN
      4762830259
  • [Remarks] コード忍者の里

    • URL

      http://tk2-249-34225.vs.sakura.ne.jp/ncv4s/jutusall/

  • [Remarks] プログラミング学習のための教材 (プログラミング学習を初心者用の教材)

    • URL

      http://beyondbb.jp/CDmama/materials.html

URL: 

Published: 2019-12-27  

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