2019 Fiscal Year Research-status Report
並列プログラミングのための反転授業向け学習支援ツールの研究
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18K02920
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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) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | MOOC / 反転学習 / 自動生成 / 並列処理 / 並列プログラミング / CUDA / MPI |
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| Outline of Annual Research Achievements |
並列コンピュータが一般化し、そのための並列プログラミングの需要が増加している。並列プログラミングの学習においては、APIの理解およびスレッド制御やデータ依存関係を理解するために、一般に、大量の例題を用いた学習が有効である。
2019年度は、並列プログラミングのためのフレームワークとして、分散メモリ型並列システム向けの並列化ツールであるMPIプログラミング、及びNVIDIA社製グラフィックプロセッサ（GPU）のためのプログラミング手法の一つであるCUDAプログラミングに対して、学習コンテンツの作成およびプログラミング演習の例題となるwebツールを作成した。MPIの実装には、サーバ内に、OpenMPIをインストールし、問題の自動生成及び問題の採点の際に、サーバ内で実行するころで実現した。なお、MPIの実行はプロセス数を指定する必要があり、学習者の理解のしやすさ及びシステムの安定度などを勘案し、4プロセスに固定することにした。
MPI及びCUDAに対するwebツールとしては、単語レベルの穴埋め問題、文レベルの穴埋め問題、デバック問題、プログラム出力推定問題を実装し、疑似的な反転授業形式で、MPIのプログラミング教育において、一部の検証を行った。
MPIプログラミング教育に対する本ツールの効果の検証においては、疑似的な反転授業形式で学習した後に、理解度確認テスト１を行い、その後、webツールを用いたプログラミング演習を行い、理解度確認テスト２を行った。結果を比較すると、テスト２の方が10%程度の点数の増加が見られ、webツールを用いることの優位性の検証が、一定程度確認できた。
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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
当初の予定通り進められている。
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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ているので大きな変更は予定していないが、新型コロナウィルス（COVID-19）の影響で、被験者を用いた実験を行ないにくい状況が続いている（2020年5月現在）ので、社会状況を見て、研究手順・方法の見直しを随時行っていきたい。
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| Causes of Carryover |
（理由）一定の実証実験を行ったものに、予定よりも少ない被験者で実施したこと、使用するソフトウェアを既存の設備で代用したこと、さらに対外発表のかかる費用を必要最小限に限定したことなどによる。
（使用計画）今後、被験者による実証実験を勧め、本方式の有用性を確認するとともに、優れたソフトウェアを導入し、プログラミング教育環境の整備をすすめ、研究成果を積極的に公表することに努めていく。
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