2020 Fiscal Year Research-status Report
Development of model courses and educational materials for popularizing program visualizing tool TEDVIT
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18K11567
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
伊東 幸宏 静岡大学, 情報学部, 特任教授 (20193526)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小西 達裕 静岡大学, 情報学部, 教授 (30234800)
小暮 悟 静岡大学, 情報学部, 准教授 (40359758)
野口 靖浩 静岡大学, 情報学部, 講師 (50536919)
山下 浩一 常葉大学, 経営学部, 准教授 (30340110)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 学習支援システム / プログラミング教育 / 視覚化 / 教材開発 / オーサリングシステム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
(A)モデルカリキュラムの蒐集とモデル授業計画の設計：大学情報専門課程の中級プログラミング授業から、①ポインタ概念の学習、②変数値の変化を視覚化することが有用なアルゴリズムの学習、に関するモデルカリキュラムを調査し、その中でTEDViTの使用に適したテーマに対して、TEDViTを使用した授業計画を設計した。また文系学生対象を対象に、③JavaScriptとHTMLを用いたWebアプリケーションの構築方法の学習について同様のことを行った。
(B) TEDViTを用いたプログラミング教育の方法論の明確化：上記①～③の対象につき、 TEDViTを用いた教育方法をそれぞれ提案した。
(C) 教材データライブラリの構築：(A)で述べた３つのモデル授業で用いる教材データ（学習対象プログラムと可視化ルール集）を作成した。
(D) オーサリングシステムの開発： TEDViTの可視化ルールの編集と実行テストを支援するGUIベースのツールを開発した。可視化ルールの発火順序はルール中に陽に示されていないため、対象プログラム実行プロセス中の特定の時点の見え方を変更したい場合に、どのルールを編集すればよいか探すのにコストがかかるという問題があった。この問題に対し本ツールでは可視化されたプログラム実行プロセスのタイムラインが表示され、見え方を変更したい時点に関わるルールをすぐに特定できる。これにより一般の教員が可視化ルールを定義・変更することがより容易になった。
(E) 開発した教材・オーサリングツールの評価：以上の成果につき学生や現場教員を被験者とする評価実験を行い、肯定的な評価結果を得た。
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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
研究計画において設定した（A）～（E）の各項目について概ね予定通りの成果を得ている。項目（D）については当初は単にツールのGUI化のみを構想していたが、実行プロセスのタイムラインの表示という着想をこの期間に得たことから、当初の予定よりも有効性の高いツールになったと考えている。項目（E）については当初、研究代表者・分担者が所属しない教育機関の正規授業にて評価実験を行うことを想定していたものの、コロナウイルス流行により対面授業の激減と他校学生との対面による交流が難しくなったことから、実験室実験に切り替えた。やむを得ない事情ではあるが、当初の予定を実現できていない。この両項目の評価を相殺して、「おおむね順調に進展している」とした。
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| Strategy for Future Research Activity |
ここまでの各年度における研究はおおむね計画通りに進捗しているため、基本的には当初に設定した以下(a)～(c)の研究目的を達成すべく年度毎に研究を進めていく。ただし(a)(e)については、コロナウィルス流行による授業方法の変化（対面集合授業のオンライン・オンデマンド授業への置き換えなど）に対応した考察が必要になると考えており、今後各教育機関の教育状況の実態調査を踏まえて検討する予定である。
(a)教育機関・企業等から提供されたモデルカリキュラムに基づき、TEDViTを導入したモデル授業計画を設計する。
(b)モデル授業におけるTEDViTの使用法を整理し、TEDViTを導入した授業設計の指針を確立する。
(c)モデル授業用教材データライブラリを構築する。
(d)一般教員が挙動の「見せ方」を容易にカスタマイズできるオーサリングシステムを開発する。
(e) 教育機関・企業等における実授業にTEDViTを試験的に導入し評価する、評価結果に基づいて改善を行い、次年度以降の教育再実践に活用する。
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| Causes of Carryover |
当初の研究計画では研究成果の発表や調査のために国内・国外への出張旅費が計上されていたが、新型コロナウィルスの流行に伴い調査目的の出張の中止や学会のオンライン開催が数多く生じ、そのため旅費の一部が不要になったため。
次年度に開催される学会出張、および関係事項調査のための旅費に充てる。
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