2021 Fiscal Year Research-status Report
実践的ソフトウェア開発に寄与するプログラミングおよびコーディング学習に関する研究
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18K11587
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| Research Institution | Kanagawa Institute of Technology |
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Principal Investigator |
納富 一宏 神奈川工科大学, 情報学部, 教授 (50228300)
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2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | プログラミング教育 / ソフトウェア開発 / コーディングスタイル / ラピッド・プロトタイピング / コードレビュー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，「プログラミング時のキーボード操作における時系列情報を活用したコーディングスタイル学習」を実現するシステムを開発研究することにより，提案方式およびシステムがプログラミングのコーディングにまつわる問題解決に寄与できること，さらには，企業が求めるＩＴ人材養成の実践教育に役立つことを明らかにすることを目的に４年目の取り組みに臨んだ．コロナ禍の影響により，当初計画のステップ３として掲げた目標「コーディングスタイル学習情報による学生への有効なフィードバックへの応用」について継続して研究を実施した．
(1)本研究において，プログラム編集操作を記録・再生・共有するシステムを修正・拡張した．すなわち，①プログラミング時のソースコード編集操作をブラウザ上に配置したテキストエディタにより，キーボードおよびマウス操作を逐次記録し，クライアント側またはサーバ側にコーディングシーケンス（JSON形式によるテキストファイル）として保存すること，②コーディングシーケンスを用いることによりブラウザ上のテキストエディタ上で編集操作を再現すること，③サーバ上に複数の学生がプログラミング演習の際に保存したコーディングシーケンスを検索・共有すること，を実現した．
(2) Cプログラミング演習，Javaプログラミング演習を通じて，開発システムの試用を実施した．前者ではプログラミング上級者である学生によるコーディングシーケンスをお手本として学習者へ提示・活用した．後者では，学生同士のプログラミングの操作内容を共有することにより，自分の知らない方法やコーディングのテクニック，プログラミング上級者の変数名や関数名の表現方法やコメント記述時の工夫など，気づきや学びに繋がっている状況を，アンケート調査を通して確認することができた．
今後，学習者へのフィードバックに関する部分について検証を進める．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当年度の目標である「コーディングスタイル学習情報による学生への有効なフィードバックへの応用」において，コーディング時のソースプログラムの表現方法に関して，学習者本人が普段用いていないコーディングスタイルへの新たな気づきや学びを，本研究が提案するコーディングシーケンスの記録・再生・共有により，与えることが可能であることが示唆されていることから，本システムの目的の妥当性や当初目標とした役割を果たせているかをさらに検証する必要がある．
また，学生へのフィードバックの具体性については，アドバイスとして有効な判定を自動化できるかに依存していると考えている．これらをさらに検討・研究するために，コーディングシーケンスをプログラミング編集ログであると捉え，これらデータからプログラミングスキルの判定が可能であるかについて考察していくことが重要な課題であるが，これらはまだ達成できていない．
これらのことから，当年度までの目標となる「フィードバック」として具体的なアドバイス提示を実現すべく発展的に本課題の継続を行っていきたい．
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| Strategy for Future Research Activity |
本課題で提案している「プログラミング時のキーボード操作における時系列情報を活用したコーディングスタイル学習」は，通常の動画データ配信による通信量を大きく削減する方式として適しており，オンデマンド方式による事前・事後学習への適用に向いていることが実験により示された．
５年目となる2022年度は，①コーディングシーケンスを用いたプログラミングスキル判定手法の検討，②フィードバックとしての具体的なアドバイス提示の実現，および③反転授業への活用に着目し，これらに関する事項をそれぞれ明らかにしていきたい．
当初計画の通り，記録された情報の有効な活用方法を見出すことを目的として，教育・学習ポートフォリオへの応用を目指し，①コーディング環境の操作に関するもの，②コーディングテクニックに関するもの，③プログラミング言語の文法に関するもの，をそれぞれ用いて，学生へのフィードバックの効果に関して検証を行う．さらに，教育・学習ポートフォリオとしての付加価値として期待できる項目について知見を集める．
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| Causes of Carryover |
コロナ禍において学会がハイブリッド開催される場合もあるが，2021年度については現地への参加は見合わせた．よって，オンライン参加となったことで旅費の支出がなかったが，2022年度については制限緩和される見込みのため次年度での使用とした．よって，先に示した今後の研究の推進方策に従いさらに研究を進め，新たな知見を加えた研究結果をまとめ，成果発表のための学会参加費用や論文投稿費用として使用する計画である．
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