2020 Fiscal Year Research-status Report
Educational System based on analysis of learners' programming process in programming exercise
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19K12265
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
小西 達裕 静岡大学, 情報学部, 教授 (30234800)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山下 浩一 常葉大学, 経営学部, 准教授 (30340110)
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)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 学習教育支援システム / プログラミング教育 / 振り返り学習支援 / 教師支援 / プログラミングプロセス分析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究目的Ａ）プログラミング演習時の学習者のプログラミングプロセスを分析し、学習者・教員に有用な情報を抽出する手法を明らかにすることについては、プログラミング演習時の学習者のPCからエディタの編集履歴データをサーバに吸い上げる環境を開発し、実授業環境で機能テストを行った。また得られた編集履歴から、学習者がプログラミング中に行き詰まりを起こしたか、その行き詰まり箇所が正解プログラムのどの部分に対応するか、その部分は演習の学習テーマのどれに関連するものか、の３レベルの分析を行う機構を構築した。
研究目的Ｂ）課題遂行プロセスの分析結果を有効に活用できる学習教育支援システムを開発することについては、主として演習担当の教師を授業中に支援する機能の検討に重点を置き、演習中に個別指導を行う教員が行き詰まり原因を同定してクラス全体の指導に役立てることを支援する教育支援環境を構築した。具体的には、演習を受講している学生のリスト表示機能、学生リスト上で行き詰まりを起こしている学生を強調表示する機能、行き詰まりを起こしている学生のプログラムソースコードを表示したうえで行き詰まり箇所を強調表示する機能、学生が行き詰っている箇所に対応する学習テーマをクラス全員分集計して頻度分布を表示する機能、を有するシステムである。これらの機能は、教員による机間巡視中の学生への声かけ、個別指導時の学生の行き詰まりの円滑な把握、クラス全体の指導のための理解状況の傾向把握、などに役立てることができる。
構築したシステムの有用性についてプログラミング演習を担当する教員およびTA経験者に評価してもらったところ、肯定的な評価を得た。
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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
実績概要にて説明したシステムの構築は当初の研究計画に沿ったものであり、全体としておおむね順調に進展していると評価してよいと考える。当初予測していなかった事柄としては新型コロナウィルス流行により大学における対面授業のほとんどがオンライン・オンデマンド授業に置き換わったため、このシステムで想定しているプログラミング演習中の教員による机間巡視の状況が現実にはほとんどなかったことが挙げられる。そのため、実授業にて行う予定だった評価実験はやむなく実験室環境で行うことになった。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初予定していた研究計画における本学習支援環境の機能のうち、振り返り学習支援機能（学習者が自らの課題遂行プロセスを振り返り、自らの弱点や十分理解できた事柄を再確認することを支援する機能）、教員による授業改善支援機構（演習後に授業改善を行う教員が各学習者にとっての課題難易度の適切性を把握したり、多くの学習者が行き詰まった原因を把握することを支援する機能）については未設計であるため今後はこれを設計・実装して評価する。
また令和２年度においては新型コロナウィルス流行に伴い大学など多くの教育機関ではオンライン・オンデマンド授業が激増したが、アフターコロナの世界においてもこの傾向は完全に元に戻るとは思えないため、対面集合授業での机間巡視の支援だけではなく、オンライン・オンデマンド授業におけるプログラミング演習でもこのシステムが活用できるように、拡張が必要な機能について検討し、システムの仕様に取り入れたい(特にオンデマンド型の授業においては非同期型の学習になるため、いかにして学習者と教員・学習者どうしを結びつけるかが鍵になると考えている)。そのことにより、現代社会においてより有用性の高い研究とすることをめざす。
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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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