Educational System based on analysis of learners' programming process in programming exercise

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K12265
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 62030:Learning support system-related
• Research Institution: Shizuoka University
• Principal Investigator: KONISHI Tatsuhiro 静岡大学, 情報学部, 教授 (30234800)
• 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, 准教授 (50536919)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2024-03-31
• 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

Outline of Final Research Achievements

We developed the following two educational environments for analyzing learner’s programming process and for extracting various information being useful for learners and teachers. (1) An educational environment by which users can observe learner’s behavior. (2) An educational environment by which users can analyze the observed behavior. As (1), we developed a system for collecting real-time data of learner’s actions in editing his/her source codes. As (2), we developed two systems: (2-a) a system for detecting learner’s being in impasse and finding which misunderstanding caused the impasse. (2-b) a system that helps teachers to design their lectures by giving overview of the result of the system (2-a).
We also conducted experimental evaluation of the systems and found they have a certain effectiveness for education.

Free Research Field

教育工学、ヒューマンインタフェース

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

学習者のプログラムを分析して学習教育に役立てる研究としてはコンパイルエラー解消までのエラーメッセージを分析するものがある。しかしコンパイルエラー解消後の学習支援に役立たない。コンパイルエラー修正後も支援する研究では分析時点の最新プログラムのみを分析し、プログラム作成プロセスを分析しないものが多い。プログラム作成プロセスを分析する研究としてはソースコードの変化や編集パターンを分析するものがあるが、本研究はより多様な情報リソースに基づいて分析する点に新規性がある。
本研究の成果はソフトウェア技術者教育の質の向上をもたらすため、近年のソフトウェア技術者の不足傾向を鑑みるに大きな社会的意義を持つ。