Object-oriented programming education support system utilizing learning analytics

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K03265
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 09080:Science education-related
• Research Institution: National Institute of Technology, Kumamoto College
• Principal Investigator: Murata Miyuki 熊本高等専門学校, 拠点化プロジェクト系情報セキュリティグループ, 教授 (50290838)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 掛下 哲郎 佐賀大学, 理工学部, 准教授 (10214272) ; 大月 美佳 佐賀大学, 理工学部, 講師 (20315138)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: ラーニングアナリティクス / プログラミング / e-learning / 穴埋め問題

Outline of Final Research Achievements

The purpose of this study is to extend pgtracer, a programming education support tool for C language developed by the applicants, to Java, and to obtain useful knowledge for programming education by analyzing learning logs obtained through operational experiments. To extend pgtracer for Java, we developed a program that automatically generates a program and a trace table from given Java source code. The trace table was also extended to support functions specific to object-oriented programming, such as message transmission. We conducted operational experiments and analyzed the collected data to obtain knowledge. These results were published in journals and international conferences.

Free Research Field

計算機工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

大規模化・複雑化するソフトウェアの開発を効率化するためオブジェクト指向技術の重要性が増している．本研究で開発したツールは，大学・高専におけるオブジェクト指向プログラミング教育の問題となる演習時間とスタッフの不足を補い，オブジェクト指向プログラム特有の概念の習得を支援する．本ツールが出題する問題はプログラムと実行状況を表現するトレース表の穴埋め問題であり，学生にとっても取り組みやすい．運用実験によって収集したデータからは，作成した問題難易度の分析，学生が誤りやすい箇所の抽出など，オブジェクト指向プログラミング教育における学習効果や教育効果の最大化を図るのに有用な知見を得ることができた．