2020 Fiscal Year Research-status Report
Development of Integrated Development Environment with Teaching Support for Programming Learning
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20K12097
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
大川内 隆朗 日本大学, 文理学部, 助教 (70548370)
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2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | プログラミング教育 / システム開発 / 可視化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、プログラミング教育における指導に関してICT技術による支援を行うためのシステムの開発を行うことである。従来のプログラミング教育では、学生が完成させたプログラムの完成形を見て教員が指導を行うような形で、学生がプログラミングを行っている最中、すなわちコーディング過程の様子を教員側が把握することは困難であった。そこで本研究では、学生のコーディング過程をすべて記録し、指導者が効率的に振り返りを行うためのダイジェスト再生の機能を持ったシステムの開発を行うことを目的としている。
本年度は、国内外の先行研究の調査を通じて、開発するシステムの要件定義を行うとともにプロトタイプの開発を行うことを目標としていた。まず本研究と同様の目的意識を持った先行研究もいくつか見られ、それらを参考に本研究では「学習者のコーディングの手が止まったタイミング」、「学習者のコーディングのペース」、「コンパイルの成否とその実行結果」の記録と可視化を実装することとした。さらには研究協力者と議論する中で、従来研究には見られなかった、繰り返し処理や条件分岐など、特定の処理や制御に関するコーディングを追加したタイミングを検索できる機能を実装した。同機能は、プログラミング教育において、指導者が抑えておきたい重要なポイントになると考えており、今後行う予定のシステムの使用実験でも同機能の評価に関して注目していくことを考えている。
また本年度末には学会発表を行い、研究の成果を外部に公表するとともに、学外の研究者との議論を通して、本システムおよび本研究の改善に関する貴重な意見を得ることができた。2021年度は、それらの意見を踏まえたうえで、システムを完成させる予定である。
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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
本年度は、先行研究の調査を行い、システムのプロトタイプの開発を行う予定であった。実際の進捗としても、プログラミング指導にとって必要な要素（学習者の挙動・操作）を洗い出し、それを踏まえたうえで、まだいくつか改善の必要性は残されているものの動作するソフトウェアの開発に至った。年度末には学会発表も行い、総合的に計画通りに研究が進行していると考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究のこれまでの進捗に置いて、学習者のコーディング過程を記録し、ダイジェスト再生を行うことにより、指導者がより短時間で効率的な振り返りを行うための機能についてはほぼ実装できたと考えている。一方で、研究会での発表を通じた議論などでも指摘されたが、振り返りを行う機能のみでなく、指導を行う機能についても組み込むべきであるということを検討している。
昨今のコロナ禍の影響により、遠隔授業に対する需要も高まってきているが、それをプログラミング教育や本システムに当てはめた場合、コーディングの振り返りを遠隔やオンラインで実施できる機能が必要であるとともに、そのフィードバックをメールなどのテキストベースですべて行ってしまうことは、本研究の利点を大きく損ねることにもなりかねない。
したがって、本年度は指導に特化した機能を組み込むことにより、コーディングから指導までのプログラミング教育に関する一連の流れ全体を支援するようなシステムの完成を目指す。
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| Causes of Carryover |
コロナ禍の影響により、学外での研究活動が制限され、旅費や宿泊費などを利用する機会がなく、代わりに必要となった通信機器などを物品費として利用したが差額が生じた。また学会のポスターセッションなどで開発したプロトタイプを実際に外部の参加者に触れてもらったり、次年度のシステム実験用に使ったりするため、本年度中にノートPCを1台用意しようと考えていたが、学会発表もオンラインになり今年度中に手配するよりも次年度に手配した方がスペックや価格の面から妥当であると判断したため。
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