Development of a support system based on AI analysis for programming classes using tangible teaching materials

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K02805
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 09070:Educational technology-related
• Research Institution: Nippon Institute of Technology
• Principal Investigator: Kato Toshiyasu 日本工業大学, 先進工学部, 准教授 (20826698)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 神林 靖 山陽小野田市立山口東京理科大学, 工学部, 教授 (40269527)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 授業支援システム / 対面授業 / プログラミング / タンジブル教材 / 学習履歴の分析

Outline of Final Research Achievements

Supporting both learners and instructors is a crucial challenge in programming education. To address this, we developed a support system based on AI analysis specifically for programming classes using tangible educational materials. This system was utilized in real high school classes and evaluated experimentally. The results showed that it could provide instructors with detailed information on student progress and overall class trends. Surveys indicated that the proposed system effectively supports both learners and instructors. The approach can potentially be applied to non-programming subjects as well, demonstrating its capability to support face-to-face classes using tangible materials.

Free Research Field

教育工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

プログラミング教育は世界的に研究が進められており、日本の学校教育としても小学校から必須となっている。本研究の成果は、これら世界的に求められている教育の学習指導において、一つの提案を実現できたものである。学習者は、タンジブル教材を扱うことでより身近にプログラミングを体験的に学ぶことができる。指導者は、アナログの教材でもコンピュータを通じて個人とクラス全体の進捗状況を把握することができるようになり、対面授業という限られた時間内で指導ができる。アナログとデジタルの複合教材を実証できたことは、これからの教材開発へ応用できることを示したと言える。