2022 Fiscal Year Research-status Report
An Experience Sharing Platform for Programming Learning Based-on the Creative Learning Spiral
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21K12165
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| Research Institution | Ritsumeikan University |
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Principal Investigator |
高田 秀志 立命館大学, 情報理工学部, 教授 (30378830)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | プログラミングワークショップ / 振り返り / 体験共有 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
子ども向けのプログラミングワークショップを対象に、ワークショップでのプログラム体験を振り返るとともに、ワークショップに参加したことのない子ども達と体験共有が行えるようなシステムの構築を進めている。本研究においては、プログラミングを行っているPCの画面や子ども達の様子を録画し、その中から特徴的な場面を抽出して短時間の動画を生成することにより、その動画を振り返りや体験共有に用いることを目指している。今年度は、前年度に構築したPC画面から重要場面を抽出する手法に関して、国際会議で報告を行った。また、抽出された重要場面には冗長性が多く含まれていたことから、機械学習を用いて精度を上げる方策について検討と実装を行った。本方策では、深層学習により画像認識を行う学習済みモデルを用いて、構成されているニューラルネットワークの中間層からの出力を画像の特徴量として重要場面の抽出に用いている。これにより、前年度に実現したOpenCVによる特徴点抽出を用いる方法に比べて、特徴点の動きなどに関して指定すべきパラメータの数が削減でき、プログラミング作品のテーマへの依存度を減らすことができることが分かった。一方で、課題となっている冗長性については、さらに検討が必要であることも示唆された。加えて、ワークショップにおけるプログラミング体験をより向上させることを狙ったプログラミング作品の共同実行環境の開発や、新型コロナウィルス禍を経て需要が高まっている遠隔ワークショップを開催するための遠隔協調作業関連の基礎的な検討を行い、国内学会において発表した。
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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
プログラミングを行っている画面を録画しておき、その中から振り返りや体験共有に重要な場面を抽出するための手法については、冗長性に問題があるものの、ワークショップの参加者へのアンケート結果などから有効性がある程度確認されている。NPO法人と協力して月に2回程度の割合で開催している実際のプログラミングワークショップにおけるデータの収集についても、新型コロナウィルス禍が落ち着きつつあることから、継続的に実施できている。一方で、子ども達の行動や仕草の中から重要場面を抽出する手法については、ワークショップ参加中はマスク着用としていることから、当初想定していた顔の表情を用いることが困難な状況が続いている。体験共有を行うための動画にどのような場面を含めるべきかについて、再検討が必要であると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度は本研究課題の最終年度であるため、ワークショップにおける実適用と評価を中心にして研究を進める。すでに、月に2回程度でワークショップを行うことが計画されており、これまでに得られた成果を実社会へ還元していく。その上で、前年度までに実施した振り返りのための動画共有にはYouTubeを用いていたが、CMSを用いた独自サイトで実現できる目処が立っていることから、参加者の利便性を考慮して、振り返りや体験共有に特化したサイトの構築を進める。これらの作業については、大学院生を中心とした研究協力者と共同して実施する。ワークショップの参加者はのべ100名以上を見込んでおり、より多くの子ども達に波及効果が生まれることが期待される。また、海外との往来もしやすくなってきたことから、国際会議での発表を通じて研究成果の周知に努める。
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| Causes of Carryover |
コロナ禍により海外との往来が制限され、また、国際会議の多くはオンライン開催となっていたことから旅費の支出が想定を下回った。令和5年度は、海外渡航も含めて成果発表に努める。また、PC画面録画からの重要場面抽出処理は非常に計算時間のかかる処理であり、高いCPU性能が必要とされるため、Apple社からの新機種発売を待ってから購入することにしていたが、年度末に発売されたため、令和5年度に入り次第導入し、効果を確認する。
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