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並列プログラミングのための反転授業向け学習支援ツールの研究

研究課題

研究課題/領域番号 18K02920
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分09070:教育工学関連
研究機関甲南大学

研究代表者

若谷 彰良  甲南大学, 知能情報学部, 教授 (60330403)

研究分担者 前田 利之  阪南大学, 経営情報学部, 教授 (70320041)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワードMOOC / 自動生成 / 反転学習 / 自習 / PHP言語 / OpenACC / LLM / 生成AI / 並列処理 / FPGA / 量子アニーリング / 並列プログラミング / CUDA / MPI / OpenMP / AVX / 教育工学 / ソフトウェア / 学習システム
研究成果の概要

並列プログラミングの学習においては、一般のプログラミング言語と同様に、大量の例題を用いた演習による学習が有効である。本研究では、CUDA、OpenMP、POSIX thread、MPI、AVX、OpenACCの各並列プログラミングツール向け学習ツールからなるwebアプリケーションスイートを作成し、それぞれのツールに対して音声付き電子教材及び演習ツールを日英両方の言語で作成した。演習ツールはPHP言語を用いて問題を自動生成するようにしており、実運用により本webアプリケーションスイートの有効性を確認した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

並列コンピュータの一般化に伴い並列プログラミングの需要は高まっている。一方、反転学習の普及に伴うその事前学習の教材としてだけでなく、2019年に始まったcovid-19の影響等から、プログラミング言語の学習に対しても自学教材の必要性は顕著になってきている。本研究はそのような社会的要請に対応した自学教材を作成する試みの一つであり、プログラミング言語学習における演習問題の重要性に着目した実用的な研究である。代表的な6個の並列プログラミングツールに対して日英両言語で構築したwebアプリケーションスイートはそのような自学教材の試作としての高い価値がある。

報告書

(7件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (9件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 14件)

  • [雑誌論文] 生成AI を用いたC言語プログラミング学習のための助言システムの試作2023

    • 著者名/発表者名
      若谷彰良, 前田利之
    • 雑誌名

      甲南大学紀要 知能情報学編

      巻: 16 ページ: 7-16

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] 再帰関数を含むアプリケーションに対するOpenCLのハイブリッド並列2023

    • 著者名/発表者名
      若谷彰良, 中谷秋栄
    • 雑誌名

      甲南大学紀要 知能情報学編

      巻: 16 ページ: 1-6

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] 組合せ最適化問題に対する量子アニーリング方式の試用と考察2022

    • 著者名/発表者名
      若谷彰良
    • 雑誌名

      甲南大学紀要 知能情報学編

      巻: 15 ページ: 37-44

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 高位合成によるFPGAアクセラレータの試用と考察2022

    • 著者名/発表者名
      若谷彰良
    • 雑誌名

      甲南大学紀要 知能情報学編

      巻: 15 ページ: 83-90

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 並列プログラミング教育のための 自学用Web アプリケーションスイートの試作2020

    • 著者名/発表者名
      若谷彰良, 前田利之
    • 雑誌名

      甲南大学紀要知能情報学編

      巻: 13 ページ: 87-102

    • NAID

      40022500860

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Incremental auto-tuning を用いたOpenCLのhybrid 並列化2020

    • 著者名/発表者名
      若谷彰良
    • 雑誌名

      甲南大学紀要知能情報学編

      巻: 13 ページ: 103-110

    • NAID

      40022500861

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] スマートスピーカ―を利用した脳トレーニングアプリの試作2020

    • 著者名/発表者名
      若谷彰良, 浅見啓汰, 濱口昌寿
    • 雑誌名

      甲南大学紀要知能情報学編

      巻: 12 ページ: 159-166

    • NAID

      40022165881

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] GPU内蔵プロセッサにおけるhybrid並列のon-the-fly自動チューニングの評価2019

    • 著者名/発表者名
      若谷彰良
    • 雑誌名

      甲南大学紀要知能情報学編

      巻: 12 ページ: 1-8

    • NAID

      40022166634

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 反転授業を用いた並列プログラミング教育2019

    • 著者名/発表者名
      若谷彰良
    • 雑誌名

      甲南大学紀要知能情報学編

      巻: 11 ページ: 189-199

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Prototype of a self-study web application suite for parallel programming education2024

    • 著者名/発表者名
      A. Wakatani and T. Maeda
    • 学会等名
      Proc. of 18th annual International Conference of Education, Research and Innovation (INTED 2024)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Improvement and Evaluation of Pseudo Natural Programming Language2023

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Maeda, Masumi Yajima, Akiyoshi Wakatani
    • 学会等名
      the 19th International Conference on Frontiers in Education: Computer Science & Computer Engineering
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Incremental auto-tuning for hybrid parallelization using OpenCL2023

    • 著者名/発表者名
      A. Wakatani
    • 学会等名
      Proc. of 12th IEEE International Conference on Intelligent Data Acquisition and Advanced Computing Systems: Technology and Applications (IEEE IDAACS 2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation of Web-based tools for beginners in AVX and MPI parallel programming education2021

    • 著者名/発表者名
      A. Wakatani and T. Maeda
    • 学会等名
      EduPar-21: 11th NSF/TCPP Workshop on Parallel and Distributed Computing Education
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Numerical Expression Treatment for Pseudo Natural Programming Language2020

    • 著者名/発表者名
      T. Maeda and M. Yajima and A. Wakatani
    • 学会等名
      The 2020 International Conference on Computational Science and Computational Intelligence (CSCI 2020)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Pseudo Natural Language Programming Environment for College Education2020

    • 著者名/発表者名
      T. Maeda, M. Yajima and A.Wakatani
    • 学会等名
      8th Annual Hawaii International Conference on Education
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation of on-the-fly auto-tuning of hybrid parallelization on processors with integrated graphics2019

    • 著者名/発表者名
      A.Wakatani
    • 学会等名
      4th South-East Europe Design Automation, Computer Engineering, Computer Networks and Social Media Conference (SEEDA-CECNSM 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Sports Skill Analysis for Motion Data Focused On Frequency2019

    • 著者名/発表者名
      T. Maeda, C. Mitsuyasu and A.Wakatani
    • 学会等名
      23rd International Conference on Image Processing, Computer Vision, & Pattern Recognition (IPCV'19)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] WEB-BASED TOOLS FOR EDUCATION OF SHARED-MEMORY PARALLEL PROGRAMMING AND ITS APPLICATION TO FLIPPED CLASSROOM2019

    • 著者名/発表者名
      A.Wakatani and T. Maeda
    • 学会等名
      16th ICTEL 2019 International Conference on Teaching, Education & Learning
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Flip Teaching Approach of Education of AVX Programming using Web Applications2019

    • 著者名/発表者名
      Akiyoshi Wakatani, Toshiyuki Maeda
    • 学会等名
      17th Annual Hawaii International Conference of Education
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Hybrid Parallel Approach of Splitting-Up Conjugate Gradient Method for Distributed Memory Multicomputers2019

    • 著者名/発表者名
      Akiyoshi Wakatani
    • 学会等名
      Future of Information and Communications Conference 2019
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effectiveness of Hybrid Parallelization of Splitting-Up Conjugate Gradient Method on Supercomputers2018

    • 著者名/発表者名
      Akiyoshi Wakatani
    • 学会等名
      10th International Conference on Engineering Computational Technology
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Multi-Language Pseudo Natural Language Programming Environment for Beginners2018

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Maeda, Yae Fukushige, Masumi Yajima, Akiyoshi Wakatani
    • 学会等名
      World Conference on Educational Multimedia, Hypermedia & Telecommunications (ED-MEDIA 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Frequency-based Skill Analysis for Motion Pictures2018

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Maeda, Masumi Yajima, Akiyoshi Wakatani
    • 学会等名
      12th France-Japan and 10th Europe-Asia Congress on Mechatronics
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2025-01-30  

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