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カード操作によるプログラミング学習システムにおけるコンパイラとの対話機能の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K02987
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
研究機関広島工業大学

研究代表者

松本 慎平  広島工業大学, 情報学部, 教授 (30455183)

研究分担者 加島 智子  近畿大学, 工学部, 講師 (30581219)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードプログラミング / カード操作方式 / 学習支援 / 認知負荷 / 対話機能 / 分節化 / C言語
研究開始時の研究の概要

カード操作方式による学習支援システムが開発されている.実際の講義での利用から有効性は示唆されている.一方で,カード操作方式に基づく学習システムの正誤判定はカード順列の単純マッチングでのみ行われている.そこで本研究では,カードの並びからプログラムを組み立て,プログラムをコンパイル・実行可能な仕組みを整備し,コンパイラとの対話を通じ実行結果を応答できるようにする.

研究成果の概要

本研究では,カード操作方式によるプログラミング学習支援システムへのコンパイラとの対話機能の設計・開発,カードの並びに応じた実行結果のフィードバック応答機能の実装を技術的な課題とする.この課題を解決することにより,教授者の負荷軽減や,多言語のプログラミングへの対応など,更なる学習支援が可能となる.さらに,学術的な問い「カード操作方式においてプログラム実行と同様のフィードバックを行うことは,モチベーション向上,時間対学習効率の向上といった観点で,学習に有効に働きかけることが可能か」や「カード操作方式は既存の学習理論の実践に有効であるか」を明らかにできる.

研究成果の学術的意義や社会的意義

カード操作方式による学習支援システムは,一般的なコーディング主体の学習と同等の学習効果を有しながら,学習時間を短縮できる効率的な学習方法であることが明らかにされた.一方で,その正誤判定は,カード順列の単純マッチングでのみ行われている.そのため,実際のコーディングと同様の対話的なフィードバックを行うことができない.今回,本研究により,カード順列から実際のコードを生成し実行結果をフィードバックできるようになった.これにより,教授者の負担軽減のみならず,実行結果の足場かけの機会としての活用などといった教育の改善が可能となり,カード操作方式の更なる学術的な貢献が可能となった.

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (37件)

すべて 2022 2020 2019

すべて 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 4件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (27件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Improving User Experience of C Programming Language Learning System for Beginners in Error Correction Learning2022

    • 著者名/発表者名
      Shimpei Matsumoto, Shuichi Yamagishi, Kosuke Kaida
    • 雑誌名

      Information Engineering Express

      巻: 8 号: 1 ページ: 1

    • DOI

      10.52731/iee.v8.i1.527

    • ISSN
      2185-9884, 2185-9892
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Evaluating the Usefulness of C Language Learning Support System as a Learning Analytics Tool2022

    • 著者名/発表者名
      Shimpei Matsumoto, Akifumi Ohno, Kosuke Kaida
    • 雑誌名

      Information Engineering Express

      巻: 8 号: 1 ページ: 1

    • DOI

      10.52731/iee.v8.i1.622

    • ISSN
      2185-9884, 2185-9892
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Pre- and Post-survey of the Achievement Result of Novice Programming Learners - On the Basis of the Scores of Puzzle-Like Programming Game and Exams After Learning the Basic of Programming2020

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Iwamoto, Shimpei Matsumoto, Shuichi Yamagishi, Tomoko kashima
    • 雑誌名

      Transactions on Engineering Technologies

      巻: 1 ページ: 130-142

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] C言語初学者及びその教授者のためのサーバ・クライアントに基づくプログラミング学習支援システムの 開発2020

    • 著者名/発表者名
      松本慎平, 大下昌紀, 買田康介
    • 雑誌名

      電気学会論文誌C(電子・情報・システム部門誌)

      巻: Vol.140, No.9 ページ: 1096-1109

    • NAID

      130007894831

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 初学者向けCSアンプラグドを用いたプログラミング教育の実践と評価2020

    • 著者名/発表者名
      加島智子, 松本慎平
    • 雑誌名

      情報教育

      巻: Vol.2, No.1 ページ: 1-8

    • NAID

      130007839757

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] プログラミング学習前に行われたプログラミングゲームの理解度とその学習後の到達度との関係分析 - アルゴロジックの利用とその学習データの活用を通じて -2020

    • 著者名/発表者名
      松本慎平, 加島智子,山岸秀一
    • 雑誌名

      情報教育

      巻: Vol.2, No.1 ページ: 18-27

    • NAID

      130007839765

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Factor Analysis to Examine the Effect and Expectation of Reading Simple Source Codes for Improving Programming Skill2019

    • 著者名/発表者名
      Shimpei Matsumoto, Tomoko Kashima, Shuichi Yamagishi
    • 雑誌名

      Information Engineering Express

      巻: Vol.5, No.1 ページ: 73-85

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Development of Web-Based Programming Learning Support System with Graph Drawing of Mathematics as a Learning Task2019

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Iwamoto, Shimpei Matsumoto
    • 雑誌名

      Proc. of 2019 8th International Congress on Advanced Applied Informatics

      巻: 1 ページ: 302-305

    • DOI

      10.1109/iiai-aai.2019.00067

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Improving User Experience of C Programming Language Learning System for Novices2019

    • 著者名/発表者名
      Masanori Oshita, Kosuke Kaida, Shimpei Matsumoto
    • 雑誌名

      Proc. of 2019 8th International Congress on Advanced Applied Informatics

      巻: 1 ページ: 306-309

    • DOI

      10.1109/iiai-aai.2019.00068

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A New Concept of Distance Modified by Levenshtein Distance for Clarifying the Learning Processes in Card Operation-Based Programming Learning Support System2019

    • 著者名/発表者名
      Shoko Morinaga, Shimpei Matsumoto, Yusuke Hayashi, Tsukasa Hirashima
    • 雑誌名

      Proc. of 2019 8th International Congress on Advanced Applied Informatics

      巻: 1 ページ: 310-313

    • DOI

      10.1109/iiai-aai.2019.00069

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 空欄補填によるC言語プログラミング学習課題の作問学習支援システムの開発2022

    • 著者名/発表者名
      重松大志, 松本慎平
    • 学会等名
      第87回情報システム研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] プログラミング読解学習におけるリファクタリング原則の適用可能性調査― メソッド分割の分析 ―2022

    • 著者名/発表者名
      前田暉正, 松本慎平
    • 学会等名
      第87回情報システム研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] チャンクの考えによるカード操作方式によるプログラミング学習支援法の提案2020

    • 著者名/発表者名
      倉本隼
    • 学会等名
      教育システム情報学会2019年度学生研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] カード操作方式におけるプログラミング学習支援システムにおけるラーニングアナリティクス2020

    • 著者名/発表者名
      岩本颯
    • 学会等名
      教育システム情報学会2019年度学生研究会発表会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 初学者向けプログラミング学習支援システムHello Cを用いたシンタックスエラー修正学習用機能の提案2020

    • 著者名/発表者名
      大下昌紀
    • 学会等名
      教育システム情報学会2019年度学生研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 意味のある部分単位でのソースコード読解技能の習得を狙いとしたプログラミング学習支援システムの開発に関する研究2020

    • 著者名/発表者名
      平谷明生
    • 学会等名
      教育システム情報学会2019年度学生研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] カード操作方式に基づくプログラミング学習支援システムの学習ログ活用法の検討2020

    • 著者名/発表者名
      作田康陽
    • 学会等名
      日本経営システム学会イノベーション指向データ分析研究部会2019年度第4回研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] プログラミング初学者を対象とした知能処理の基礎を学習するための教材開発に関する研究2020

    • 著者名/発表者名
      小田樹
    • 学会等名
      日本経営システム学会イノベーション指向データ分析研究部会2019年度第4回研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] チャンク単位でのソースコード読解技能の習得を狙いとしたプログラミング学習支援システムの開発に関する研究2020

    • 著者名/発表者名
      三宝帝斗
    • 学会等名
      日本経営システム学会イノベーション指向データ分析研究部会2019年度第4回研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] C言語学習におけるシンタックスエラー修正速度向上のための学習手法の提案と評価2020

    • 著者名/発表者名
      買田康介
    • 学会等名
      第81回情報システム研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 多種多様な学習支援手法に対応した初学者向けC言語学習支援システムに対するプログラム空欄補填形式の学習支援機能の実装と分析2020

    • 著者名/発表者名
      大下昌紀
    • 学会等名
      第81回情報システム研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 初学者向けC言語学習支援システムの実践と評価2019

    • 著者名/発表者名
      大下昌紀
    • 学会等名
      第21回 IEEE Hiroshima Student Symposium
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] コーディング未経験者のためのゲーム開発によるプログラミング学習支援システムの開発2019

    • 著者名/発表者名
      岩本朋也
    • 学会等名
      第21回 IEEE Hiroshima Student Symposium
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] チャンク方略を利用したカード操作方式によるプログラミング学習支援システムの実践とその学習における認知負荷の測定2019

    • 著者名/発表者名
      森永笑子
    • 学会等名
      第21回 IEEE Hiroshima Student Symposium
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of Web-Based Programming Learning Support System with Graph Drawing of Mathematics as a Learning Task2019

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Iwamoto
    • 学会等名
      2019 8th International Congress on Advanced Applied Informatics
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Improving User Experience of C Programming Language Learning System for Novices2019

    • 著者名/発表者名
      Masanori Oshita
    • 学会等名
      2019 8th International Congress on Advanced Applied Informatics
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 2019 8th International Congress on Advanced Applied Informatics2019

    • 著者名/発表者名
      Shoko Morinaga
    • 学会等名
      2019 8th International Congress on Advanced Applied Informatics
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ゲーム開発を題材としたプログラミング学習支援システムのユーザインタフェースの改善2019

    • 著者名/発表者名
      岩本朋也
    • 学会等名
      令和元年度(第70回)電気・情報関連学会中国支部連合大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] チャンク方略を利用したカード操作方式によるプログラミング学習支援システムの研究2019

    • 著者名/発表者名
      森永笑子
    • 学会等名
      令和元年度(第70回)電気・情報関連学会中国支部連合大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] C言語学習支援システムの開発とその課題取得機能および解答提出機能の効果2019

    • 著者名/発表者名
      大下昌紀
    • 学会等名
      令和元年度(第70回)電気・情報関連学会中国支部連合大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 数学及び物理課題を題材としたゲーム開発学習教材の開発と試用2019

    • 著者名/発表者名
      岩本朋也
    • 学会等名
      第44回教育システム情報学会全国大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] C言語初学者のためのリアルタイムモニタリングシステムの有用性の評価2019

    • 著者名/発表者名
      森永笑子
    • 学会等名
      第44回教育システム情報学会全国大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] カード操作方式による学習支援システムにおけるフィードバック方式の提案2019

    • 著者名/発表者名
      大下昌紀
    • 学会等名
      第44回教育システム情報学会全国大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 学習意欲向上を目的としたC言語におけるI/Oエラー修正学習手法の提案2019

    • 著者名/発表者名
      大下昌紀
    • 学会等名
      2019年 電気学会 電子・情報・システム部門大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] カード操作方式によるプログラミング学習支援システムにおける学習者の活動に基づく学習課題の特徴分析2019

    • 著者名/発表者名
      森永笑子
    • 学会等名
      第80回情報システム研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 基礎数学における関数の本質的理解を支援するためのプログラミング学習支援システムの開発2019

    • 著者名/発表者名
      岩本朋也
    • 学会等名
      第79回情報システム研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 初学者向けプログラミング学習システムにおける学習者支援機能の有用性評価のための実験方法の設計2019

    • 著者名/発表者名
      大下昌紀
    • 学会等名
      第78回情報システム研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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