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プログラミング教育のための進捗把握手法

研究課題

研究課題/領域番号 19K03000
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
研究機関神戸大学

研究代表者

清光 英成  神戸大学, 国際文化学研究科, 教授 (20304082)

研究分担者 大月 一弘  神戸大学, 国際文化学研究科, 教授 (10185324)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2022年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワード学習状況 / 可視化 / 事前学習 / 能動的学習 / プログラミング教育 / 学習過程 / 形成的評価 / 学習過程の評価
研究開始時の研究の概要

学習者が最も指導してほしいタイミングを逃さない適時的かつ効果的指導を目的とし,プログラミング開発過程の状況把握をソースコードとエラーメッセージの量的な変化だけで評価することができるプログラミング開発過程分析・評価手法の研究開発を行う.授業時間内の時間周期(3分~10分程度)といった短期間でのソースコードの量(行数)やソースコードの書き換え量およびエラーの量などの数量的な変化を分析することにより,例えば,質問のために手を挙げることを躊躇している学習者を支援することができ,学習時間ロスの低減だけでなく学習モチベーションの維持にも寄与する.

研究実績の概要

プログラミング教育においては,プログラミング中に学習者が陥っている問題をいち早く発見し,適切なアドバイスをすることが求められる.学習者の状況を教員がタイムリーに把握できれば,助言やプログラムのチェックを行うタイミングを見つけるなど,より適切な学習指導に結びつけることができる.しかしながら,これらはクラスの規模に制約を課すとともに,非常にコストのかかる作業でもある.本研究では,ソースコードを精読することなく,ソースコードと診断情報の量的変化を分析することでプログラミング過程における課題を発見し,教員の適時的かつ効果的な指導を支援するためのプログラミング開発過程分析・評価手法の開発を目的とする.
2023年度は,学習過程の評価支援システムの評価ならびに学習過程の可視化方法の検討を行った.
研究業績の公表状況については,「Visualization of potential differences in comprehension by distribution of notes and questions in online programming courses」(https://doi.org/10.1109/tale56641.2023.10398287)「事前学習におけるの能動的学習情報に基づくプログラミング学習進捗状況把握 」教育システム情報学会研究報告 37(6) 94-98 2023年3月,ほか2件を発表した.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

研究計画を①ソースコードと診断情報を収集するシステム開発,②提案方式の妥当性と特性評価,③修得されるプログラミング能力の特性による開発過程の差異,④各分野のソフトウエア開発者のプログラミング能力の特性評価,⑤実験で用いる例題を評価するためのコンテンツ開発,5つに大分した.
①②については,構築した情報収集システムを改良し評価を行った.③の修得されるプログラミング能力の特性評価を複数種類の可視化方法を試用することで大まかに把握できる可能性を示した.これらは④の足がかりとして期待できる.

今後の研究の推進方策

5つに大分した研究計画の①②③までは概ね達成でき,④の目処がついた.
④を進めつつ,⑤を並行して研究する予定である.

報告書

(5件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 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
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2024 2023 2022 2019

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 3件、 査読あり 5件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] Navigating Learning Pathways: A Multifaceted Approach to Understanding Student Engagement and Progress in online programming courses2024

    • 著者名/発表者名
      Xiaonan Wang, Yancong Su, Yi Sun, Kento Shigyo, Kazuhiro Ohtsuki, Hidenari Kiyomitsu
    • 雑誌名

      Proc. of the 12th International Conference onInformation and Education Technology

      巻: 2024 ページ: 1-8

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Collaborative Learning in Programming Education with the Programmed Visual Contents Comparison Method2024

    • 著者名/発表者名
      Thanh Ha Nguyen, Hidenari Kiyomitsu, Yi Sun, Takeshi Nishida, Kazuhiro Ohtsuki
    • 雑誌名

      Proc. of the 12th International Conference onInformation and Education Technology

      巻: 2024 ページ: 1-6

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Visualization of potential differences in comprehension by distribution of notes and questions in online programming courses2023

    • 著者名/発表者名
      Wang Xiaonan、Kiyomitsu Hidenari、Su Yancong、Ohtsuki Kazuhiro、Sun Yi、Shigyo Kento
    • 雑誌名

      2023 IEEE International Conference on Teaching, Assessment and Learning for Engineering (TALE)

      巻: 2023 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1109/tale56641.2023.10398287

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Support Awareness of Anomaly in Coding Behavior using Code Revision Data2022

    • 著者名/発表者名
      Kento Shigyo, Hidenari Kiyomitsu, Hitoshi Sato, Kazuhiro Ohtsuki
    • 雑誌名

      IEEE International Conference on Teaching, Assessment and Learning for Engineering 2022 (TALE2022)

      巻: 2022 ページ: 1-8

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Question Authoring for Learning Programming Skills based on the Programmed Visual Content Comparison Method2019

    • 著者名/発表者名
      Hidenari Kiyomitsu, Ha Thanh Nguyen, Kazuhiro Ohtsuki, Dick Martinez Carderon, Shuai Shao, Kento Shigyo
    • 雑誌名

      Proceedings of IEEE International Conference on Teaching, Assessment and Learning for Engineering (TALE 2019)

      巻: 2019 ページ: 614-619

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ビジュアルコンテンツ比較による協調型プログラミング学習の試み2023

    • 著者名/発表者名
      Thanh Ha Nguyen, 清光 英成, 大月 一弘
    • 学会等名
      教育システム情報学会研究報告
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 事前学習におけるの能動的学習情報に基づくプログラミング学習進捗状況把握2023

    • 著者名/発表者名
      王 笑難, 清光 英成, 孫 一, 蘇 彦聰, 大月 一弘
    • 学会等名
      教育システム情報学会研究報告
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 事前学習におけるの能動的学習情報に基づくプログラミング学習進捗状況把握2022

    • 著者名/発表者名
      王 笑難, 清光 英成, 孫 一, 蘇 彦聰, 大月 一弘
    • 学会等名
      教育システム情報学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] ビジュアルコンテンツ比較による協調型プログラミング学習の試み2022

    • 著者名/発表者名
      Thanh Ha Nguyen, 清光 英成, 大月 一弘
    • 学会等名
      教育システム情報学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] コーディング履歴を用いたプログラミング学習状況分析の試み2022

    • 著者名/発表者名
      執行健人, 清光英成, 大月一弘
    • 学会等名
      情報システム教育学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] プログラミング演習課題の過程評価のための評価指標の検討2019

    • 著者名/発表者名
      谷口哲朗, 前川絵吏, 三嶋哲也, 清光英成, 西田 健志
    • 学会等名
      第12回データ工学と情報マネジメントに関するフォーラム(主催:日本データベース学会ほか)https://db-event.jpn.org/deim2020/post/proceedings/papers/I1-3.pdf
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] プログラミング学習における演習課題の過程評価支援システムの開発2019

    • 著者名/発表者名
      三嶋哲也, 前川絵吏, 谷口哲朗, 清光英成, 西田 健志
    • 学会等名
      第12回データ工学と情報マネジメントに関するフォーラム(主催:日本データベース学会ほか)https://db-event.jpn.org/deim2020/post/proceedings/papers/I1-4.pdf
    • 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: 2024-12-25  

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