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教育ビッグデータを活用したプログラミング演習支援環境の構築と効果的な運用

研究課題

研究課題/領域番号 20K03098
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
研究機関公立はこだて未来大学

研究代表者

伊藤 恵  公立はこだて未来大学, システム情報科学部, 教授 (30303324)

研究分担者 竹川 佳成  公立はこだて未来大学, システム情報科学部, 教授 (60467678)
平田 圭二  公立はこだて未来大学, システム情報科学部, 教授 (30396121)
冨永 敦子  公立はこだて未来大学, システム情報科学部, 教授 (60571958)
寺井 あすか  公立はこだて未来大学, システム情報科学部, 教授 (70422540)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
キーワードプログラミング教育 / 教育支援 / 教育ビッグデータ / 学習尺度 / プログラミング学習 / 成績近似モデル / 学生間マッチングアルゴリズム / 相互コメント活動 / ナッジ提示 / 数学学習尺度 / 非認知能力向上 / プログラミング演習 / モデル化 / 可視化 / 学内ハッカソン / モブプログラミング / インタビュー調査 / プログラミング演習支援 / 支援環境構築 / 支援環境運用
研究開始時の研究の概要

大学内の様々な情報を収集し,数値化・可視化し,その分析結果を教育・研究・学生支援・経営等に活用することが注目されている.これには大量・多様な学習データセットの確保が課題であり,先行研究の多くは収集や分析でとどまっている.本研究では,過去に蓄積済みのプログラミング学習に関するデータを活用したプログラミング演習支援環境の構築と効果的な運用を目指す.取り組む課題は,(1)教育の質的資源・量的資源を取得・分析すること,(2)それらを情報的な観点でモデル化すること,(3)モデルを活用した学習環境を構築することである.

研究成果の概要

多くの教育機関でLMS等が導入され様々な教育データが蓄積されている.このような教育BIGDATAを活用し,その分析結果を教育現場にフィードバックすることは質の高い教育提供に有用である.本研究課題では主にプログラミング教育を対象とし,これまで蓄積されたデータを分析,モデル化し,これに基づく支援システム構築を行って,実際の授業での運用を試みた.また,授業以外でのプログラミング機会増とPBL受講前のシステム開発体験の提供を踏まえ,学内ハッカソン等を毎年実施し,その参加学生等へのインタビューから通常の授業では得られない非認知能力向上が見られることが分かった.

研究成果の学術的意義や社会的意義

蓄積された教育BIGDATAから教育現場へのフィードバックを行うため,BIGDATAの分析とモデル化,それに基づく学習支援システムの構築の一例を示した.これは,さまざまな教育機関等において過去データからや教育現場へのフィードバックを行う一例となり,さまざまな教育の実践化や質の向上に役立つ一要素となり得る.

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] プログラミング演習における相互コメント活動への参加意欲を高めるナッジ提示方法の提案2023

    • 著者名/発表者名
      前田 陽、竹川 佳成、平田 圭二
    • 雑誌名

      実践的IT教育シンポジウム rePiT 論文集

      巻: 2023 号: 0 ページ: 24-31

    • DOI

      10.11309/repit.2023.0_24

    • ISSN
      2758-5549
    • 年月日
      2023-02-04
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] プログラミング演習における理解度確認テストの正答率に基づく学生間のマッチングアルゴリズム2023

    • 著者名/発表者名
      佐藤 研、竹川 佳成、平田 圭二
    • 雑誌名

      実践的IT教育シンポジウム rePiT 論文集

      巻: 2023 号: 0 ページ: 75-82

    • DOI

      10.11309/repit.2023.0_75

    • ISSN
      2758-5549
    • 年月日
      2023-02-04
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Influence of Relationship between an Educator and the Students on Preference for Watching Explanatory Videos2022

    • 著者名/発表者名
      Sato, K., Takegawa, Y. and Hirata, K.
    • 雑誌名

      Proceedings of EdMedia + Innovate Learning

      巻: 2022 ページ: 11-16

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of the Relationship between Educator and Student on the Preference for Viewing Explanatory Videos2022

    • 著者名/発表者名
      Sato, K., Takegawa, Y. and Hirata, K.
    • 雑誌名

      Proceedings of SITE Interactive Conference

      巻: 2022 ページ: 275-287

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] プログラミング演習における相互コメント活動への参加意欲を高めるナッジの提示方法2022

    • 著者名/発表者名
      前田 陽, 竹川佳成, 平田圭二
    • 雑誌名

      情報処理学会 ヒューマンコンピュータインタラクション研究会

      巻: 2022-HCI-200, No. 11 ページ: 1-6

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] 理解度確認テスト合格週推定結果に対応する成績管理アプリケーションの設計と実装2022

    • 著者名/発表者名
      山本茉奈, 富樫北斗, 大西花恋, 竹川佳成, 平田圭二
    • 雑誌名

      コンピュータソフトウェア(日本ソフトウェア科学会論文誌)

      巻: 採録決定

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] マルチエージェントシミュレーションによる理解度確認テストの成績近似モデル2022

    • 著者名/発表者名
      菅原 淳, 竹川佳成, 平田圭二
    • 雑誌名

      コンピュータソフトウェア(日本ソフトウェア科学会論文誌)

      巻: 採録決定

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Grade Management Application for Handling Comprehension Test Results and Comprehension Test Pass Week Prediction Results2021

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto, M., Togashi, H., Onishi, K., Takegawa, Y., and Hirata, K.
    • 学会等名
      Proceeding of World Conference on Educational Media and Technology (EdMedia2021)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 学内におけるハッカソン参加経験に関する質的分析の試み2021

    • 著者名/発表者名
      冨永敦子,伊藤恵
    • 学会等名
      教育システム情報学会第46回全国大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 理解度確認テスト結果および理解度確認テ スト合格週推定結果に対応する成績管理アプリケーション2021

    • 著者名/発表者名
      山本茉奈, 富樫北斗, 大西花恋, 竹川佳成, 平田圭二
    • 学会等名
      第7回実践的IT教育シンポジウム (rePiT2021)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] マルチエージェントシミュレーションによる理解度確認テストの 成績予測モデルの構築2021

    • 著者名/発表者名
      菅原 淳, 竹川佳成, 平田圭二
    • 学会等名
      第7回実践的IT教育シンポジウム(rePiT2021)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 教育者と受講者間の関係性が解説動画視聴選好に与える影響の調 査2021

    • 著者名/発表者名
      佐藤 研, 竹川佳成, 平田圭二
    • 学会等名
      第7回実践的IT教育シンポジウム(rePiT2021)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] マルチエージェントシミュレーションによる理解度確認テストの成績予測モデルの改良と構築2020

    • 著者名/発表者名
      菅原 淳, 竹川佳成, 平田圭二
    • 学会等名
      情報処理学会北海道シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] オンライン授業における解説動画の視聴履歴と学生の成績との関係構築2020

    • 著者名/発表者名
      佐藤 研, 竹川佳成, 平田圭二
    • 学会等名
      情報処理学会北海道シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 理解度確認テストの不合格者早期発見に向けた合格週予測モデルのアプリケーションの評価2020

    • 著者名/発表者名
      富樫北斗, 山本茉奈, 大西花恋, 竹川佳成, 平田圭二
    • 学会等名
      情報処理学会北海道シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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