| 研究課題/領域番号 |
20K12107
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分62030:学習支援システム関連
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| 研究機関 | お茶の水女子大学 |
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研究代表者 |
浅井 健一 お茶の水女子大学, 基幹研究院, 教授 (10262156)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
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| キーワード | ブロックプログラミング環境 / 初心者プログラミング教育 / 関数型言語 / 情報科学的なものの考え方 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
初心者から専門家までが使えるブロックプログラミング環境を構築する。それを通して、ブロックプログラミングは中等教育に自然に組み込める可能性があること、高等教育では本格的なプログラミングにもつなげていけることを示す。これが達成されれば、中等教育機関で他の科目を削ることなくプログラミング教育を導入できるだけでなく、高等教育機関でも直感的なインタフェースを通して高度なプログラミング教育を行えるようになると期待される。
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| 研究実績の概要 |
本年度は、主に以下の４点を行なった。
(1) 昨年度、作成した中学の一次関数の教材にさらに手を加えた上で、それを実際に中学校の授業で使ってもらった。その結果、何も経験のない生徒だとブロックを接続するなど最も基本的なことも最初はわからないことがわかった。これは、この手の入門的な教材（かつ自習できる教材）を作ろうと思うと、最初の部分をもっと細かく分解し、小さなことからひとつひとつ学べるようにしなくてはならないことを意味している。一方、一度、操作方法を覚えると、その先は比較的、スムーズに進めることもわかった。ただ、教材をわかりやすくするため、プログラミングの要素はあまり入っておらず、それをどのように組み込んでいくかについては課題が残っている。
(2) ゲームプログラミング入門のためのチュートリアルサイトは、昨年度に行ったユーザ実験でのコメントから、各種の改良を行なった。具体的には、操作方法を確認できるヘルプボタンや問題に対するヒントボタンなどを作成した。また、大幅に画像を加えるとともに、吹き出しでの説明も加えた。さらに、一部、画像を動かしながらの説明も加えた。できあがったサイトは、最初の方を中学生にも使ってもらい、一部の人には通じていることを確認したが、全体に対するユーザ実験は今後の課題である。
(3) 対戦ゲームを作成するにあたり、これまでデバッグ環境がほとんどなかったのに対して、現在のゲームの状態を表す「世界」の情報を表示できるようにした。また、一時停止の機能なども実装した。
(4) 情報を専門とする学生を対象にしたものでは、型システムを学習するのに便利な Mikiβのシステムを改良し、使用する型システムの定義を OCaml によるプログラミングをすることなくブラウザ上での操作のみで行えるように改善した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
作成した教材を実際に中学校で使用してもらうことができた。その結果、いろいろな課題（改善すべき点）を得ることができた。この内容についてはポスター発表を行い、 数学などプログラミングと近い科目だけではなく、社会や英語など全く分野の異なるところでやるのはどうかといったコメントや、ニンテンドーのゲームで、ゲームを作るゲームがあるという情報を得た。ゲームプログラミングのチュートリアルサイトについても、各種の改善を行なった上で中学校で使用してもらうことができた。ゲームプログラミングの枠組みについては、デバッグ環境を整えるため「世界」の情報を表示できるようにするとともに、一時停止の機能なども実装できた。情報を専門とする学生を対象とした環境については、特に型システムを学習する際に役に立つ Mikiβについて、特段のプログラミングをすることなく各種の型システムをサポートできるようにした。この内容については、国内のワークショップにて登壇発表を行った。
これまでの研究内容について、論文執筆を開始した。使用しているプログラミング環境である OCaml Blockly について論文にまとめて投稿した。また、情報を専門とする学生向けに作成しているステッパについても論文にまとめ、投稿を準備している。
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| 今後の研究の推進方策 |
中学の数学を対象にした教材は、細かな改良を行うとともに、新たな題材について地道に教材を作成して、経験を積む。可能なら、再び中学校で実際に使用してもらい、フィードバックを得る。ゲームのチュートリアルサイトについては、一昨年と同じように大学の１年生を対象にユーザ実験を行い、どのくらい理解してもらえるかを確認する。Mikiβについては、いろいろな場面で実使用できる段階にきていると思われるので、実際に使用してみて問題点を洗い出し、さらなる改良を図る。
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