| 研究課題/領域番号 |
20K19941
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 玉川大学 |
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研究代表者 |
田中 昂文 玉川大学, 工学部, 講師 (30851274)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | プログラミング教育 / モデリング / 学習ログ / 学習分析 / デジタル教科書 / プログラミング学習 / ソフトウェア工学教育 / プログラミング / 電子教科書 / モデリング学習 / 統合開発環境 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
優れたソフトウェア開発者の育成には，知識と実践力の両輪を習得させることがが欠かせません．本研究では，学習者が使用するデジタル教科書と各種開発環境を統合し，学習活動のログを横断的に分析することで，知識習得と実践の経験が互いに与える影響を明らかにします．また，学習者の特徴に合わせて，より効果的，効率的な学習内容や学習方法を提供するシステムを開発します．
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は，ソフトウェア工学教育における知識学習と演習の学習ログを統一的に蓄積，分析するための学習基盤システムを開発することで，学習者の知識習得過程と実践的な技能習得過程が互いに及ぼす影響を明らかにするとともに，モデリングとプログラミングの各工程およびこれらをまたいだ複合的な学習における効果的な学習方法をエビデンスに基づいて明らかにすることである．今年度の主要な研究成果は，下記の３点である．
(1) デジタル教科書システムとモデリング演習支援システムの統合運用によるデータ収集：昨年度に開発したデジタル教科書システムと，以前から開発していたモデリング演習支援システムを大学の授業で統合運用し，概念モデリングの方法と手順の学習および演習時の問題文の閲覧に関するログと，モデル図の編集操作に関するログを収集した．
(2) デジタル教科書システムとの統合運用を前提としたプログラミング演習課題管理システムの開発：デジタル教科書システムのユーザ情報，授業等の情報，学習項目のタグ情報，ログデータを活用し，演習課題提示時にその学習者にとっての課題の難しさ，そのユーザが復習すべき学習項目と，それらに関連する教科書のページ，およびその演習課題と同様の内容を含む適切な複雑性の演習課題を推薦する演習課題管理システムを開発した．
(3)デジタル教科書と演習課題管理システムの予備評価：(2)で開発した手法とそれを実装したシステムについて，ペルソナ法を用いた予備評価を実施した．プログラミング授業を受講した経験のある学生を対象とし，学習のモチベーションや理解度，授業内外の活動内容が異なるペルソナを提示し，各ペルソナにとって提案システムが有効であるかインタビューを行った．その結果，各機能について改善すべき点が指摘されたものの，個々の学習者に合わせた支援がエビデンスに基づいて実施されることの有効性が示唆された．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
モデリング演習支援システムの操作ログとデジタル教書の閲覧ログ等を統合して分析する手法とデータ連携に関するシステムの改変に遅延が生じたため．
また，デジタル教科書と統合運用するプログラミング課題管理システムの開発に遅延が生じ，実際の授業における運用の時期が遅れたため．
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| 今後の研究の推進方策 |
現在，モデリング演習支援システムの操作ログとデジタル教科書のログの統合については実装が完了している．今後は，知識学習や問題文の閲覧がモデリング時の操作および思考に及ぼす影響を分析する手法を構築する．また，課題管理システムについては，実際の授業に導入し，デジタル教科書と並行してデータを収集している．今後，デジタル教科書の閲覧傾向と課題の解答率等の傾向を分析する．その後，知識学習，モデリング演習，プログラミング演習，演習中の資料閲覧のログを統合的に収集，分析する実験を実施し，本研究全体の評価を行いたい．
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