| 研究課題/領域番号 |
21K02920
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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09080:科学教育関連
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
中井 央 筑波大学, 図書館情報メディア系, 准教授 (70301083)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 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 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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| キーワード | エラーメッセージ / プログラミング / プログラミング教育 / コンパイラ生成系 / 構文エラー / 構文解析 / プログラミング初学者 / プログラミング教育支援 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
プログラミング初学者への教育では、プログラミング言語処理系(コンパイラやインタプリタ)の出力するエラーメッセージが難解であるなど、プログラミング教育の題材 (ロジックの教育) とは別のところで教育・学習に困難さがある。これには世界中の研究者が着目し研究を行っているが、各研究者の現場の事例の解析とそれへの対応方法の研究がほとんどである。一方でプログラミング言語処理系を作成する観点の研究では、汎用的な構文解析方法に対して、そのエラー処理法の研究が行われている。本研究では、その両方の研究を融合し、教育者が自身の環境に合わせてプログラミング言語処理系をカスタマイズ可能にすることで、教育者を支援する。
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| 研究実績の概要 |
本研究では、これまでに行われているプログラミング初学者の教育における問題点に対する研究成果を、特定の環境だけではなく、教育者の環境に合わせられるようにすることを目的としている。初年度(2021)は、これまでに行われてきた世の中の研究について調査を行うこととなっていたが、2022年度にも引き続きその調査を行っている。これらの研究は大別すると、近年さまざまな分野で取り入れられている機械学習の技術を使って学習者をサポートする研究とそれ以外の研究となる。前者は、大規模大学などで受講者数が多い状況では有効であると考えられるが、一般的には数十から百を少し超える程度の受講者の場合のほうが多いと思われるため、本研究としては機械学習による方法は対象としないこととした。その他の研究で多く見られるのは、エラーメッセージの難解さに関するものである。本研究ではこの点に着目することにした。プログラミング教育を行う対象は、小学生、中学生、高校生、大学生とさまざまであり、また、受講者のレベルもさまざまである。同じエラーメッセージを見ても受講者のレベルにより、理解には違いがある。このため、教育者がその現場に合う形でエラーメッセージを変更できればよいという考えに至った。2022年度は、この仕組みを共通テストの「情報」での記述言語の処理系として実装を行った。また、我々の研究室で開発をしたコンパイラ生成系 Depager に一般的に変更が可能となる仕組みとして、プロトタイプとしても実装を行った。
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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
研究計画では、初年度(2021)には文献調査をし、今年度(2022)には調査に基づいたプロトタイプの作成をすることを記述している。初年度の調査には遅れが出たものの、本年度は調査に基づいてプロトタイプを作成することができた。次年度はプロトタイプを用いて検証を行う予定ではあるが、プロトタイプそのものの不備などについてはまだ確認できていないため、その点がやや遅れている。
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| 今後の研究の推進方策 |
本研究での検証を行うためには、いくつかのプログラミング言語に対する処理系を Depager を用いて実装する必要がある。初年度にその準備をある程度行っていて、2022年度のプロトタイプ(Depager に対するエラーメッセージ変更機能拡張)に準備した言語のデータ(文法)を与えることで、検証を進めていく。
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