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AI技術を活用したセルフレビュー可能なプログラミング学習支援環境の研究

研究課題

研究課題/領域番号 21K12179
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62030:学習支援システム関連
研究機関日本工業大学

研究代表者

橋浦 弘明  日本工業大学, 先進工学部, 准教授 (20597083)

研究分担者 櫨山 淳雄  東京学芸大学, 教育学部, 教授 (70313278)
田中 昂文  玉川大学, 工学部, 講師 (30851274)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
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: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードプログラミング / GUI / オンラインジャッジ / セルフレビュー / ウェブアプリケーション / ソフトウェア工学 / モデリング / 開発環境 / ソフトウェア工学教育
研究開始時の研究の概要

プログラミングを習得するためには、学習者自らが多くのプログラム作成を行う必要があり、授業時間外でも学習者には自学自習が求められる。この自学自習にあたっては、自分の作成したプログラムの誤りについて自分自身で認識できる必要があるが、GUIのプログラムは実際に起動して、画面を直接確認してみないと要求された仕様を満足しているかどうかを判断することが難しいという問題がある。
この問題を解決するために、GUIプログラムに対応したセルフレビューを支援するシステムを開発する。さらに利用者の作業履歴から学習者がGUIアプリケーションの実装においてどのような誤りを犯すのかについて明らかにする。

研究成果の概要

プログラミングを習得するためには、学習者自らが多くのプログラム作成を行う必要があり、授業時間外でも学習者には自学自習が求められる。この自学自習にあたっては、自分の作成したプログラムの誤りについて自分自身で認識できる必要があるが、GUI(GraphicalUser Interface)のプログラムは実際に起動して、画面を直接確認してみないと要求された仕様を満足しているかどうかを判断することが難しいという問題がある。
そこで、本研究ではこれらの問題を解決するために、GUIプログラムに対応したセルフレビューを支援するオンラインジャッジシステムの開発を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究はプログラミングにおけるGUI出力に着目し、その出力の正誤を自動的に判定するシステムを開発することによって、オンラインジャッジシステム(OJS)の適用範囲をHTMLを用いたウェブアプリケーションまで広げることができるようになった。これにより、HTMLを用いたウェブアプリケーションプログラミング学習においてプログラミングの誤りがどのようなところに発生しやすいのかの一端を明らかにすることができた。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (11件)

  • [雑誌論文] ALRIGHT: ソフトウェア開発PBLでの設計文書インスペクションの振り返りを支援する可視化アプリケーションの開発2024

    • 著者名/発表者名
      佐藤 央、櫨山 淳雄、橋浦 弘明
    • 雑誌名

      実践的IT教育シンポジウム rePiT 論文集

      巻: 2024 号: 0 ページ: 9-16

    • DOI

      10.11309/repit.2024.0_9

    • ISSN
      2758-5549
    • 年月日
      2024-02-03
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] ソフトウェア開発PBLにおけるiコンピテンシディクショナリとSentence-BERTを用いた獲得スキル可視化支援システムの試作2024

    • 著者名/発表者名
      近藤 羽音、橋浦 弘明、櫨山 淳雄
    • 雑誌名

      実践的IT教育シンポジウム rePiT 論文集

      巻: 2024 号: 0 ページ: 17-26

    • DOI

      10.11309/repit.2024.0_17

    • ISSN
      2758-5549
    • 年月日
      2024-02-03
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] UMLDS: A Round-Trip Engineering Support Tool to Avoid Unintended Design Changes2024

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Yamazaki, Takafumi Tanaka, Atsuo Hazeyama, Hiroaki Hashiura
    • 雑誌名

      Model-Driven Engineering and Software Development 2023 Revised Selected Papers, Communications in Computer and Information Science, Springer Cham (in press).

      巻: 1

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Webアプリケーションに対する欠陥再現支援手法2023

    • 著者名/発表者名
      高橋 黎, 櫨山 淳雄, 橋浦 弘明
    • 雑誌名

      ソフトウェアエンジニアリングシンポジウム2023論文集

      巻: 1 ページ: 39-47

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Tool for Supporting Round-Trip Engineering with the Ability to Avoid Unintended Design Changes2023

    • 著者名/発表者名
      Yamazaki Takahiro、Tanaka Takafumi、Hazeyama Atsuo、Hashiura Hiroaki
    • 雑誌名

      Proceedings of the 11th International Conference on Model-Driven Engineering and Software Development

      巻: 1 ページ: 125-132

    • DOI

      10.5220/0011667500003402

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] SpiderTailed: A Tool for Detecting Presentation Failures Using Screenshots and DOM Extraction2023

    • 著者名/発表者名
      Okajima Takato、Tanaka Takafumi、Hazeyama Atsuo、Hashiura Hiroaki
    • 雑誌名

      Proceedings of the 14th International Joint Conference on Knowledge-Based Software Engineering

      巻: 1 ページ: 39-51

    • DOI

      10.1007/978-3-031-17583-1_4

    • ISBN
      9783031175824, 9783031175831
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] セルフレビュー可能なプログラミング学習支援環境 ViTE-AI の概要2022

    • 著者名/発表者名
      橋浦 弘明
    • 雑誌名

      日本工業大学研究報告

      巻: 52(2) ページ: 24-25

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] トレース表の作成過程を利用した学習者のプログラム理解過程の分析2022

    • 著者名/発表者名
      尾﨑 弘幸, 橋浦 弘明
    • 雑誌名

      日本ソフトウェア科学会 第8回実践的IT教育シンポジウム rePiT2022

      巻: 1 ページ: 50-59

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 要素のレイアウトに着目したクラス図作成支援手法の提案2024

    • 著者名/発表者名
      齊藤 悠太, 國分 健弘, 田中 昂文, 櫨山 淳雄, 橋浦 弘明
    • 学会等名
      情報処理学会第86回全国大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ChatGPTを用いた生成プログラムの自動修正システムの開発2024

    • 著者名/発表者名
      吉田 隼, 佐藤 央, 近藤 羽音, 橋浦 弘明, 櫨山淳雄
    • 学会等名
      電子情報通信学会知能ソフトウェア工学研究会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Web GUIを対象としたOJSプロトタイプの実装と評価2023

    • 著者名/発表者名
      岡嶋 隆人, 橋浦 弘明
    • 学会等名
      日本ソフトウェア科学会第40回大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] デシジョンテーブルを用いたソフトウェアテスト学習支援ツール2023

    • 著者名/発表者名
      吉田 圭佑, 橋浦 弘明
    • 学会等名
      電子情報通信学会2023年総合大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Java Web アプリケーションのためのプログラムトレーサーの試作2023

    • 著者名/発表者名
      村田 匠, 橋浦 弘明
    • 学会等名
      電子情報通信学会知能ソフトウェア工学研究会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Web GUIに対するオンラインジャッジシステムプロトタイプの実装2022

    • 著者名/発表者名
      岡嶋隆人, 田中昂文, 櫨山淳雄, 橋浦弘明
    • 学会等名
      第29回ソフトウェア工学の基礎ワークショップ(FOSE 2022)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Webアプリケーション開発における欠陥再現の自動化ツールの提案2022

    • 著者名/発表者名
      高橋黎, 櫨山淳雄, 橋浦弘明
    • 学会等名
      第29回ソフトウェア工学の基礎ワークショップ(FOSE 2022)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] ソフトウェアの概念モデルに対する欠陥検知手法の検討2022

    • 著者名/発表者名
      飯山 隆章, 橋浦 弘明
    • 学会等名
      日本ソフトウェア科学会第35回大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] スクリーンショット抽出とDOMの利用によるPresentation Failure検知手法の提案2022

    • 著者名/発表者名
      岡嶋隆人, 田中昂文, 櫨山淳雄, 橋浦弘明
    • 学会等名
      電子情報通信学会知能ソフトウェア工学研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Web アプリケーションに対するオンラインジャッジシステムの提案2022

    • 著者名/発表者名
      橋浦 弘明, 岡嶋 隆人, 田中 昂文, 櫨山 淳雄
    • 学会等名
      情報処理学会第84回全国大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] クラス図とソースコード間のラウンドトリップエンジニアリング支援ツール2022

    • 著者名/発表者名
      山崎 貴弘, 田中 昂文, 櫨山 淳雄, 橋浦 弘明
    • 学会等名
      電子情報通信学会知能ソフトウェア工学研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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