初等プログラミング教育のための学習/教育支援システムの構築

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14380081
• 研究機関: 静岡大学
• 研究代表者: 伊東 幸宏 静岡大学, 情報学部, 教授 (20193526)
• 研究分担者: 伊藤 敏彦 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (20313926) ; 竹内 勇剛 静岡大学, 情報学部, 助教授 (00333500) ; 小西 達裕 静岡大学, 情報学部, 助教授 (30234800)
• キーワード: 学習履歴管理 / プログラミング教育 / 学習支援 / プログラム理解

研究概要

(1)学習者支援システムの拡張
平成14年度に引き続き、学習者支援システムの拡張を行った。初等プログラミング教育に必要な8つの問題領域の内の「2次元図形世界」について、プログラム理解・説明文生成・説明の視覚化を実現した。これにより、学習者支援システムの適用範囲にニュートン法などの数値計算分野のプログラミング教育が加わった。
(2)学習者支援システムの単体テスト
学習者支援システムの支援能力を実験的に評価した。評価は被験者をつのり実際にシステムを使って2時間程度の学習をしてもらい、その過程の観察と学習前後のテストおよびインタビューを通して行った。また、システムを利用した過程を再現できるようにビデオ等に記録した。システムを使用せず同様の課題について学習した被験者と理解度を比較し、開発したシステムが一定の教育効果を持つことを確認した。
(3)学習者プログラム評価システムの単体テスト
プログラミング言語に依存しない教育意図に基づく演習問題を含めて、プログラム評価システムの評価精度および評価時間を実験的に評価した。また、アルゴリズムの改善により精度向上・処理速度の高速化をはかった。
(4)単体テストの結果の検討
単体テストの結果を検討し、各々のサブシステムの改良すべき点を整理した。
(5)システムの使用履歴管理部の実装
平成14年度の検討に基づいて、学習者の課題提出履歴を、教師がつけた評点とあわせて管理するシステムを開発し、運用試験を開始した。

研究成果

• [文献書誌] K.Shinmura, E.Iida, H.Suzuki, T.Konishi, Y.Itoh: "The Method to Support Algorithm Learning without Being Distracted by Programming Languages"Proc.of International Conference on Computers in Education (ICCE 2003). 1210-1214 (2003)
• [文献書誌] H.Suzuki, T.Haraikawa, T.Konishi, Y.Itoh: "A proposal of self-reviewing system for algorithm and programming learners"Proceedings for the joint workshop of cognition and learning through media-communication for advanced e-learning. 206-210 (2003)
• [文献書誌] 安間文彦, 小西達裕, 伊東幸宏: "問題領域上でのプログラムの動作説明と可視化を行う学習支援システムの構築とその評価-大小関係世界を対象としたシステムとその評価-"人工知能学会知的教育システム研究会資料. SIG-IES-A302. 27-32 (2003)
• [文献書誌] 戸塚達也, 安間文彦, 小西達裕, 伊東幸宏: "二次元座標系上でプログラムの振る舞いを説明するプログラム学習システム"人工知能学会知的教育システム研究会資料. SIG-IES-A303 (未定). (2004)