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2004 年度 実績報告書

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

研究課題

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 小西 達裕  静岡大学, 情報学部, 助教授 (30234800)
竹内 勇剛  静岡大学, 情報学部, 助教授 (00333500)
小暮 悟  静岡大学, 情報学部, 助手 (40359758)
キーワード学習支援システム / 初等プログラミング教育 / プログラム理解 / 教師支援システム / プログラム自動評価 / アルゴリズム教育
研究概要

1.学習者支援システムの拡張
(1)プログラム理解機構の拡張の検討
従来は大小関係世界を対象としてプログラムを理解する機構が提案されていたが拡張性に乏しいため、二次元平面上で数値計算法の解を求める問題領域を例に拡張手法を提案した。拡張する際、プログラム中で操作された一つの変数値が対象世界中のどの実体のどの属性値であるかを特定する方法を確立するために対象世界の状態から次に操作を受け得る実体の属性値を予測するヒューリスティックスを導入し、二次元平面上での操作に基づくプログラム(ニュートン法、台形法など)の理解が可能となった。
(2)日本語説明とアニメーションを生成する方法の検討
従来の日本語説明を生成する機構では命令群の実行前後の世界モデルの差分に相当する変化を説明する文章を生成していたが、アニメーション説明を生成する機構においては変化しない部分も併せて世界モデルの全体像を常に提示する機構として実現した。試作システムについて評価実験を行い、システムの有効性を確認した。
2.教師支援システムの拡張と評価
(1)プログラミング言語に依存しない教育意図への対応の検討
従来はプログラミング言語に用意されているデータ構造に対する操作だけに対応していたが、実際のプログラミング演習ではリストや表といった抽象的なデータ構造の概念についても教育が行われる。そのため、教育意図を表現するためには、抽象データ型に対する操作を記述単位としてアルゴリズムを記述する方法が必要となる。そこでスタックやテーブルなどの7種類の抽象的データ構造に対して行われる操作群を定義した。操作群は特定のデータ構造に対する操作列に置き換えられるので、置き換え規則を定義し、操作群を使ったアルゴリズムと特定のプログラミング言語を使って書かれた学習者のプログラムとを対応づける。試作システムの評価を行い、有効性を確認した。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2005 2004

すべて 雑誌論文 (4件)

  • [雑誌論文] プログラミング言語学習を意識させないアルゴリズム作成・テスト環境の構築2005

    • 著者名/発表者名
      新村晃示, 鈴木浩之, 稲垣文雄, 伊藤大輔, 小西達裕, 伊東幸宏
    • 雑誌名

      教育システム情報学会研究報告 19巻5号

      ページ: 63-70

  • [雑誌論文] 問題領域モデル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-2004

    • 著者名/発表者名
      安間文彦, 小西達裕, 伊東幸宏
    • 雑誌名

      教育システム情報学会誌 21巻3号

      ページ: 241-254

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] プログラミング言語に依存しないアルゴリズム表現に基づくプログラム評価手法2004

    • 著者名/発表者名
      鈴木浩之, 新村晃示, 小西達裕, 伊東幸宏
    • 雑誌名

      教育システム情報学会研究報告 19巻3号

      ページ: 49-56

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Construction and Evaluation of an Educational System that Explains the Domain-oriented-explanation of Program's Behaviors2004

    • 著者名/発表者名
      Fumihiko Anma, Tatsuhiro Konishi, Yukihiro Itoh
    • 雑誌名

      Proc.of International Conference on Computers in Education(ICCE2004)

      ページ: 839-845

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公開日: 2006-07-12   更新日: 2016-04-21  

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