| 研究課題/領域番号 |
18K11585
|
|---|
| 研究機関 | 湘南工科大学 |
|---|
研究代表者 |
斉藤 友彦 湘南工科大学, 工学部, 講師 (50464798)
|
|---|
| 研究分担者 |
平澤 茂一 早稲田大学, 理工学術院, 名誉教授 (30147946)
松嶋 敏泰 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (30219430)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
|
| キーワード | プログラミング教育 |
|---|
| 研究実績の概要 |
本研究は「回答履歴から学習者の弱点を推定し適切な問題を推薦するプログラミング演習Webシステム」の構築を目的とする．本システムの学術的独自性・創造性は次の二点にある．（ⅰ）学習者の演習回答時における編集履歴と脳波からその演習に対する理解度を推定する．（ⅱ）オンライン・ショッピングで用いられる推薦システムを使い問題を推薦する．特に学習者への推薦・回答履歴とその他大勢の履歴を使った時空間推薦アルゴリズムを使う．研究期間内における本研究の最終目標は，システムの完成及び，評価である．具体的手順は「Step 1. 基礎理論の構築：学習者の理解度推定法，推薦アルゴリズムを完成させる」，「Step 2. 実装：システムの実装を行う」，「Step 3. 実験：高校生と大学生に本システムを利用してもらい，検証を行う」，「Step 4. 評価：Step 3. の結果に基づき，本システムを評価する」である．
本年度は，「Step 1. 基礎理論の構築」，「Step 2. 実装」に取り組んだ．Step 1. では，編集履歴からの理解度推定，脳波からの理解度推定に関して主に取り扱った．編集履歴からの理解度推定に関しては，編集履歴を収集しその解析を行った結果幾つかの本システムに有効な特徴量を見出すことができた．また，脳波履歴に関しても同様にデータを収集し，解析を行ったが，本システムに有効な特徴量を見出すことができず，現時点においてはこれを利用することが困難であることが分かった．Step 2. ではオンラインジャッジサーバーおよび，eポートフォリオサーバの構築を行った．これらの研究成果を国際会議Hawaii International Conference On Education にて３件，国内学会経営情報学会 PACIS2018主催記念特別全国研究発表会にて２件の発表を行った．
|
| 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
オンラインジャッジサーバ，eポートフォリオサーバーの構築は順調に進んでいる．しかしながら，脳波からの理解度推定，編集履歴からの理解度推定が想定以上に困難な問題であることが明らかになった．当初，我々の予備実験から学習者が感じる困難度によって，脳波が変化することが分かっていたので，これを本システムに応用できると考えていた．しかしながら，本システムに特化し，更に学習者の規模を増やした実験を行ったところ，思っていた以上に，理解度推定のために有効な特徴やデータを得ることができなかった．取得データを様々な点から検証を行ったが，脳波を本システムに利用するのは困難ではないかと現状考えている．また，編集履歴からの理解度推定は当初から困難な問題であると考えていた．実験を行い幾つかの有効な特徴があったものの，いまだ本システムに十分な程度ではない．編集履歴に関しては引き続きデータを収集・検証を行い，有効な特徴量を見つけていきたいと考えている．
|
| 今後の研究の推進方策 |
まず初めに実験データ収集用のサーバを構築する．これまでに，構築したオンラインジャッジサーバ，eポートフォリオサーバ，更に研究分担者が作成したオンラインコンパイラを統合させたサーバを新たに構築する．これを用いた実験を行うことで，これまで以上に有効かつ大規模な編集履歴やアンケートデータを収集することができると考えている．次に新たな編集履歴データの収集・解析である．現在，新たな倫理委員会の承認も取得し，編集履歴のデータの追加を行っている．今後はこれらを使って解析する予定である．解析のポイントとして，新たにソフトウェアテストの手法を用いるというアイデアも生まれ，現在は従来のソフトウェアテストの手法について調査，検討を行っている．学生のプログラム課題に対する理解度のソースコードからの推定とソフトウェアの品質を測るテスト技法には共通する部分も多くあると考えられる．これらを利用することで，何らかの有効な特徴量が得られるのではないかと考えられる．これらの課題をクリアした後，更に推薦システムの構築，高校生・大学生を使ったシステムの評価実験，及び得られたデータの検証及びシステムの更なる改善に取り組む．
|
| 次年度使用額が生じた理由 |
国内学会，国際会議は提案の内容，レベルに応じて発表時期において最も適切な学会を選び発表を行っている．本年度に関しては適切な学会で発表した結果，想定よりも少ない予算で学会発表を行うことができた．これらは来年以降の国内学会，国際会議の旅費として使用する予定である．また，当初完成したシステムに使うサーバを本年度に購入予定であったが，これらは次年度以降に購入する．
|
