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2020 年度 実績報告書

部品の段階的拡張手法とその支援システムによるプログラミング学習支援

研究課題

研究課題/領域番号 18K11586
研究機関東京工芸大学

研究代表者

東本 崇仁  東京工芸大学, 工学部, 准教授 (10508435)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワードプログラミング学習 / Computational Thinking / 問題解決能力 / 構造的理解 / 知識の部品課 / 学習者モデル / 適応的支援
研究実績の概要

本年度は,研究期間中に行うことを予定している次の項目のうち[(i)部品の段階的拡張を支援する学習支援システムの開発(プロトタイプ完成済),(ii)上記学
習支援システムの部品的思考の態度や能力の育成の評価(一部実施済み),(iii)処理と振る舞いの関係づけ支援システム(プロトタイプ完成済),(iv)プログ
ラミングにおける課題の構造化(マイクロワールドグラフをベースとする),(v)構造化した課題の実装および適応的な課題系列の生成の確認,(vi)評価実験
(実験室環境および実践)による効果検証],令和2年度(申請書では平成32年度)に行うことを予定していた,(vi)これらを統合したシステムを開発し,研究代表者が担当する情報系科目における実践を行った.
具体的には,令和元年度に開発を行った機能とふるまいの関連付けの理解のためのフィードバックメッセージを,通常の誤り個所の指摘と比べて,どちらのほうが良いかを情報系科目の学生100名程度相手に評価をし,本システムにより生成されるメッセージのほうが学習に有益であることを確認した.本成果は,国際会議1件,国内学術論文1本の成果として掲載された.さらに,本システムの活用を通して,個々の学習者の行き詰まり要因に違いがあることが判明したため,当初の予定を超えて研究を進めた.研究としては,学習者モデルの新規構築である.学習者の行き詰まり要因として,学習者の知識不足(知識が足りないため問題が解けない)とリソース不足(知識はあるが組み合わせるためのリソースが不足していて解けない)を定義し,学習者の状態に基づいて支援の方法を変更する適応的な学習支援システムを開発し,評価した.本内容については既に国内研究会にて発表を行っており,また2021年は国際会議での発表も行う(採択済み).

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Error-based Simulationと概念マップを用いたメタ認知駆動学習を促すシステムの開発と評価2021

    • 著者名/発表者名
      古池謙人, 久世泰成, 東本崇仁
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌 D

      巻: J104-D ページ: -

    • DOI

      10.14923/transinfj.2020JDL8020

    • 査読あり
  • [雑誌論文] プログラミング学習における再利用性を指向した知識組織化のための知的支援: 機能・振舞い・構造の観点に基づく問題解決過程のモデル2020

    • 著者名/発表者名
      古池謙人, 東本崇仁, 堀口知也, 平嶋宗
    • 雑誌名

      人工知能学会論文誌

      巻: 35 ページ: C-J82_1-17

    • DOI

      10.1527/tjsai.35-5_C-J82

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Error-based Simulation (EBS)における学習者の誤り傾向に基づく問題の行詰まり解決支援システム2020

    • 著者名/発表者名
      相川野々香, 古池謙人, 東本崇仁
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌 D

      巻: J103-D ページ: 644-647

    • DOI

      10.14923/transinfj.2020JDL8002

    • 査読あり
  • [学会発表] 部品の利用と組み合わせを指向したプログラミング学習支援システムの開発と評価2021

    • 著者名/発表者名
      座間出実, 古池謙人, 東本崇仁:
    • 学会等名
      人工知能学会第91回先進的学習科学と工学研究会
  • [学会発表] 知識の再利用性向上を目的としたプログラミング学習における理解状態に基づく適応的フィードバックの開発と評価2021

    • 著者名/発表者名
      藤島優希, 古池謙人, 東本崇仁
    • 学会等名
      人工知能学会第91回先進的学習科学と工学研究会
  • [学会発表] ロボットプログラミングを題材にした競争型知識共有プラットフォームの提案と実装2021

    • 著者名/発表者名
      前田新太郎, 古池謙人, 東本崇仁
    • 学会等名
      人工知能学会第91回先進的学習科学と工学研究会
  • [学会発表] 競争型知識共有プラットフォームを用いたロボットプログラミングによる学習支援システムの検討2021

    • 著者名/発表者名
      前田新太郎, 古池謙人, 東本崇仁
    • 学会等名
      JSiSE学生研究発表会
  • [学会発表] アルゴリズム的思考の獲得のための具体物ベースの学習支援システムの提案2021

    • 著者名/発表者名
      小松翔平, 東本崇仁
    • 学会等名
      JSiSE学生研究発表会
  • [学会発表] Analysis of Learning Activities with Automated Auxiliary Problem Presentation for Breaking Learner Impasses in Physics Error-based Simulations2020

    • 著者名/発表者名
      Aikawa, N., Koike, K., and Tomoto
    • 学会等名
      Workshop proceedings of the International Conference on Computers in Education ICCE 2020
    • 国際学会
  • [学会発表] Compogram: Development and Evaluation of ITS for Organizing Programming-Knowledge by Visualizing Behavior2020

    • 著者名/発表者名
      Koike, K., Mogi, T., Tomoto, T., Horiguchi, T., and Hirashima, T.
    • 学会等名
      HCI International 2020- ; Late Breaking Papers: Interaction, Knowledge and Social Media
    • 国際学会
  • [学会発表] プログラミングにおける部品の利用と合成を指向したプログラミング学習支援システムの開発2020

    • 著者名/発表者名
      座間出実, 古池謙人, 東本崇仁
    • 学会等名
      人工知能学会第89回先進的学習科学と工学研究会
  • [学会発表] 術仕様書における処理と対象に焦点を当てた文章読解の能力を育成する学習支援環境の検討2020

    • 著者名/発表者名
      茂木誠拓, 古池謙人, 東本崇仁
    • 学会等名
      人工知能学会第89回先進的学習科学と工学研究会,

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公開日: 2021-12-27  

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