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2023 年度 実績報告書

アプリケーション操作の測定に基づく思考プロセスの分析と学習支援

研究課題

研究課題/領域番号 20H01728
研究機関京都橘大学

研究代表者

大場 みち子  京都橘大学, 工学部, 教授 (30588223)

研究分担者 峯 恒憲  九州大学, システム情報科学研究院, 准教授 (30243851)
松澤 芳昭  青山学院大学, 社会情報学部, 准教授 (40517017)
新美 礼彦  公立はこだて未来大学, システム情報科学部, 教授 (80347179)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
キーワード取捨選択・並べ替え作文問題 / 取捨選択・並べ替えプログラミング問題 / 時間的共起分析 / 答えのない課題 / 試行錯誤 / データサイエンス教育 / 項目反応理論 / 学習分析
研究実績の概要

最終年度は、開発したアプリを使った教育の実践および研究成果の公開に取り組み、研究分担者・協力者がオンラインおよび対面で打合わせて研究を深めた。
近年の教育は、答えのない課題に試行錯誤で取り組める人材の育成に取り組んでいる。答えのない課題への取り組みの評価では、普遍的な正解がないので、正答率の向上といった従来の学習分析の手法が使えない。また、試行錯誤を評価するためには、単に悩んでいることの検出にとどまらず、悩み方の内容を明らかにできる必要がある。結果の予測だけでは不十分で、プロセスの解明が期待されるのである。
本研究では、これまでの成果である時間的共起分析を応用して、取捨選択の様子から、作問の狙い通りの選択肢で迷っているかを観察できた。また、解答の状態遷移を分析して、従来にない複雑な試行錯誤を検出できた。これらは正解の存在を前提とせず試行錯誤を分析できるため、近年の教育のニーズに合致している。
取捨選択・並べ替えプログラミング問題では題材の幅を広げて、プログラミング言語だけでなく、データベース処理のSQL言語の問題、プログラミング言語を日本語に訳して自然言語でアルゴリズムを考える問題、図形の証明問題にも取り組んだ。これらのうち正解のある問題については、項目反応理論で分析して問題の識別度を評価した。
データサイエンス教育にも取り組んだ。これは、取捨選択・並べ替え作文アプリを使って、受講生自身が問題を作成して、互いの問題を解いて、解くプロセスを自ら分析して発表するものである。受講生たちが、歴史・地理だけでなく、道徳的・心理的なジレンマを含むトロッコ問題も多く作成していたことは注目に値する。
開発したアプリケーションは、高校の授業において、操作性が良く現場のニーズに応えるものであるとの評価を得た。試行錯誤の検出手法とアプリケーションの性能について2件の研究発表が査読付き雑誌論文に掲載された。

現在までの達成度 (段落)

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (17件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] 並べ替えプログラミング・パズルにおけるユーザアクセス、測定データのリトライと欠損2024

    • 著者名/発表者名
      山口 琢, 松澤 芳昭, 新見 礼彦, 大場 みち子
    • 雑誌名

      電気学会論文誌C(電子・情報・システム部門誌)

      巻: 144 ページ: -

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cycles in State Transition as Trial-and-Errors in Solving Programming Exercises2023

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi Taku、Matsuzawa Yoshiaki、Niimi Ayahiko、Oba Michiko
    • 雑誌名

      Towards a Collaborative Society Through Creative Learning

      巻: - ページ: 542~553

    • DOI

      10.1007/978-3-031-43393-1_49

    • 査読あり
  • [学会発表] 地理・空間情報を題材とした思考プロセスのデータサイエンス教育2024

    • 著者名/発表者名
      大場みち子
    • 学会等名
      CSISシンポジウム「空間情報科学・地理学の新たな教育に向けて」
    • 招待講演
  • [学会発表] 地理情報を題材とした並べ替えアプリを用いたデータサイエンス教育の実践2024

    • 著者名/発表者名
      大場 みち子, 山口 琢
    • 学会等名
      情報処理学会 研究報告ドキュメントコミュニケーション(DC) 第132回研究発表会
  • [学会発表] 研究プロセスを想定したデータサイエンス教育の実践2024

    • 著者名/発表者名
      大場みち子, 山口琢
    • 学会等名
      教育システム情報学会(JSiSE) 2023年度 第6回研究会
  • [学会発表] 論理的思考において異なる学習法による成長速度・思考力の変化の分析2024

    • 著者名/発表者名
      浜崎 憲伸, 山口 琢, 大場みち子
    • 学会等名
      情報処理学会 第86回全国大会講演論文集
  • [学会発表] 大学生の意思決定優先順位と慢性ストレスとの関係分析2024

    • 著者名/発表者名
      中井 修斗, 山口 琢, 大場みち子
    • 学会等名
      情報処理学会 第86回全国大会講演論文集
  • [学会発表] プログラム作成時のコメント文の有無によるプログラム初学者の思考の差異2024

    • 著者名/発表者名
      吉永 智哉, 山口 琢, 大場みち子
    • 学会等名
      情報処理学会 第86回全国大会講演論文集
  • [学会発表] 並べ替えパズルを用いた災害看護教育支援システムの開発2024

    • 著者名/発表者名
      木村 遥敬, 山口 琢, 大場みち子
    • 学会等名
      情報処理学会 第86回全国大会講演論文集
  • [学会発表] 大学生の授業課題におけるストレスの調査と軽減方法の提案2024

    • 著者名/発表者名
      田中詢一郎, 山口 琢, 大場みち子
    • 学会等名
      情報処理学会 第86回全国大会講演論文集
  • [学会発表] アルゴリズム構築を指向したプログラミングパズル問題の開発と実践2024

    • 著者名/発表者名
      藤田 然, 金森 大輝, 松澤芳昭, 鈴木彩未
    • 学会等名
      情報処理学会 第86回全国大会講演論文集
  • [学会発表] 論理的思考力を養うことを狙ったパズル型証明問題の試作と高校での実践2024

    • 著者名/発表者名
      村田 菜月, 松澤 芳昭
    • 学会等名
      情報処理学会 研究報告コンピュータと教育(CE) 第174回研究発表会
  • [学会発表] ジグソー・テキスト: データサイエンス教育で活用する並べ替え型パズル教材2024

    • 著者名/発表者名
      山口琢, 新美礼彦, 大場みち子
    • 学会等名
      教育システム情報学会(JSiSE) 2023年度 第6回研究会
  • [学会発表] SQL学習者のためのパズル型問題の開発と評価2023

    • 著者名/発表者名
      黒木 奏子, 松澤 芳昭
    • 学会等名
      情報処理学会 研究報告コンピュータと教育(CE) 第169回研究発表会
  • [学会発表] パズル型プログラミング問題を利用した初学者の迷いや思考プロセスの個別分析の試み2023

    • 著者名/発表者名
      西村 萌, 米澤 彩乃, 松澤 芳昭
    • 学会等名
      情報処理学会 研究報告コンピュータと教育(CE) 第169回研究発表会
  • [学会発表] アルゴリズム構築学習のための日本語訳プログラミングパズルの開発と評価2023

    • 著者名/発表者名
      米澤 彩乃, 西村 萌, 松澤 芳昭
    • 学会等名
      情報処理学会 研究報告コンピュータと教育(CE) 第169回研究発表会
  • [学会発表] 並べ替えプログラミング・パズルにおけるユーザ操作の傾向と性能設計2023

    • 著者名/発表者名
      山口 琢, 松澤 芳昭, 新美礼彦, 大場みち子
    • 学会等名
      電気学会 電子・情報・システム部門(C部門) 第93回情報システム研究会
  • [学会発表] ワードプロセッサーの機能の歴史2023

    • 著者名/発表者名
      山口 琢, 新美 礼彦, 大場 みち子
    • 学会等名
      情報処理学会 研究報告ドキュメントコミュニケーション(DC) 第129回研究発表会
  • [学会発表] スクリーン・リーダーによる複雑な情報処理における考え方の分析2023

    • 著者名/発表者名
      山口 琢, 新美 礼彦, 大場 みち子
    • 学会等名
      情報処理学会 研究報告ヒューマンコンピュータインタラクション(HCI) 第201回研究発表会

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公開日: 2024-12-25  

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