| 研究課題/領域番号 |
20K03078
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| 研究機関 | 神奈川工科大学 |
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研究代表者 |
田中 哲雄 神奈川工科大学, 情報学部, 教授 (90727984)
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| 研究分担者 |
松本 一教 神奈川工科大学, 情報学部, 教授 (40350673)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | ラーニングアナリティクス / 講義支援 / 演習支援 / 学習行動ログ / 理解度 / 躓き |
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| 研究実績の概要 |
本研究では，教員が学生の授業態度を把握し授業を改善することを目的としている．授業には様々な形態があるが，特に教室やオンラインで多人数の学生向けに行う講義と，学生が実際に手を動かしプログラミング課題を解くプログラミング演習を対象とする．
講義支援では前年度から継続して，穴埋め式ワークブックシステムのログからの学生の授業態度・理解度の抽出実験を行った．今年度は教員による教材の説明時間，および，授業中に行う演習問題の解答状況をシステムログから抽出し，授業ごとに実施している理解度などに関するアンケート調査の結果と照合した．その結果，演習問題の解答状況から大まかな理解度を推定できることを確認した．また，教員による説明時間が閾値を超えるとその説明に関する演習の正答率が下がる傾向にあることを確認した．
プログラミング演習支援では，表示言語を切り替えながらプログラミング的思考を身に着けることを支援するビジュアルプログラミング環境の開発・改良を行った．本環境では，例えばJavaScriptで記述したコードをPHPなどの他の言語表記に切り替えることができる．本環境に操作ログを蓄積する機能を追加し，試用実験により表示言語の切り替えログを蓄積した．実験の結果，言語ごとの表示時間と成績の伸び率に相関があることを確認した．
また，ビジュアルプログラミング環境では，プログラミング言語の文法に関する学生の理解を把握するのは難しいため，テキストベースのプログラミング演習支援システムを試作した．本システムは学習者の状態が，順調・躓いている・諦めている・ズルをしているのいずれに該当するかをシステム操作ログに基づきリアルタイムに判別し提示する．模擬演習授業を実施した結果，教員が学習者の進捗と状態を把握するのに有効的であることを確認した．しかし，受講者の躓き箇所と原因のリアルタイムでの把握は困難であった．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
講義におけるラーニングアナリティクスについては，複数の多人数授業で継続的に使用して収集した学習行動ログを分析し，現行システムで把握できる学習態度・理解度とその限界（実施した方法ではリアルタイムで教材の小項目ごとに学生の理解度を把握するのは難しいなど）を明らかにした．また，プログラミング演習に関するラーニングアナリティクスについては，ビジュアルプログラミング環境では教育者の教材・演習課題作成に多大な手間がかかること，および，テキストベースの現行システムで収集するログで把握できる演習状況と把握しにくい演習状況（躓き箇所とその原因のリアルタイムでの把握は難しいなど）を明らかにした．
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| 今後の研究の推進方策 |
講義におけるラーニングアナリティクスについては，学生が教材のページをめくるたびに半ば強制的にそのページの理解の程度を入力させる機能や，複数の学生が協働して演習を解くことで互いの理解を高めるための機能などを検討し，効果が高いと考えられるものから実装してゆく．また，プログラミング演習におけるラーニングアナリティクスについては，テキストベースの演習システムに注力し，多人数での利用によるログデータの蓄積と，それを活用したコーディング状態の判定精度の向上，躓き箇所の特定方法・提示方法の検討を進める．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
COVID-19の影響で旅費を使用しなかったため次年度使用額が生じた．次年度課題の遂行に使用する．
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