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2021 年度 実施状況報告書

学習者のコミュニケーション活動を取り入れた適応学習支援システムの提案

研究課題

研究課題/領域番号 20K14101
研究機関同志社大学

研究代表者

槇原 絵里奈  同志社大学, 理工学部, 助教 (90822875)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
キーワード適応学習 / プログラミング教育
研究実績の概要

各学習者の理解度に応じた最適な学習コンテンツを提供する形式の学びを適応学習と呼ぶ。従来の適応学習では、課題達成率やエラー解決時間など、学習者の学習済みコンテンツから学習者の理解度を測定した。本研究では学習者同士や学習者と教員間の会話や質疑内容など、コミュニケーションにも学習者の理解度が含まれると考え、コミュニケーション情報を理解度の測定に含めることを提案する。
今までに、従来研究より細粒度に学習済みコンテンツのログを取得するためのプログラミング環境を開発した。本年は実プログラミング演習において学習者のコミュニケーション活動に関し調査を行う予定であったが、新型コロナウイルスの影響により学習者間の密な会話が推奨されなかったため、オンライン学習におけるコミュニケーション活動の推奨や、自学自習における適応学習の導入を目指した。前者ではバーチャルオフィスツールであるoViceを利用し、オンラインでも学習者の行動が可視化されるか予備調査を行った。予備調査ではソフトウェアエンジニアリングシンポジウムのワークショップにおいてoViceを導入し、頻繁に他者と会話を行うユーザの特定が可能であるか調査した。後者ではオンラインジャッジシステム(OJS)に着目した。ユーザがOJS上の問題をどのように選択し、正誤判定を得たかモデルを作成し、問題間の関係を調査することで、ユーザのプログラミング力を向上させるような問題選択に取り組んだ。
また、他にもプログラミング入門として小学校などで頻繁に用いられるScratchを対象に、適応学習を導入するための準備段階として、プログラミング演習の自動化にも取り組んだ。具体的には、Scratchプログラムの自動採点システムや、自動修正手法を提案した。
上記の研究は、情報処理学会論文誌において採録、またソフトウェア工学系の研究会において発表を行った。

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

概要でも述べたとおり、2020年度よりプログラミング演習において学習者同士の密なやりとりが推奨されず、質疑はオンラインで対応していたものの、質疑の回数は例年より大幅に減少し、学習者間のコミュニケーション情報が十分に取得できていない。
一方、バーチャルオフィスツールの導入は、Zoomなどのビデオツールに比べて雑談や議論を簡単にできる点で好評であった。また、自学自習におけるオンラインジャッジシステムを利用した問題推薦でも高精度なモデルを構築できた。
今後を考えると、オンラインにおけるコミュニケーションの推奨だけでなく、オンラインと対面でハイブリッドなコミュニケーションがとれるような環境も必要であると考える。

今後の研究の推進方策

進捗状況でも述べたとおり、オンラインと対面でハイブリッドなコミュニケーションがとれるような環境を構築する必要があると考える。また、オンラインジャッジシステムのようなインフォーマルラーニングの場において、他者の情報がどのように参照されているか調査することで、ユーザが着目するデータに関して調査する。これらの情報は対面の授業においても活用可能であると考える。

次年度使用額が生じた理由

新型コロナウイルスの影響によりほとんどオンライン学会への参加となり、想定していた交通費や宿泊費が不要となったため次年度使用額が生じた。今後の計画で述べたとおり、オンラインの場合でも対面と同様のコミュニケーションが可能な、バーチャルオフィス等を利用して研究を進めたいと思うため、それらの環境構築費にも使用したいと考える。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] オンラインジャッジシステムにおける解答履歴を利用した問題の関係性調査2022

    • 著者名/発表者名
      槇原 絵里奈、池田 太郎、小野 景子、新濱 遼大
    • 雑誌名

      情報処理学会論文誌

      巻: 63 ページ: 742~751

    • DOI

      10.20729/00217469

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Scratchプログラミング学習における生体情報を用いた学習者の状態と躓きの分析2022

    • 著者名/発表者名
      大正 歩夢、児嶋 達弥、槇原 絵里奈、小野 景子、中山 知美
    • 雑誌名

      同志社大学ハリス理化学研究報告 = The Harris science review of Doshisha University

      巻: 62 ページ: 219~224

    • DOI

      10.14988/00028679

  • [学会発表] オンラインジャッジシステムにおける問題文の類似度調査2021

    • 著者名/発表者名
      新濱 遼大,槇原 絵里奈,小野 景子,幾島 直哉,山川 蒼平
    • 学会等名
      情報処理学会研究報告ソフトウェア工学(SE)
  • [学会発表] Scratchにおける自動リファクタリングを用いた可読性向上の試み2021

    • 著者名/発表者名
      木内正浩,槇原絵里奈,若松玲依,小野景子
    • 学会等名
      電子情報通信学会研究技術研究報告
  • [学会発表] オンラインジャッジシステムにおける問題推薦に向けた複数の特徴量分析2021

    • 著者名/発表者名
      千歩野亜,槇原絵里奈,新濱遼大,小野景子
    • 学会等名
      電子情報通信学会研究技術研究報告
  • [学会発表] プログラミング演習におけるソースコード内の制御構造を利用したヒント提示手法の提案2021

    • 著者名/発表者名
      島﨑悠斗,槇原絵里奈,若松玲依,小野景子
    • 学会等名
      電子情報通信学会研究技術研究報告
  • [学会発表] Scratchプログラムの差分情報に着目した採点補助システム構築に向けて2021

    • 著者名/発表者名
      若松玲依,槇原絵里奈,新濱遼大,藤原賢二,小野景子
    • 学会等名
      第28回ソフトウェア工学の基礎ワークショップ

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公開日: 2022-12-28  

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