初等プログラミング教育のための学習/教育支援システムの構築

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14380081
• Research Institution: Shizuoka University
• Principal Investigator: 伊東 幸宏 静岡大学, 情報学部, 教授 (20193526)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 伊藤 敏彦 静岡大学, 情報学部, 助手 (20313926) ; 竹内 勇剛 静岡大学, 情報学部, 助教授 (00333500) ; 小西 達裕 静岡大学, 情報学部, 助教授 (30234800)
• Keywords: 学習支援システム / 教師支援システム / プログラミング教育 / プログラム自動評価 / プログラム理解 / 説明文生成 / アニメーション生成

Research Abstract

本研究では、プログラミングの初級学習者の教育/学習支援システムの構築を目指している。学習者に自ら考える力をつけること、教師が学習者とのコミュニケーションが円滑に進むように学習者の理解状況に関するデータを教師に提供すること、の2点を目標とし、学習者支援と教師支援の両面から教育・学習を支援するシステムを考えた。
学習者支援では、「学習者が入力したプログラムの振る舞いをシミュレートして言葉とアニメーションで説明する」という機能を提供するために,1-a.プログラム理解機能、1-b.説明文生成機能、1-cアニメーション生成機能,の3つの機能の拡張を行った。特に、大小関係世界(ソーティング問題などに対応した世界)におけるプログラムからの説明文・アニメーショシ生成を行うシステムを、二次元平面世界(ニュートン法などの数値計算問題に対応した世界)に対応させるべく拡張した。また、教師支援では、まず、学習者から提出されたプログラムが演習の教育意図を満たすものであるか否かを半自動的に判定する機能を提供した。このために、2-a教育意図を表現する方法、2-b学習者のプログラムを教育意図を満たすものであるか否かを判定する機能、2-c教育意図の入力や判定結果出力のためのGUI環境、を構築した。特に、プログラミング言語に依存しないレベルで記述されたアルゴリズムを用いて学習者プログラムの評価を行う手法について検討を進めた。またシステムによる学習者プログラムの評価精度を評価し、問題点を改善した。

Research Products

• [Publications] F.Anma, T.Ando, R.Itoh, T.Konishi, Y.Itoh: "The method to visualize the domain-oriented-explanation of program's behaviors"Proc. of Int'l Conf.On Comp.in Edu.(ICCE2002). 910-911 (2002)
• [Publications] 飯田英祐, 新村晃示, 鈴木浩之, 小西達裕, 伊東幸宏: "プログラミング言語を意識させないアルゴリズム学習支援方法"人工知能学会知的教育システム研究会資料. SIG-IES-A203. 77-82 (2003)
• [Publications] Fumihiko ANMA, Tatsuhiro KONISHI, Yukihiro ITOH: "Extension of the method to generate visual explanations of program's behaviors"教育システム情報学会第27回全国大会講演論文集. 287-288 (2002)