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2017 Fiscal Year Research-status Report

Construction of learning support system using transformative goal model for proactive problem-solving skill development

Research Project

Project/Area Number 17K18665
Research InstitutionThe Open University of Japan

Principal Investigator

加藤 浩  放送大学, 教養学部, 教授 (80332146)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 森本 容介  放送大学, 教養学部, 准教授 (00435702)
鈴木 栄幸  茨城大学, 人文学部, 助教授 (20323199)
舟生 日出男  創価大学, 教育学部, 教授 (20344830)
久保田 善彦  宇都宮大学, 教育学部, 教授 (90432103)
望月 俊男  専修大学, ネットワーク情報学部, 准教授 (50379468)
近藤 伸彦  首都大学東京, 大学教育センター, 准教授 (10534612)
Project Period (FY) 2017-06-30 – 2020-03-31
Keywords教育工学 / ラーニング・アナリティクス / 変容的学習 / プログラミング教育 / 情報教育 / 学習支援システム
Outline of Annual Research Achievements

平成29年度は、学習の背景と軌跡(学習履歴)の収集システムの開発、および、実践現場での学習の背景と軌跡(学習履歴)の収集、e ポートフォリオとしての活用の検討を行ない、具体的に以下の点が明らかになった。
収集システムに関しては、すでに開発済みのシステムに、より詳細な履歴収集を行うため、プログラムにおける個々の命令(Scratchというビジュアル言語においてはブロックで定義)の使用数等を検出する機能などを追加した。さらに、WebのScratchコミュニティ上に多数のプログラムが公開されているため、それらを分析できるよう、Excelシート上にプログラム情報を記述し、一括して分析する機能も追加した。
そして、実際の子供のプログラミングクラブでのシステムの使用を試みたが、小学生段階ではeポートフォリオの情報から、個人の学習の向上に必要な情報を自ら取り出すことが困難なようであり、子供が主体的に診断を行うということが行われなかったため、システムの本格的な使用には至らなかった。代わりに、実践現場の学習履歴の収集としてScratchコミュニティ上に公開されている約900本のプログラムの収集・分析を行った。その結果として、漸進的目標形成モデルの構築の基礎となる、小学校段階の年齢別のプログラミング能力の獲得段階について明らかにすることができた。
さらに、子供のプログラミング状況を観察した結果、初期の習得時にも、作成するプログラムの傾向が大きく違っていることから、Scratchコミュニティ上での初期学習の情報として、ドロップアウトする子供と継続して作成を続ける子供のプログラムの情報の収集を行った。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

平成29年度の研究実施計画では、学習の背景と軌跡(学習履歴)の収集システムの開発、 実践現場での学習の背景と軌跡(学習履歴)の収集とe ポートフォリオの教育支援効果の検証を目標としていた。これに対して、収集システムを開発し、主にScratchコミュニティ上のプログラムを分析することにより、その動作テストも終了した。そして、子供のeポートフォリオの使用には問題があることが判明したことにより、現状では実践場面での学習履歴の収集については未実施である。その代わりにScratchコミュニティ上の多量のプログラムを分析して、基本的な子供のプログラミング能力の獲得状況について分析することを実施した。これにより、プログラミング学習場面における、漸進的目標形成モデルの骨格になると考えられる基本的かつ標準的な習得段階についての情報分析を終了している。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度は研究実施計画にあるように学習の軌跡と背景の分析と教育的介入方略の検討と、 漸進的目標形成モデル型学習支援システムの開発を主に推進する。まず、現在収集済みであるScratchコミュニティ上のドロップアウトした子供と継続して作成をしている子供の状況を分析して、学習初期時のつまずきを含む、学習軌跡とそのパターンを明らかにしていく。特に、つまずきに対しては、継続する子供との比較において、個々の子供の特性に対応した適切な教育方法の介入方法を検討する。
また、29年度に明らかになった、子供のeポートフォリオの使用の問題を解決するため、現在は子供が明示的にプログラムを指定して分析しているところを、今後、自動時にScratchの開発環境からプログラム情報を取得する機能の追加開発を行う。その後、このシステムを用いてプログラミングクラブ等の実践場面での学習履歴の収集・分析を行う。
そして、上記の学習軌跡のパターン化・分析方法と、その介入方法をもとに、漸進的目標形成モデル型学習支援システムの設計と開発を行なう。

Causes of Carryover

発表する予定だった国際会議に論文が採択されなかったため、海外出張が中止になったことによる。さらに、一部の機材については、借りて済ませることができたため、購入する必要がなくなった。

  • Research Products

    (28 results)

All 2018 2017 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 4 results) Presentation (21 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 2 results) Book (2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] コンピュテーショナル・シンキング概念に基づくプログラム自動評価機能を持つScratch用学習支援システムの開発2018

    • Author(s)
      太田剛 森本容介 加藤浩
    • Journal Title

      教育システム情報学会論文誌

      Volume: Vol.35,No.2 Pages: 印刷中

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] プログラミング教育にどう備えるか2018

    • Author(s)
      久保田善彦
    • Journal Title

      群馬大学教育実践年報

      Volume: 7 Pages: 7-12

    • Open Access
  • [Journal Article] ベイジアンネットワークによる修学状態推移モデルの構築2017

    • Author(s)
      近藤伸彦 畠中利治
    • Journal Title

      日本教育工学会論文誌

      Volume: 41(3) Pages: 271-281

    • DOI

      https://doi.org/10.15077/jjet.41031

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 等圧線の読み取りを補助するためのAR技術の利用と評価2017

    • Author(s)
      田村領太 桐生徹 中野博幸 小松祐貴 久保田善彦
    • Journal Title

      科学教育研究

      Volume: 41(3) Pages: 325-334

    • DOI

      https://doi.org/10.14935/jssej.41.325

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Effects of Perspective-Taking through Tangible Puppetry in Microteaching Role-Play2018

    • Author(s)
      Toshio Mochizuki
    • Organizer
      The East Asian Graduate Student Symposium on the Learning Sciences
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] プログラミング的思考を働かせるとは?2018

    • Author(s)
      久保田善彦
    • Organizer
      日本教育工学会研究会
    • Invited
  • [Presentation] 身体化認知による太陽の日周運動の理解と誤概念の解消2018

    • Author(s)
      金井司 久保田善彦 川崎恭輔 葛岡英明 鈴木栄幸 加藤浩
    • Organizer
      日本科学教育学会研究会
  • [Presentation] 学習内容と既有知識の結びつきを促進させる協同学習の実践2018

    • Author(s)
      金井司 大平准之 熊田憲朗 久保田善彦
    • Organizer
      臨床教科教育学セミナー
  • [Presentation] 三角ロジックを使った根拠をもった主張に関する研究2018

    • Author(s)
      小林祐輝 久保田善彦
    • Organizer
      臨床教科教育学セミナー
  • [Presentation] グループ活動における教師の思考と意思決定2018

    • Author(s)
      渡邉裕弓 久保田善彦
    • Organizer
      臨床教科教育学セミナー
  • [Presentation] Moodleのcmi5対応プラグインの設計2018

    • Author(s)
      森本容介 仲林清 星野忠明 前田宏
    • Organizer
      電子情報通信学会2018年総合大会
  • [Presentation] 教科におけるプログラミング分類基準とScratchの機能拡張の提案2018

    • Author(s)
      太田剛 加藤浩 森本容介
    • Organizer
      日本教育工学会研究会
  • [Presentation] Supporting construction of social capital in classroom by introducing an alternative reciprocal system based on the concept of "bi-directional debt"2017

    • Author(s)
      Hideyuki Suzuki, Hideo Funaoi, Yoshihiko Kubota
    • Organizer
      Society for Information Technology & Teacher Education International Conference
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Exploiting Bodily Movement to Regulate Collaborative Learning by Designing a Tablet-Based CSCL System2017

    • Author(s)
      Hideyuki Suzuki, Hideo Funaoi, Yoshihiko Kubota
    • Organizer
      HCII2017
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of a Tangible Learning System that Supports Role-Play Simulation and Reflection by Playing Puppet Shows2017

    • Author(s)
      Hiroshi Sasaki, Toshio Mochizuki, Takehiro Wakimoto, Ryoya Hirayama, Sadahide Yoshida, Kouki Miyawaki, Hitoki Mabuchi, Karin Nakaya, Hiroto Suzuki, Natsumi Yuuki, Ayaka Matsushima, Ryutaro Kawakami, Yoshihiko Kubota, Hideyuki Suzuki, Hideo Funaoi, Hiroshi Kato
    • Organizer
      HCII2017
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Early Detection of At-Risk Students Using Machine Learning Based on LMS Log Data2017

    • Author(s)
      Nobuhiko Kondo, Midori Okubo, and Toshiharu Hatanaka
    • Organizer
      6th IIAI International Congress on Advanced Applied Informatics
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] “からだ”で学ぶ理科授業-身体化認知と身体化デザインから-2017

    • Author(s)
      久保田善彦
    • Organizer
      日本理科教育学会全国大会
    • Invited
  • [Presentation] 教学IRにおけるLMSログデータ活用の試み2017

    • Author(s)
      近藤伸彦 畠中利治
    • Organizer
      教育システム情報学会第42回全国大会
  • [Presentation] 季節による太陽の日周運動の変化の認識に関する研究2017

    • Author(s)
      金井司 久保田善彦
    • Organizer
      日本科学教育学会研究会
  • [Presentation] 身体化認知による太陽の年周運動の理解に関する研究2017

    • Author(s)
      金井司 川崎恭輔 田代祐己 久保田善彦 葛岡英明 鈴木栄幸 加藤 浩
    • Organizer
      日本科学教育学会年会
  • [Presentation] 学習内容と既有知識の結びつきを促進させる授業実践2017

    • Author(s)
      金井司 大平准之 熊田憲朗 久保田善彦
    • Organizer
      日本理科教育学会第56回関東支部大会
  • [Presentation] プログラミング能力獲得の発達段階に関する定量的分析2017

    • Author(s)
      太田剛 森本容介 加藤浩
    • Organizer
      日本情報教育学会 第10回全国大会
  • [Presentation] プログラミング能力の発達段階と要因に関する定量的分析2017

    • Author(s)
      太田剛 森本容介 加藤浩
    • Organizer
      情報処理学会 情報教育シンポジウム(SSS2017)
  • [Presentation] Scratchプログラミングにおける子供と専門家の差異に関する考察2017

    • Author(s)
      太田剛 森本容介 加藤浩
    • Organizer
      日本教育工学会 第33回全国大会
  • [Presentation] タンジブル人形劇を通したマイクロティーチングにおける3次元視点転換による振り返りの効果2017

    • Author(s)
      望月俊男 脇本健弘 佐々木博史 舟生日出男 平山涼也 山口 裕大 結城菜摘 久保田善彦 鈴木栄幸 加藤浩
    • Organizer
      日本教育工学会第33回全国大会
  • [Book] 学習科学ハンドブック第二版第1巻2018

    • Author(s)
      森敏昭 大島純 秋田喜代美 白水始(監訳) 望月俊男 益川弘如(編訳)
    • Total Pages
      印刷中
    • Publisher
      北大路書房
  • [Book] 学習科学ハンドブック第二版第3巻2017

    • Author(s)
      秋田喜代美 大島純 森敏昭 白水始(監訳) 望月俊男 益川弘如(編訳)
    • Total Pages
      195
    • Publisher
      北大路書房
    • ISBN
      ?978-4762829987
  • [Remarks] コード忍者の里 for Scratch (29年度開発したシステムの公開用サイト)

    • URL

      http://tk2-251-35035.vs.sakura.ne.jp/ncv4s/

URL: 

Published: 2018-12-17  

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