2022 Fiscal Year Research-status Report
An Integrated Software-Technology Learning Platform with Digital Textbooks and IDEs
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20K19941
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| Research Institution | Tamagawa University |
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Principal Investigator |
田中 昂文 玉川大学, 工学部, 講師 (30851274)
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2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | プログラミング教育 / モデリング / 学習ログ / 学習分析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，ソフトウェア工学教育における知識学習と演習の学習ログを統一的に蓄積，分析するための学習基盤システムを開発することで，学習者の知識習得過程と実践的な技能習得過程が互いに及ぼす影響を明らかにするとともに，モデリングとプログラミングの各工程およびこれらをまたいだ複合的な学習における効果的な学習方法をエビデンスに基づいて明らかにすることである．今年度の主要な研究成果は，下記の３点である．
(1) デジタル教科書システムとモデリング演習支援システムの統合運用によるデータ収集：昨年度に開発したデジタル教科書システムと，以前から開発していたモデリング演習支援システムを大学の授業で統合運用し，概念モデリングの方法と手順の学習および演習時の問題文の閲覧に関するログと，モデル図の編集操作に関するログを収集した．
(2) デジタル教科書システムとの統合運用を前提としたプログラミング演習課題管理システムの開発：デジタル教科書システムのユーザ情報，授業等の情報，学習項目のタグ情報，ログデータを活用し，演習課題提示時にその学習者にとっての課題の難しさ，そのユーザが復習すべき学習項目と，それらに関連する教科書のページ，およびその演習課題と同様の内容を含む適切な複雑性の演習課題を推薦する演習課題管理システムを開発した．
(3)デジタル教科書と演習課題管理システムの予備評価：(2)で開発した手法とそれを実装したシステムについて，ペルソナ法を用いた予備評価を実施した．プログラミング授業を受講した経験のある学生を対象とし，学習のモチベーションや理解度，授業内外の活動内容が異なるペルソナを提示し，各ペルソナにとって提案システムが有効であるかインタビューを行った．その結果，各機能について改善すべき点が指摘されたものの，個々の学習者に合わせた支援がエビデンスに基づいて実施されることの有効性が示唆された．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
モデリング演習支援システムの操作ログとデジタル教書の閲覧ログ等を統合して分析する手法とデータ連携に関するシステムの改変に遅延が生じたため．
また，デジタル教科書と統合運用するプログラミング課題管理システムの開発に遅延が生じ，実際の授業における運用の時期が遅れたため．
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| Strategy for Future Research Activity |
現在，モデリング演習支援システムの操作ログとデジタル教科書のログの統合については実装が完了している．今後は，知識学習や問題文の閲覧がモデリング時の操作および思考に及ぼす影響を分析する手法を構築する．また，課題管理システムについては，実際の授業に導入し，デジタル教科書と並行してデータを収集している．今後，デジタル教科書の閲覧傾向と課題の解答率等の傾向を分析する．その後，知識学習，モデリング演習，プログラミング演習，演習中の資料閲覧のログを統合的に収集，分析する実験を実施し，本研究全体の評価を行いたい．
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| Causes of Carryover |
デジタル教科書システムとモデリング演習支援システムの改変と，プログラミング演習課題管理システムの開発が予定より遅延し，本研究で提案する手法の実証評価が実施できていないため，次年度使用額が生じた．次年度使用額は，多人数の学習者を対象とした評価実験の実施にあたってのデータ記録用機材等の導入，実験補助およびデータ集計補助のための人件費，研究成果発表のための費用等に使用する．
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