Practical Study of Programming Education Aiming Synergistic Effect between Block-Based and Text-Based Language

旨在实现块语言与文本语言协同效应的编程教育实践研究

• 批准号: 18K02921
• 负责人: 山田 耕太郎
• 金额: $ 2.25万
• 依托单位: Hijiyama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18K02921/
• 关键词: プログラミング行動; 試行錯誤; ブロック型言語; Blockly; テキスト型言語; プログラミング教育; プログラミング的思考; 迷路ゲーム; 論理的思考; 論理的思考力

本研究は主にプログラミングの初学者を対象とし，プログラムを構築する際に学習者が行う特徴的な行動を，ブロック型プログラミング言語のブロック操作を追跡・分析することで明らかにし，テキスト型のプログラミング言語への学習をシームレスかつ効果的に移行させるための教育方法を，２つの型のプログラミング言語を利用する利点（相乗効果）の観点から検証・確立することを目的としている。プログラミング行動はブロック型プログラミング言語のBlocklyが生成するイベントメッセージを時系列データとして捕獲・収集することで把握することができ，そのデータを学習者の操作ログとして分析することでプログラミング行動の特徴を抽出することができる。本研究ではBlocklyを使った教育ゲームのひとつとしてGoogleが公開している迷路ゲーム（Maze）を研究用のサーバに移植し，イベントメッセージの収集を行うWebアプリケーションを実装してデータの収集と分析を行った。その結果，学習者によってプログラミングの際の試行錯誤に質的な違いがあり，学習者を「ある意図や目的に基づいて作業を進めているグループ」と「思いつきや当てずっぽうで闇雲に作業しているグループ」に大別できることが分かった。これは迷路ゲームの中で最も難しい迷路をクリアできた学習者のイベントメッセージ数が，クリアできなかった学習者と比較して有意に少なかったことから得られた結論である。しかし，意図や目的を持った試行錯誤を「している」「していない」という二者択一的な分類ではなく，学習者のプログラミング行動をさらに細分化するために行ったクラスタ分析や因子分析からは新たなグループは抽出できなかった。この要因として，今回の調査対象が21名のみであり，クラスタ分析や因子分析を行うにはデータが少なすぎたことが考えられるため，今後は調査対象者と授業実践を増やして分析を行う予定である。

This study は main に プ ロ グ ラ ミ ン グ を の beginners like と seaborne し, プ ロ グ ラ ム を build す る international line に learners が う, 徴 な を action, ブ ロ ッ ク type プ ロ グ ラ ミ ン グ words の ブ ロ ッ ク を operation, tracing analysis, す る こ と で Ming ら か に し, Type テ キ ス ト の プ ロ グ ラ ミ ン グ words へ の learning を シ ー ム レ ス か つ に migration of unseen fruit さ せ る た め の を education methods, 2 つ の type の プ ロ グ ラ ミ ン を グ words using す る tartness (phase 乗 unseen fruit) の 観 point か ら 検 certificate, establish す る こ と を purpose と し て い る. プ ロ グ ラ ミ ン グ action は ブ ロ ッ ク type プ ロ グ ラ ミ ン グ words の Blockly が generated す る イ ベ ン ト メ ッ セ ー ジ を series when デ ー タ と し て capture, collections of 収 す る こ と で grasp す る こ と が で き, そ の デ ー タ を learners の operation ロ グ と し て analysis す る こ と で プ ロ グ ラ ミ ン グ action の, 徴 を spare す る こ と が で き る. This study で は Blockly を make っ た education ゲ ー ム の ひ と つ と し て Google が public し て い る lost ゲ ー ム (Maze) を study with の サ ー バ し に transplantation, イ ベ ン ト メ ッ セ ー ジ の 収 row う を Web ア プ リ ケ ー シ ョ ン を be loaded し て デ ー タ の 収 row っ と analysis を た. そ の results, learners に よ っ て プ ロ グ ラ ミ ン グ の interstate の pilot error に qualitative な violations い が あ り, learners を "あ る meaning 図 や purpose に base づ い て homework を into め て い る グ ル ー プ" と "い つ き や when て ず っ ぽ う で dark cloud に homework し て い る グ ル ー プ" に comparing で き る こ と が points か っ た. こ れ は lost ゲ ー ム の is the most も で し い lost を ク リ ア で き た learners の イ ベ ン ト メ ッ セ ー ジ が, ク リ ア で き な か っ た learners と compare し て less interested in に な か っ た こ と か ら have ら れ た conclusion で あ る. し か し, meaning 図 や purpose を hold っ た pilot error を "し て い る" "し て い な い" と い う 択 between な classification で は な く, learners の プ ロ グ ラ ミ ン グ action を さ ら に differentiation す る た め に line っ た ク ラ ス タ や factor analysis か ら は new た な グ ル ー プ は spare で き な か っ た. こ の by と し て, today back to の survey like が seaborne 21 の み で あ り, ク ラ ス タ や factor analysis line を う に は デ ー タ が less な す ぎ た こ と が exam え ら れ る た め, future は investigation like the seaborne と knowledge to be practice を raised や し て line analysis を う designated で あ る.

项目成果

ビジュアル型プログラミング言語によるプログラム構築過程把握の試み

尝试使用可视化编程语言来理解程序构建过程

• 发表时间: 2022
• 期刊: 比治山大学現代文化学部紀要
• 作者: 吉村 東悟,荒井 研一,岡崎 裕之,布田 裕一,三重野 武彦;T. Maeda and M. Yajima and A. Wakatani;中瀬浩一;山田耕太郎
• 通讯作者: 山田耕太郎

ボードゲームを題材としたアルゴリズム教育の実践

基于桌游的实用算法教育

• 发表时间: 2018
• 作者: T. Maeda;C. Mitsuyasu and A.Wakatani;中瀬浩一;山田耕太郎
• 通讯作者: 山田耕太郎

数学的な考え方とプログラミング的思考 －試行錯誤の観点から－

数学思维与编程思维——从试错的角度——

• 发表时间: 2019
• 作者: 岡崎 裕之;紫村 彰吾;宮本 樹;渡邊 樹;布田 裕一;村上 恭通;山田耕太郎
• 通讯作者: 山田耕太郎

ボードゲームを使ったアルゴリズム教育の実践と評価

利用桌游进行算法教育的实践与评估

• 发表时间: 2018
• 期刊: 比治山大学現代文化学部紀要
• 作者: 磯貝 百恵;岡崎 裕之;荒井 研一;布田 裕一;三重野 武彦;A.Wakatani;山田耕太郎
• 通讯作者: 山田耕太郎

小学校理科におけるプログラミング的思考のための市販玩具利用の試み

小学科学课中利用市售玩具进行编程思维的尝试

• 发表时间: 2021
• 期刊: 比治山大学現代文化学部紀要
• 作者: 吉村 東悟,荒井 研一,岡崎 裕之,布田 裕一,三重野 武彦;T. Maeda and M. Yajima and A. Wakatani;中瀬浩一;山田耕太郎;吉村 東悟,荒井 研一,岡崎 裕之,布田 裕一,三重野 武彦;中瀬浩一;山田耕太郎
• 通讯作者: 山田耕太郎