プログラム理解に基づいた知的なエラー検出に関する研究

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プログラミング入門教育における演習で、学習者はシステムからのエラーメッセージを参考にプログラミング・デバッグを行う。しかし、現状のエラーメッセージはプログラム言語の文法をもとに作られるため、学習者にとって、必ずしも分かりやすいものではない。本研究では、学習者の意図を推測するために、人間の教師が行うようなプログラムの字下げ(インデンテーション)情報を積極的に利用したプログラム理解を行い、それに基づいて学習者の誤りを検出するシステムを作成した。本システムはアトム作成部・ブロック作成部・センテンス作成部・エラーアドバイス出力部から構成されている。学習者の作成したプログラムをアトム作成部で処理の最小単位(アトム)に分割する。それをブロック作成部で連接・選択・反復の組合せで構造化した後、センテンス作成部で文に構成する。処理はプロダクションルールを用いる。それらの過程で抽出された誤りをエラーアドバイス出力部で適切なメッセージにして出力する。本研究の成果は次のとおりである。(1)プログラムを解析する教師の知識をルールで表現しているが、そのルールを再検討し、33個に強化した。(2)プロダクションシステムで実現することにより、現状のコンパイラでは検出できなかった誤りを指摘できた。(3)実際の演習環境である汎用計算機(富士通M1600)上に移植した。また、今後の課題として次のものがある。(1)実際の演習環境での使用と評価、(2)学習者の理解モデルの構成、(3)他のプログラム言語への対応。本補助金で購入したビデオカメラ等により、学習者のプログラミング過程を記録し、学習者の理解モデルの構成を試みている。