Learning support method adaptive to program logic based on analysis of coding history

基于编码历史分析的适应程序逻辑的学习支持方法

• 批准号: 22K02854
• 负责人: 宮寺 庸造
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Tokyo Gakugei University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K02854/
• 关键词: コーディング履歴; プログラムロジック推定; 適応的な学習支援; プログラミング学習; プログラムング学習; プログラムロジック

プログラミング学習は，学習者による試行錯誤の積み重ねにより進行し，多くの困難を伴う．そのため，学習者の状況を的確に把握し，適応的に指導することが求められるが，現実的には困難である．特に，プログラムの組み立て方（ロジック）が１つとは限らず，それに連動して生じる躓きも異なることが，状況把握を妨げる大きな要因となっている．本研究では，コーディング経過の分析により，学習者が指向するロジックを推定することで，従来よりも踏み込んだ状況把握と適応的な支援を実現することを目指す．そのために，(1) プログラムロジックの推定手法，(2) ロジックに応じて学習状況を推定する手法を開発する．その上で，(3)学習状況に適応的な教材提示システムを開発することで，従来よりも現実に即した教材提示を実現し，教授者がより抽象度の高い事柄の指導に専念可能とすることを狙う．令和４年度は，プログラムロジック推定手法の開発に取り組んだ．（１）ロジック推定の準備：これまでに収集した「過去４年間の演習におけるソースコード群」を精査し，学生が指向した実際のロジックを演習課題毎に整理した．これに基づいて，ロジック毎のソースコードをチャンク分解した．これにより，学習者のロジック構成の意図を含むチャンク分割情報（チャンクの振舞いや入出力情報）が得られた．（２）ロジック推定モジュールの開発：ある学習者が現在取り組む課題で作成したソースコードとコーディング履歴（過去の演習で作成したコード群）を入力として，指向しているロジックを機械学習により推定した．具体的には，（１）で準備した「ロジック」と「チャンク分割情報」をトレーニングデータとして，Multiclass Decision Forestを用いた．後に支援システムに組み入れるため，推定モジュールの形で実装した．

Youdaoplaceholder0, プログラ, グ, グ, learner による, trial error, <s:1>, accumulation み, ねによ, ねによ, を, く, <s:1>, difficulty を, accompanied by う. そ の た め, learners の を に really grasp し condition, optimum 応 に guidance す る こ と が o め ら れ る が, now be に は difficult で あ る. Group, に プ ロ グ ラ ム の み stand て sides (ロ ジ ッ ク) が 1 つ と は limit ら ず, そ れ に correlation し て raw じ る Zhi き も different な る こ と が, conditions hold を hinder げ る big き な by と な っ て い る. This study で は, コ ー デ ィ ン グ 経 after analyzing の に よ り, learners が pointing す る ロ ジ ッ ク を presumption す る こ と で, 従 to よ り も tread み 込 ん だ conditions hold と optimum 応 な support を be presently す る こ と を refers す. そ の た め に, (1) プ ロ グ ラ ム ロ ジ ッ ク の constructive technique, (2) ロ ジ ッ ク に 応 じ て learning situation を presumption す る gimmick を open 発 す る. そ の で, (3) the learning status に optimum 応 な textbooks suggest シ ス テ ム を open 発 す る こ と で, 従 to よ り も now be に namely し た textbook prompt を be し now, professor who が よ り abstract degree high の い things handle の guidance に 専 may read と す る こ と を previously う. In the fourth year of the Reiwa era, に, プログラムロジッ, the presumed method of issuance of に and the set of んだ. (1) ロ ジ ッ ク presumption の preparation: こ れ ま で に 収 set し た の exercise "in the past 4 years に お け る ソ ー ス コ ー ド group" を check し, students が pointing し た be interstate の ロ ジ ッ ク を exercise subject in their に finishing し た. Youdaoplaceholder2 れに basis づ づ て て, ロジッ ロジッ each <s:1> ソ スコ スコ スコ ドをチャ ドをチャ ドをチャ <s:1> た た た. こ れ に よ り, learners の ロ ジ ッ ク constitute の meaning 図 を containing む チ ャ ン ク division intelligence (チ ャ ン ク の vibration dance い や output intelligence) が must ら れ た. (2) ロ ジ ッ ク presumption モ ジ ュ ー ル の open 発 : あ る learners が now take り group む subject で made し た ソ ー ス コ ー ド と コ ー デ ィ ン グ shoe bearing (past で の exercise done し た コ ー ド group) を と into force し て, pointing to し て い る ロ ジ ッ ク を rote learning に よ り presumption し た. Specific に は, (1) で prepare し た "ロ ジ ッ ク" と "チ ャ ン ク division intelligence" を ト レ ー ニ ン グ デ ー タ と し て, Multiclass Decision Forest を with い た. Then the に support システムに group み enters れるため, and it is presumed that the モジュ に れるため <s:1> <s:1> で で actual form で is た.

项目成果

Proposal of a System Enabling Adaptive Support Based on Transition of Each Learner's Source Codes

基于每个学习者源代码的转换实现自适应支持的系统提案

• 发表时间: 2022
• 作者: Soichiro Sato;Yoshiki Sato;Shoichi Nakamura;Youzou Miyadera
• 通讯作者: Youzou Miyadera

A System for Identification of Stumbles in Construction of Program Logic that Does Not Appear as Compilation Errors

一种用于识别程序逻辑构造中不出现编译错误的错误的系统

• DOI: 10.1109/icoco56118.2022.10031920
• 发表时间: 2022
• 期刊: Proc. 2022 IEEE International Conference on Computing
• 作者: Shoichi Nakamura;Hiroki Nakayama;Ryo Onuma;Junichi Tachibana;Hiroaki Kaminaga;Youzou Miyadera
• 通讯作者: Youzou Miyadera