Development of a learning support environment for extending components in terms of function, behavior, and structure to acquire computational thinking

开发一个学习支持环境，用于扩展组件的功能、行为和结构，以获得计算思维

• 批准号: 22K12322
• 负责人: 東本 崇仁
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Tokyo Polytechnic 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-22K12322/
• 关键词: プログラミング的思考; プログラミング学習; 構造・振舞い・機能; 課題系列; 可視化; トレース; ロボットプログラミング; ゲーミフィケーション; Computational Thinking; 問題解決能力; 振舞いと機能

文部科学省はプログラミング的思考を「自分が意図する一連の活動を実現するために、どのような動きの組合せが必要であり、一つ一つの動きに対応した記号を、どのように組み合わせたらいいのか（略）といったことを論理的に考えていく力」と定義している．この力の育成には，①意図と動きの対応の理解，②動きと記号の対応の理解，が必要となると言える．そこで本研究では，デバイスオントロジーの知見を参考に，機能（意図），振舞い（動き），構造（記号）の3側面の対応付け支援を実現する．さらに，ここで獲得される機能・振舞いが結びついた構造を「部品」と呼称し，部品を高度化させるために拡張する手法を実現し，さらに個別診断・フィードバックを備えた学習支援システムを開発する．具体的には，学習者にある機能（意図する活動）を実現するための，構造（ソースコード）を構築させ，次に今構築したものを部品として，より大きな機能を構築させる，これを繰り返すことで部品を段階的に拡張させる手法を実現する．この際，学習者が構造の誤りを犯した場合，個別の構造の誤りについて，どのような振舞いになるか，またその振舞いではなぜ機能を実現できないかをフィードバックとして与える．2022年度は上記の目的に対して，次の3つのシステムを開発し，評価を行った．(1)学習者の構造（ソースコード）から振る舞い（実行結果）を推定するための学習支援システム，(2)(1)を部品単位で行うための学習支援システム，(3)学習者のコードをロボットの振舞いとして可視化することで理解を促進するシステム，の3つである．(1)については任意のコードを自動解析できる機能まで開発した．(1)(2)については研究室単位，(3)については授業実践を通してその効果を確認した．

The Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology considers the definition of "self-division, meaning, continuous activity, realization, combination, necessity, combination, middle and middle (omitted), logical examination, middle and middle force". The development of this force is opposite, ① meaning is opposite to understanding, ② movement is opposite to understanding, it is necessary to say. In this study, we found that the knowledge and reference of the information, function (meaning), vibration (movement), structure (symbol) and the support of the three bottom surfaces were realized. In addition, the acquisition of the function, vibration, structure,"parts","call," parts "," height "," method "," individual diagnosis "," preparation "," learning support "," development ". The specific function of the learner is realized by constructing the structure of the component, and the method of constructing the function of the component is realized by constructing the structure of the component. At this time, learners have made mistakes in the structure, and individual mistakes in the structure have been made. In 2022, the goal of the above record was met, and the second three problems were opened and evaluated. (1)Learner's structure (system) from vibration to dance (implementation results) to estimate the learning support system,(2)(1) the learning support system of the component unit,(3) the learner's structure (system) from vibration to dance,(3) the understanding to promote the system, and (4) the learning support system. (1)The function of automatic resolution of arbitrary data is developed. (1)(2) To confirm the results of the study room,(3) To confirm the results of the study room.

项目成果

ソースコ―ドの振舞いモデルから機能の解釈を促す支援システムにおけるフィードバックの検討

考虑支持系统中的反馈，鼓励从源代码行为模型进行功能解释

• 发表时间: 2022
• 作者: 松爲泰生;前田新太郎;古池謙人;東本崇仁
• 通讯作者: 東本崇仁

プログラミングの文章問題を対象とした定式化による解法の理解を促す学習支援システムの開発・評価

开发和评估学习支持系统，通过制定编程应用问题来促进对解决方案的理解

• 发表时间: 2022
• 作者: 白髭虹輝;松爲泰生;東本崇仁
• 通讯作者: 東本崇仁

未知部品の利活用を指向した擬似データフロー図構築によるプログラミング学習支援システムの提案と開発

通过构建旨在利用未知部分的伪数据流图来提出和开发编程学习支持系统

• 发表时间: 2022
• 作者: 座間出実;東本崇仁
• 通讯作者: 東本崇仁

TAME: Behavior Contol Method of Teachable Agent for Error-visualization

TAME：错误可视化可教智能体的行为控制方法

• DOI: 10.14923/transinfj.2022lep0013
• 发表时间: 2023
• 期刊: 電子情報通信学会論文誌D 情報・システム
• 作者: 古池 謙人;樋村 いづみ;東本 崇仁
• 通讯作者: 東本 崇仁

洗練活動を促すコード共有プラットフォームにおける戦略を基にしたコードの共有手法

代码共享平台上基于策略的代码共享方法，鼓励细化活动

• 发表时间: 2022
• 作者: 前田新太郎;古池謙人;東本崇仁
• 通讯作者: 東本崇仁