著者

加藤 利康 石川 孝

雑誌

情報処理学会論文誌 (ISSN:18827764)

巻号頁・発行日

vol.55, no.8, pp.1918-1930, 2014-08-15

---

本論文は,オンライン環境のある教室でのプログラミング演習のためのWebベースの授業支援システムにおいて,机間巡回では把握が困難なクラス全体と問題のある学生の学習状況を教員が随時に把握できるようにする学習状況把握機能の実現を目的とする.この実現の方法は,演習課題の配布,解答プログラムの作成,コンパイル,実行,および解答の提出を行える授業支援システムを基礎として,プログラミング演習における学習状況把握に対する要求分析と先行研究の調査に基づいて,機能の設計と評価を行う.クラス全体に対する機能は,教員があらかじめ用意した模範解答プログラムに基づく正解判定による解答開始から解答提出までの作業進度集計と,模範解答プログラムを基準としたコンパイルエラー行の同定によるエラー分類集計である.これらの機能は,コンソール出力を行うJavaプログラミングの課題に対して,十分な精度で適用が可能である.問題のある学生に対する機能は,作業進度の外れ値分析による作業が遅れている学生の検出と,該当学生の作業履歴の提示である.検出機能は,外れ値の基準値を教員が適切に設定することによって,対処可能な程度に問題のある学生を絞り込むことが可能である.これら2種類の学習状況把握機能を付加した授業支援システムは,実際の演習授業において,システムが提示する情報に基づく学習指導が全指導件数の約半数観察されたことから,プログラミング演習における学習状況把握に有効である.本論文で実現した学習状況把握機能は,教員が模範解答プログラムを用意することで,クラス全体の作業進度とエラー分類を提示し,また,作業が遅れている学生を検出してその作業履歴を提示することによって,机間巡回では把握が困難な学習状況を教員が随時に把握することを可能にする.In this paper, we aim to realize some functions related to the assessment of learning conditions in order to help teachers understand the learning situation in their classroom, which can be difficult to grasp. We implement the functions in a Web-based learning management system for programming exercises to be completed in the classroom in an online environment. Using this method, we design and evaluate the functions based on a survey of previous studies and a requirements' analysis for the assessment of learning conditions during programming exercises. This realization of functions is based on the use of a learning management system that enables the distribution of exercises, the creation of an answer program, compilation, running, and submission of answers. The functions for the whole class include a classification error count function and a work progress summary, prepared in advance; both of witch are based on the model answer program. These functions can be applied with sufficient accuracy with respect to exercises in the Java language for performing console output. Another function, for individual students, is the presentation of the student's work history and the detection of students whose progress is delayed by an outlier analysis of work progress. This feature can identify students with problems in manageable degree and help teachers properly set references value for outliers. Teaching guidance, based on information presented by the system in a real class, has been observed in about half of the total number cases. Thus, we can conclude that the learning management system incorporating these features, is effective in helping students learn situational awareness in programming exercises. The functions assessing learning conditions present the error classification summary and progress of the whole class for the reference of the teacher, to allow a model answer program. By presenting students' work history and detecting students whose progress is delayed, this function allows the teacher to grasp at any time, while going around the classroom, any difficulties in the learning conditions.