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岡山理科大学プロジェクト研究推進事業

プログラミング教育における論理思考の支援システムと教育コンテンツの開発

 研究代表者

 情報科学科 准教授 椎名 広光

 研究メンバー

 情報科学科 教授 北川 文夫 

 研究目的 

 ①情報化社会の進展の中で、情報活用能力の育成が求められており、学校教育においてプログラミング学習などのICT教育のすべての教育段階で充実化が必要となってきている。
 既に、平成32年度より小学校においては、プログラミング教育が必修化され、小・中・高校においての準備が始められており、岡山県においても「情報化社会に対応した教育」のプロジェクト事業が立案されており、生徒向けの専門技術向上のための講座開発や教員向けの指導法の研究や研修の実施が求められている。
 そこで、大学生向けのプログラミング教育と小・中・高校でのICT教育の接続も考慮する必要性からプログラミング学習用コンテンツ作成とその補助システムの研究が必要であると考えている。
ICT教育においては、コンピュータでプログラムを直接動作することも大切ではあるが、プログラム作成では、文法学習よりも、処理の分割や順序や処理の併合の論理的な思考が重要である。そこで本研究では、プログラミング場面での論理的な思考力の養成も重視し、プログラミング教育コンテンツの開発を行う。特に、プログラミング場面での論理的な思考力の養成については、プログラム開発現場におけるコードレビューや協調学習の場面で、プログラムの説明の実施が行われており、プログラムの手順の分割や併合を思考段階から自然言語での説明ができることが重要である。思考段階から自然言語での説明については、言語運用と関連し、その部分の補助が重要であり、分割や併合に言語処理技術の言い換え処理が必要である。

 ②研究の目標としては、問題を解決するためのプログラム教育として、問題を解決するための手順を気が付かせるための補助として、プログラミング手続きの説明を利用したコンテンツ作成を行う。

 ③本研究の特色としては、「情報化社会に対応した教育」プロジェクトに連動してプログラミング教育の教育用コンテンツ作成ともに、プログラミング教育のための論理的な思考を養成するために、解決したい問題をプログラム化するための分割や併合を支援システムの開発に、言語処理技術やAI技術を利用して実現化を目指している点が特徴的である。具体的には、プログラムの処理の説明との対応関係を調査し、論理的な順序、併合、分割の基準を調べる。併合、分割の処理の説明における自然言語の運用での言い換えについて調査を行う。また、AIや言語処理で使われているニューラルネットワークのひとつであるRecurrent Neural Networkを用いて、プログラミングリストからの日本語での説明文の生成を行う。そして、問題を解決するためのプログラム教育として、問題を解決するための手順を気が付かせるための支援として、生成した日本語説明を利用したプログラミング手続きの説明を利用したコンテンツ作成を行う。

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