コーディング状態を可視化するプログラミング演習支援システムの開発

講義や演習といった授業では教員が学生の授業態度や授業内容を理解できているかどうかなどを把握しにくいという問題があります。そこで本研究では、プログラミング演習授業における学生の授業態度やタイピングのログなどをリアルタイムに教員に提示するシステムを開発しました。このシステムを使い授業をすることで教員は学生の授業態度などの授業の取り組み状況を把握することができ、状況に応じて注意や解説を行えます。

オンライン上でプログラミングを行える開発環境の提供をする。このオンライン開発環境上で行われた操作を収集し教員へ提示する。収集したログから受講者の演習状態を判定し提示する。ログと演習状態を教員へ提示することで、教員は受講者の進捗や演習態度を把握でき、指導を必要としている受講者を効率良く発見することができる（図1）。

オンライン上でプログラミングを行えるシステムを開発し、受講者はこれを使用して授業を行う。受講者がシステムに対して行った操作を学習行動ログとして収集する。演習状況可視化システム（図2）は学習行動ログを可視化して教員に提示する。可視化方法にはシートマップ、タイムラインチャート、コーディング過程、エラー一覧表の 4 種類がある。シートマップには受講者の授業態度を「順調」、「躓き」、「諦め」、「ずる」の 4 状態を色を変えて表示する。状態の計算にはコンパイル・実行・ペースト・エンターキー入力の各回数と学習行動ログを取得した時刻からページをリロードした時刻の経過時間の情報を用いる。

模擬授業により本システムを運用し評価する。模擬授業では少人数の学生に対し、授業時間20分で問題数5問のプログラミング演習授業を行い、学生と教員にアンケート調査を行った。アンケート調査により、学生の演習中の進捗と演習状態を把握するのに有効であることを確認した。しかし、状態の判定が正確ではないことや使いにくいことを確認した。

プログラミング演習中の受講者の演習状況を可視化するシステムを開発した。実験の結果、本システムは教員が受講者の進捗と演習状態を把握するのに有効であることを確認した。