diff --git a/paper/c120028-thesis.log b/paper/c120028-thesis.log index af53fa2..0a011d6 100644 --- a/paper/c120028-thesis.log +++ b/paper/c120028-thesis.log @@ -1,4 +1,4 @@ -This is e-pTeX, Version 3.141592653-p3.9.0-210218-2.6 (utf8.euc) (TeX Live 2021) (preloaded format=platex 2022.12.6) 12 DEC 2022 14:20 +This is e-pTeX, Version 3.141592653-p3.9.0-210218-2.6 (utf8.euc) (TeX Live 2021) (preloaded format=platex 2022.12.6) 14 DEC 2022 17:03 entering extended mode restricted \write18 enabled. file:line:error style messages enabled. @@ -299,9 +299,10 @@ [18] File: ensyuugata.png Graphic file (type bmp) + [19] File: ensyuugata.png Graphic file (type bmp) - [19] [20] + [20] 第5章 File: quiz-question.png Graphic file (type bmp) @@ -346,4 +347,4 @@ 934 hyphenation exceptions out of 8191 55i,9n,62p,2056b,327s stack positions out of 5000i,500n,10000p,200000b,80000s -Output written on c120028-thesis.dvi (29 pages, 64520 bytes). +Output written on c120028-thesis.dvi (29 pages, 64404 bytes). diff --git a/paper/c120028-thesis.pdf b/paper/c120028-thesis.pdf index c0a0119..188579c 100644 --- a/paper/c120028-thesis.pdf +++ b/paper/c120028-thesis.pdf Binary files differ diff --git a/paper/c120028-thesis.synctex.gz b/paper/c120028-thesis.synctex.gz index 53407ad..44a7fb7 100644 --- a/paper/c120028-thesis.synctex.gz +++ b/paper/c120028-thesis.synctex.gz Binary files differ diff --git a/paper/c120028-thesis.tex b/paper/c120028-thesis.tex index b9d5b59..59c1d8c 100644 --- a/paper/c120028-thesis.tex +++ b/paper/c120028-thesis.tex @@ -32,8 +32,8 @@ \chapter{はじめに} 本章では，研究を行なっていく上での背景や目的について説明する。 \section{背景} -現代社会では，AIやビックデータ，ロボットテクノロジーなどの最先端技術が高度化し，様々な知識や情報が共有され，今までにない新たな価値を生み出している。これにより，ロボットや自動走行車などの技術で，少子高齢化，地方の過疎化，貧富の格差などの課題や困難を克服する世界を「Society5.0」と呼称している\cite{naikaku}。 -文部科学省は，2020年度から小学校段階でのプログラミング教育の導入を決定した。プログラミング教育では，コンピュータに意図した処理を行うよう指示することができるということを体験させながら，「知識及び技能」「思考力，判断力，表現力」「学びに向かう力，人間性等」を身につける狙いがあるとしている\cite{monbu}。プログラミング言語は講義から文法的要素やコンピューターにさせる処理を学ぶことによる論理的な学習だけでなく，学習者が実際にコードを記述することでプログラミング的思考が身につき，コードの書き方が身についていく。プログラミング的思考は演習の中でトライ\&エラーに取り組み，感覚的にコードが書けるようになることで身に付くが，数時間という講義内での学習のみではプログラミング的思考を理解するには難しく，講義時間外の自学習による反復学習が必要である。しかし講義時間外の自学習において，プログラミングを勉強し始めたばかりの学習者やプログラミングに苦手意識を持っている学習者はエラーやバグの解決に時間を取られてしまい，学習意欲が減少してしまう。エラーやバグの解決に時間を取られない手法として,Scratch\footnote{非営利団体Scratch財団によって設計，開発，維持されているシンプルなビジュアルインターフェースを持った子供向けコーディング言語。}\cite{scratch}などを用いた感覚的学習も推進されているが，プログラミング言語の文法にあまり触れることがないため，実際のコードに触れることがあまりない。学習始めたばかりの学習者や学習に苦手意識を持っている学習者の自学習による反復学習を向上させる手法としてゲーミフィケーションが挙げられる。ゲーミフィケーションとは,ゲーミングを行うことを目的としていないシステムなどに「レベルアップ」や「スコア競争」などのゲームの要素を取り入れることでモチベーションの維持や向上を図ることが期待できるものである。近年では，日本語教育\cite{nihongo}やSDGs\cite{sdgs}のように幅広い場面で課題解決の手法として利用されている。以上を踏まえ，本システムでは学習意欲の維持・向上を目的としてゲーミフィケーション要素を取り入れる。学習内容として，実践的にソースコードに触れることができるコード記入型学習機能とプログラミング言語をクイズを用いてインプットしながら他の学習者との情報交換・共有を行うことができるクイズ形式学習機能を実装する。 +現代社会では，人工知能やビックデータ，ロボットテクノロジーなどの最先端技術が高度化し，様々な知識や情報が共有され，今までにない新たな価値を生み出している。これにより，ロボットや自動走行車などの技術で，少子高齢化，地方の過疎化，貧富の格差などの課題や困難を克服する世界を「Society5.0」と呼称している\cite{naikaku}。 +文部科学省は，2020年度から小学校段階でのプログラミング教育の導入を決定した。プログラミング教育では，コンピュータに意図した処理を行うよう指示することができるということを体験させながら，「知識及び技能」「思考力，判断力，表現力」「学びに向かう力，人間性等」を身につける狙いがあるとしている\cite{monbu}。プログラミング言語は講義から文法的要素やコンピューターにさせる処理を学ぶことによる論理的な学習だけでなく，学習者が実際にコードを記述することでプログラミング的思考が身につき，コードの書き方が身についていく。プログラミング的思考は演習の中でトライ\&エラーに取り組み，感覚的にコードが書けるようになることで身につくが，数時間という講義内での学習のみではプログラミング的思考を理解するには難しく，講義時間外の自学習による反復学習が必要である。しかし講義時間外の自学習において，プログラミングを勉強し始めたばかりの学習者やプログラミングに苦手意識を持っている学習者はエラーやバグの解決に時間を取られてしまい，学習意欲が減少してしまう。エラーやバグの解決に時間を取られない手法として,Scratch\footnote{非営利団体Scratch財団によって設計，開発，維持されているシンプルなビジュアルインターフェースを持った子供向けコーディング言語。}\cite{scratch}などを用いた感覚的学習も推進されているが，プログラミング言語の文法にあまり触れることがないため，実際のコードに触れることがあまりない。学習始めたばかりの学習者や学習に苦手意識を持っている学習者の自学習による反復学習を向上させる手法としてゲーミフィケーションが挙げられる。ゲーミフィケーションとは,ゲーミングを行うことを目的としていないシステムなどに「レベルアップ」や「スコア競争」などのゲームの要素を取り入れることでモチベーションの維持や向上を図ることが期待できるものである。近年では，日本語教育\cite{nihongo}やSDGs\cite{sdgs}のように幅広い場面で課題解決の手法として利用されている。以上を踏まえ，本システムでは学習意欲の維持・向上を目的としてゲーミフィケーション要素を取り入れる。学習内容として，実践的にソースコードに触れることができるコード記入型学習機能とプログラミング言語をクイズを用いてインプットしながら他の学習者との情報交換・共有を行うことができるクイズ形式学習機能を実装する。 \section{ジュニアドクター鳥海塾} 「ジュニアドクター鳥海塾」とは，地方では学習機会の少ない理数・情報分野に関心の高い児童に，「ジュニアドクター鳥海塾」を提供し，「地域社会」と「情報技術」について，それぞれの研究を深め，地域の魅力を自ら発信し，地域と世界の橋渡しができる人材育成を行う活動である。なおこの活動は，JST(国立研究開発法人科学技術振興機構) の「ジュニアドクター育成塾」事業に採択されているものである。活動の中で，塾生はプログラミングの基礎を学び情報擬実が他分野でどのように生かされているかを知る。そして身につけた技術を使って課題解決プログラムを作成し発表する。 @@ -58,7 +58,7 @@ \subsection{忍者CODE} 株式会社甲賀-KOGA-が開発したプログラミング学習サイトである\cite{ninjacode-site}。さまざまなプログラミング言語をクイズ形式で学べる形になっている（図2.1）。HTML, CSSとJavaScript, jQueryとPHPのようにWebサイトを作成する際に使用する言語のクイズに特化している。HTML, CSSのクイズが全91問あるのに対し，Ruby言語のクイズは全15問と少なくなっている。クイズの内容は，プログラミング言語の語句を選んでいくようなクイズではなく，実際に回答者の環境にあるテキストエディタで実行して回答を導き出し，回答することを想定して作られているクイズである。そのため，回答者は忍者CODEサイトをは別にテキストエディタを使って実際にコードを実行することが必要である。 \subsection{Progate} -株式会社 Progate が開発したプログラミング学習サイトである\cite{progate-site}。指定したプログラミング言語の構文，メソッドについてスライド式でで学習した後，画面上で実際にプログラミングを行う。プログラミングを行う画面では，実際にコードを入力していき，問題に正解すると次に演習へ進む。図2.2のように左側に回答して欲しいプログラムについての説明があり，中央にコードを記入する場所，右側に実行結果と実行結果の見本が表示される。回答者が答えに迷った場合は，スライドを何度も見ることができ，ヒントも表示できる。Ruby言語についての学習も行うことができるが，基礎的な部分は無料で受講できるが，応用部分は有料である。 +株式会社 Progate が開発したプログラミング学習サイトである\cite{progate-site}。指定したプログラミング言語の構文，メソッドについてスライド式で学習した後，画面上で実際にプログラミングを行う。プログラミングを行う画面では，実際にコードを入力していき，問題に正解すると次に演習へ進む。図2.2のように左側に回答して欲しいプログラムについての説明があり，中央にコードを記入する場所，右側に実行結果と実行結果の見本が表示される。回答者が答えに迷った場合は，スライドを何度も見ることができ，ヒントも表示できる。Ruby言語についての学習も行うことができるが，基礎的な部分は無料で受講できるが，応用部分は有料である。 \begin{figure}[H] \centering @@ -81,7 +81,7 @@ 藤田美幸らの研究では，ドコモ・ヘルスケアがリリースしたウォーキングを支援することで健康維持・増進を目的とした歩数計アプリケーション「歩いておトク」を利用し,ゲーミフィケーションによる外敵動機付けについて自己決定性の高低の種別により分析し考察した。分析では，同時に幾つかの動機付けを持つことを実証する理論的フレームワークとして自己決定理論（Deci\&Ryan, 1985）を利用し，自己決定性の高低の種類として1，外発的動機づけの発動 2，外敵調整 3，取入的調整 4，統合的調整 6，内発的動機づけの観点から分析を行った。分析の結果，ゲーミフィケーション要素はユーザーの動機づけを目的とした行動変容を促すシステムに必要な動機づけのマネジメントの方向性を示してくれ，エンゲージメントを高め行動変容を促すものとした\cite{game2}。 \section{関連研究での課題点} -2.2節の関連研究より，ゲーミフィケーションは「ゲーム要素」を取り入れることで感情的エンゲージメント\footnote{興味，退屈，不安，楽しさといった学習者の感情的反応に関する概念。ここでは怒りや悲しみではなく感動，喜び，楽しさを表す。}\cite{engagement}に訴えかけることで，人々の動機づけとエンゲージメントを高め行動変容を促すものであることが報告された。しかし，人間の動機づけは多種多様でありゲーミフィケーションを利用する際には，ユーザの動機づけや行動特性について十分に理解し，目的ごとにフィットするものをデザインする必要があることが課題点として挙げられた。 +2.2.2の関連研究より，ゲーミフィケーションは「ゲーム要素」を取り入れることで感情的エンゲージメント\footnote{興味，退屈，不安，楽しさといった学習者の感情的反応に関する概念。ここでは怒りや悲しみではなく感動，喜び，楽しさを表す。}\cite{engagement}に訴えかけることで，人々の動機づけとエンゲージメントを高め行動変容を促すものであることが報告された。しかし，人間の動機づけは多種多様でありゲーミフィケーションを利用する際には，ユーザの動機づけや行動特性について十分に理解し，目的ごとにフィットするものをデザインする必要があることが課題点として挙げられた。 \chapter{ゲーミフィケーションを用いたプログラミング教材の提案} @@ -203,17 +203,17 @@ \chapter{システム設計} 本章では，第3章で挙げたゲーミフィケーション手法の説明に先立ち，システムをクイズ形式学習機能とコード記入型学習機能の2つに分類する。 \section{システム設計の前提} -本研究で作成するクイズ形式学習機能とコード記入型学習機能の２つを設計する際に使用する前提を以下に示す。（前提もっと増やすべき。。。。。？） +本研究で作成するクイズ形式学習機能とコード記入型学習機能の２つを設計する際に使用する前提を以下に示す。 \begin{description} \item[前提１] 本システムは「ジュニアドクター鳥海塾」塾生40名を対象とする - \item[前提２] 使用する塾生と「ジュニアドクター鳥海塾」メンター・指導教員のみがアクセスできる + \item[前提２] 使用する塾生と「ジュニアドクター鳥海塾」メンター\footnote{「ジュニアドクター鳥海塾」で塾生に教えている東北公益文科大学の学生}・指導教員のみがアクセスできる \item[前提３] 運用は講義以外の自学習のみとする \end{description} - \section{本システム全体設計} + \section{本システム全体設計} （ここをもう少し技術的な部分に関することに内容変える。webアプリであることとかサーバー繋いでもらってやるやつとか明記する） - 4.1節の前提を元にシステムを設計する。システム上では，クイズ形式学習機能の画面とコード記入型学習機能ごとに画面を用意する。図4.1に本システムのフローを表示した。学習の際に利用者は，コード記入型学習機能とクイズ形式学習機能の２種類から選択する。コード記入型学習機能を選択した場合，応用問題と基本問題の２種類から選び，基本問題を選んだ場合には基本問題の中からも分野別に選ぶことが可能である。また，クイズ形式学習機能を選択した場合，基本のクイズと他の学習者が作成したクイズの中から選ぶことができ，自身でクイズを作成することもできる。クイズ形式学習機能を選択した場合，基本のクイズと他の学習者が作成したクイズの中から選ぶことができ，自身でクイズを作成することもできる。自身で作成したクイズを他の学習者に提供することで，共に学んでいく学習をクイズ形式学習機能で行える。 +本システムは，Webアプリ上で動かす。Webアプリ上にはクイズ形式学習機能の画面とコード記入型学習機能ごとに画面を用意する。コード記入型学習機能の作成は，応用問題と基本問題の２種類から選び，基本問題を選んだ場合には基本問題の中からも分野別に選ぶことが可能である。また，クイズ形式学習機能を選択した場合，基本のクイズと他の学習者が作成したクイズの中から選ぶことができ，自身でクイズを作成することもできる。クイズ形式学習機能を選択した場合，基本のクイズと他の学習者が作成したクイズの中から選ぶことができ，自身でクイズを作成することもできる。自身で作成したクイズを他の学習者に提供することで，共に学んでいく学習をクイズ形式学習機能で行える。 \section{システム選択画面の設計} クイズ形式学習機能かコード記入型学習機能を選ぶ画面では，システムを作る上で利用者の使いやすさとゲーミフィケーション手法をより効果的に使う目的として，全ての機能にトップページから移動できる動線を意識し作成する。本機能画面で利用したゲーミフィケーション手法を以下に示した。（なんでこのデザイン設計にしたか、これらの要素を取り入れたかかく　それっぽい文献探す） \begin{itemize} @@ -343,8 +343,8 @@ \bibitem{progate-site} Progate."Progate｜プログラミングの入門なら基礎から学べる Progate[プロゲート]".\url{https://prog-8.com/dashboard},(参照 2022-12-5) . \bibitem{daicheva} Dariana Dicheva,Christo Dichev,Gennady Agre\&Galia Angelova."Gamification in Education: A Systematic Mapping Study".\url{https://www.researchgate.net/publication/270273830_Gamification_in_Education_A_Systematic_Mapping_Study},(参照 2022-11-15) . \bibitem{game1} 福山佑樹,床鍋佳枝,森田祐介."「ゲーミフィケーション要素を取り入れた小学校1年生向け電子教材の実践と評価".\url{https://www.jstage.jst.go.jp/article/digraj/9/2/9_31/_pdf/-char/ja},(参照 2022-11-15) . -\bibitem{game2}藤田美幸,塚本麻紀"ゲーミフィケーションを活用したモバイル・ヘルスケアサービス：ドコモ・ヘルスケア「歩いておトク」を事例として".\url{https://www.jstage.jst.go.jp/article/jsim/38/3/38_74/_pdf/-char/ja},(参照 2022-11-15) . -\bibitem{engagement}梅本貴豊,伊藤崇達,田中健史朗"調整方略，感情的および行動的エンゲージメント，学業成果の関連".\url{https://www.jstage.jst.go.jp/article/jjpsy/87/4/87_87.15020/_pdf},(参照 2022-12-12) . +\bibitem{game2}藤田美幸,塚本麻紀."ゲーミフィケーションを活用したモバイル・ヘルスケアサービス：ドコモ・ヘルスケア「歩いておトク」を事例として".\url{https://www.jstage.jst.go.jp/article/jsim/38/3/38_74/_pdf/-char/ja},(参照 2022-11-15) . +\bibitem{engagement}梅本貴豊,伊藤崇達,田中健史朗."調整方略，感情的および行動的エンゲージメント，学業成果の関連".\url{https://www.jstage.jst.go.jp/article/jjpsy/87/4/87_87.15020/_pdf},(参照 2022-12-12) . \end{thebibliography}