複合現実を用いた組み込みプログラミング教育の支援システム構築

利用混合现实构建嵌入式编程教育支持系统

基本信息

批准号：
20K03137
负责人：
小渡悟
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Okinawa International University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

複合現実を用いた組込みプログラミング教育の支援システム構築として，以下のことを目指している．①組込みシステムにおける電子回路のMR（複合現実）技術による可視化，②プログラムのコーディングを実体のある物体を手に取って簡単にコーディングができる物理プログラミングと比較的柔軟性が高い実行結果が得られるビジュアルプログラミングの二つを統合したプログラミング環境の構築，③前述の①，②においてプログラミングを効率的に行う学習者とそうでない学習者の違いを明らかにし，これを基に効果的な組込みプログラミング教育の教育法を確立することを目指している．2022年度も引き続きオンライン講義・演習を実施することが続いたことから，オンラインでの電子回路演習の確認方法の検討，組込みシステムに関するオンライン指導について検討を行った．提案システム，ならびに，関連講義における学習者の反応をARCS動機づけモデルに基づいて測定を行った．講義期間中期・期間最終日において科目の興味度調査（CIS），教材の学習意欲調査（IMMS）を学習者と講義担当者に対して行った．学習者（授業アンケート）と講義担当（セルフチェック）らの結果から効果的な授業改善方法を提案することができた．また，評価結果が大きく異なる項目から具体的な改善案を提案することも可能となった．組込みシステムにおける電子回路のMR（複合現実）技術による可視化は，Raspberry Piを用いた電子回路実習において操作手順書，ならびに，電子回路図をMRにて提示することが可能となった．プログラミングを効率的に行う学習者とそうでない学習者の違いについては，アイトラッカーにより視線運動を計測し検討を行った．2023年度は全面対面授業に移行したことにより，実際に対面での授業・演習で評価実験を行っていく．

我们的目标是通过使用混合现实构建嵌入式编程教育支持系统来实现以下目标。（1）使用MR（混合现实）技术实现嵌入式系统中电子电路的可视化，（2）物理编程，使您可以通过手持物理对象轻松地编写程序，以及提供相对灵活的执行结果的视觉效果。 ③ 明确上述①和②中高效编程的学习者和不高效编程的学习者之间的差异，并在此基础上提供有效的嵌入式编程教育，目的是建立规律。随着2022年继续举办在线讲座和练习，我们考虑了如何确认在线电子电路练习和嵌入式系统的在线教学。根据 ARCS 动机模型测量学习者对所提出的系统和相关讲座的反应。在讲课的中间和讲课的最后一天，我们对学习者和讲师进行了主题兴趣调查（CIS）和学习材料动机调查（IMMS）。根据学习者（课堂问卷）和讲师（自查）的结果，我们能够提出改进课堂的有效方法。现在还可以根据评估结果差异较大的项目提出具体的改进计划。使用 MR（混合现实）技术对嵌入式系统中的电子电路进行可视化，使得在使用 Raspberry Pi 的电子电路培训中呈现操作说明和电子电路图成为可能。我们通过使用眼动仪测量高效编程学习者的目光运动，研究了高效编程学习者和编程效率低下的学习者之间的差异。由于2023年将过渡到全面面授课程，我们将利用实际的面授课程和练习进行评估实验。