Title: Abstract of Doctoral Thesis

Abstract of Doctoral Thesis

Title:

Doctoral Program In Information Science and Engineering Graduate School of Information Science and Engineering

Ritsumeikan University

ディン ティ ドン フーォン DINH THI DONG PHUONG

The thesis proposes a successful learning environment for an introductory programming course based on motivation and learning strategies of students. The environment composes of a discipline to lead the students to study to achieve the course goal, and supporting services responsive to all types of the students to encourage them to study. During the course, there would be students who get behind the class. The formative assessment is conducted to distinguish them from others for teaching staff to take care.

Motivation explains the reasons why the student wants to study programing, while learning strategies explain his approach to obtain knowledge and skill in programming. Motivation and learning strategies of a student show his or her learning status. There are various learning statuses in the students. The thesis uses a persona to characterize the learning status of a group of students.

Personas are determined by conducting contextual inquiry on past students. To design the environment responsive to all students, we make its discipline and supporting services responsive to all personas. The discipline imposes the good learning strategies of the top good students on all students with affective motivation factors of all the personas. Its supporting services come from motivation components for each of the personas.

During the course, to detect students getting behind, the thesis uses the non-negative matrix factorization to decompose the learning behavior matrix into the learning status matrix. The learning behavior is collected automatically with a Web system to support learning. The learning status matrix is initialized considering the similarity of the current course with the past one.

The success in the application implies teachers of the courses can regard quite a few students as few personas to direct their learning to the goal. The preciseness of the formative assessment proves the proposed method can detect passive students during the course. The teachers can overcome the shortage of teaching staffs, assigning them only to detected passive students.

博士論文要旨

論文題名：

立命館大学大学院情報理工学研究科 情報理工学専攻博士課程後期課程

ディン ティ ドン フーォン DINH THI DONG PHUONG

本論文では，動機と学習方略に基づいて初等プログラミング・コースのため の学習環境を成功に導く方法を提案する．この環境は，コース目標を達成する ように学生を勉学に導く規律と学生の勉学を奨励する支援サービスからできて いる．コース中には取り残される学生も現れる．教員が面倒を見るために，こ のような学生の他の学生から区別する形成的評価が実施される．

動機は学生がプログラミングを学習する理由を，学習方略はプログラミング における知識とスキルを獲得する彼らのアプローチを，それぞれ説明する．こ れらは学生の学習状態を示している．学生ごとに多様な学習状態がある．本論 文は，学習状態で学生をグループ分けする．それらは，過去の学生に対する Contextual Inquiry を通して決定され，ペルソナとして表現される．あらゆる 学生を勉学に励ませる学習環境を設計するために，本論文で提案する手法は，

すべてのペルソナに適応する規律と支援サービスを用意する．その規律は，感 情に訴える動機づけ要因を使い上位の学生の望ましい学習方略をすべての学生 に課す．その学習方略は，各ペルソナの動機づけ要因から導き出される．

コース中に取り残される学生を検知するために，本論文で提案する手法は，

非負値行列分解を用いて，学生の学習上のふるまいを示した行列を，学習状態 を表した行列に変換する．学習上のふるまいは，学習をサポートする Web シス テムから自動的に収集される．変換に必要な学習状態を示した行列の初期値は，

現在のコースと過去のコースの類似性を考慮して設定される．

これらの手法が成功したことにより，教員はコースに在籍する多数の学生を，

少数のペルソナの集まりとみなして差し支えないことが判った．形成的評価の 精度が高かったことは，自分では問題を解決できない受け身な学生を提案手法 がコース中に検知できることを示している．これら学生に TA を配置することに より，少ない教育資源で大勢の学生を指導するという問題を教員は克服するこ とができる．