[論文レビュー] Mastery Learning-Like Teaching with Achievements

Tobias Wrigstad, Elias Castegren|arXiv (Cornell University)|Jun 8, 2019

Teaching and Learning Programming被引用数 3

ひとこと要約

本論文は、大学部のプログラミング課程向けに、達成基準に基づく、熟達学習の概念を踏まえた教育モデルを提示している。学生は、プログラミング、設計、ツールに関する70以上の学習達成目標を自己ペースで修了する。このシステムにより、個別化された学習パスが可能となり、パターン認識ではなく深い理解が重視される。その結果、定性的フィードバックおよび時間の経過による課程の進化を通じて、学生の関与度と学習の主体性が向上したことが裏付けられた。

ABSTRACT

This paper describes the design of a second-year, 20 ECTS credit course on imperative and object-oriented programming. The key design rhetoric is encouraging students to assume responsibility for their own learning, and, to this end, elements from mastery learning and other teaching strategies are used in concert to construct an achievement-based system where students are put in charge of how and when they are examined. In addition to describing the elements of the course design, the paper reports on experiences from teaching in this format, and how the format has evolved over time.

研究の動機と目的

• 受講生が受動的な受容から能動的な自己管理へと学習の責任を移行させるため、20 ECTSのプログラミング課程を再設計すること。
• 従来の課題ベースの評価の欠点、例えば講義内容へのパターンマッチングやソフトウェア品質概念の表面的理解を是正すること。
• 固定された締切ではなく、検証済みの達成目標を通じて熟達を証明する仕組みを構築し、多様な学生の背景や学習ペースに対応すること。
• プログラミング、設計、ツールのコア能力を統合的で能力ベースのフレームワークに統合し、課程の目標と整合させること。
• 定性的フィードバックおよび段階的課程の進化を通じて、このモデルが学生の関与度、学習の深さ、課程の持続可能性に与える影響を評価すること。

提案手法

• 70以上の独立した達成目標が、正式な課程目標から導出され、メモリ管理、継承、テスト、ツールなどのテーマ別クラスタにグループ化されている。
• 各達成目標は、ラボセッション、コードレビュー、またはプロジェクト作業を通じて熟達を証明する必要があり、その証拠はTA（TA）によって検証される。
• 学生は自ら学習パスとタイミングを選択し、現在のスキルレベルと関心に基づいてどの達成目標を追求するかを決定する。
• 講義の焦点は変更され、達成基準学習を支援するものに再設計され、固定スケジュールではなく特定の達成目標に一致した内容が提供される。
• 評価は、課題の完了と検証に基づくものであり、従来の試験ではない。最終成績は、達成された能力の総数と難易度レベルに基づいて割り当てられる。
• すべての学習活動、評価、目標が明示的にリンクされるよう、構造的整合性の原則が採用されている。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 どのようにすれば、学習の主体性を高めつつも学術的厳密性を維持できるプログラミング課程を再設計できるか？
• RQ2 達成基準システムは、実装および概念的ソフトウェア設計の理解の両面で、学生の関与度と理解をどの程度向上させるか？
• RQ3 熟達学習に基づく達成目標を自己ペースで修了することで、異なるプログラミング経験を持つ学生の学習成果にどのような影響が生じるか？
• RQ4 大規模で必須の大学課程において、このようなシステムを実装するにあたり、実務上の課題と必要な調整は何か？
• RQ5 学生が報告する学びや自己効力感の観点から、従来の課題ベースの教育法と比較して、このモデルはどのように異なるか？

主な発見

• 学生は学習の主体性を高め、多くの場合、過去の経験や関心に基づいて自ら学習パスを計画するようになった。
• 達成システムは、多様なプログラミング背景を持つ学生を効果的に支援し、経験豊富な学生が迅速に進捗を進めつつも、基礎的概念が飛ばされないよう保証した。
• TAは、学生の作業の質が向上し、特にコードレビューとラボデモンストレーションにおいて、より深い関与が見られたと報告した。
• 課程は時間の経過とともに顕著に進化し、学生とTAからのフィードバックが、達成目標の記述やスケジューリングの改善に繋がった。
• 「正解」のパターンマッチングへの重視が低下し、代わりにソフトウェア品質、保守可能性、設計原則についての考察が促された。
• 学生は、特にメモリ管理、モularity、テストの分野において、コード構造や設計についての考察力に自信を持つようになったと報告した。