拡張可能な診断項目記述を用いた多視点からのプログラム診断に関する研究 2007/02/10 修論公聴会海尻・海谷研究室高野佑一背景  ソフトウェア工学の学習の一環として、プログラミング演習が教育現場で頻繁に実施されている  学生の作成したプログラムは、すべて教師によって診断・評価が行われる 2 背景  プログラムの適切な評価のためには、複数の切り口からの診断が必要である      実行テスト課題で指定された条件の達成度処理の理解しやすさコーディングスタイルのチェック適切なコメントの有無など・・・・ 3 背景  手動で行われる診断には問題点が存在する問題点  学生数の増加に比例して、診断に要する教師の労力・消費時間が増加してしまう 4 目的  手動で行われてきた診断作業を自動化するシステムを構築する   教師の負担軽減学生の学習効率UP  複数視点からの診断を行うことで、プログラムに対するより適切な評価を実現する 5 目的  プログラムの要件は課題ごとに異なる  診断項目の選択、追加、カスタマイズといった機能が必要  上記の機能を簡単に実行できる仕組みを実現する 6 システムの概要  システムの適用対象   プログラミング初級学習コース言語はJava 7 システムの概要診断システムオーサリングツール提出プログラム評価 XMLデータ（診断結果）診断用データの作成・登録 XMLデータ（診断用）プログラム診断ツール 8 診断の種類  動的解析診断  プログラムの入出力に基づく実行テスト  静的解析診断   課題条件チェックコーディングスタイルチェック 9 動的解析診断  実行テスト   CUIベースのプログラムを対象とする正答プログラムと診断対象プログラムに同じテストデータを与えて、その出力結果同士を比較し評価を行う  テストデータ   プログラムに与える標準入力などを指定するデータの作成はオーサリングツールで行う 10 動的解析診断  比較方法の選択・追加方式   出力結果の比較方法を、課題に応じて変更できる新規追加の場合、比較用のメソッドを実装・登録する  比較方法の一例   完全文字列比較スペース・改行などを無視した比較 11 静的解析診断  課題条件チェック   教育目的の演習では、プログラム内部で満たすべき条件（課題条件）が指定されている場合が多いこのような課題におけるプログラム評価に課題条件のチェックは必要不可欠  課題条件の一例    Shopクラスを作成する Shopクラスを継承してBookStoreクラスを作成する Shopクラスにメソッド public boolean sell(int number) を実装する 12 静的解析診断  コーディングスタイルチェック   コーディング規約に違反していないかを確認初期段階からコーディングスタイルを意識することは重要 13 静的解析診断  XQueryとは   XMLデータから特定の要素を照会する言語任意のデータを比較的容易な記述で抽出可能 for $B in //book where $B/@price < 2000 return <result>{$B/title}</result> 値段が2000円未満の本のタイトル一覧を出力するXQuery <books> <book price=“2,280”> <title>XML解説書</title> <author>中山</author> </book> <book price=“1,980”> <title>Java入門</title> <author>柴田</author> </book> <books> <result> <title>Java入門</title> </result> 出力結果 XMLデータ 14 静的解析診断  実現方法    テキスト形式であるプログラムをJavaMLを用いてXML形式に変換診断項目に対応したXQueryを作成 XQueryを実行し、目的の要素の有無を調査  XQueryの作成    オーサリングツールで作成・編集課題条件チェック ⇒ 課題毎に用意コーディングスタイルチェック ⇒ 一度だけ用意 15 静的解析診断  XQueryの記述能力   XQueryはXMLデータの中から特定のパターンを抽出する診断項目によってはXQueryだけでは表現できないものがある  プログラミングによる診断    XQueryで記述不可能な場合に使用診断項目に対応するメソッドを実装・登録 Reflection APIによる動的メソッド呼出し 16 オーサリングツール  診断に必要となるデータの作成・編集を行う  GUIベース  対象データ   テストデータ（動的解析診断） XQuery（静的解析診断） 17 オーサリングツール実行テスト用データの作成画面 18 オーサリングツール課題条件チェック用データ（XQuery）の作成画面 19 まとめ  診断項目の選択・追加をXQueryの選択・追加で実現しているので、システム本体を変更することなく、課題ごとに異なる要件に対応できる  複数の視点からの診断を組み合わせることで、質の高い自動評価を実現した 20 まとめ  診断に必要なデータを作成すれば、残りの工程はすべて自動で行われるため、診断作業における教師の負担を大きく軽減できる 21 今後の展望  システムのWebベース化   システムと学生の間のUIが未実装学生がWebブラウザ等を用いてプログラムの提出・評価結果の閲覧ができるようにする必要がある  オーサリングツールの実装の完成 22