전문가와 학습자 프로그램간의 유사성 검사

Abstract

기존의 프로그래밍 언어를 주제영역(subject domain)으로 하는 지능형 교육 시스템(ITS : Intelligent Tutoring System)은 학습자의 프로그램 오류만으로 학습자를 평가하여 왔다. 그러나 실제 학습 현장에서 오류가 없는 다수의 프로그램들을 비교하여 보면 질적인 차이가 있다. 본 연구에서는 두 프로그램의 유사성을 검사하는 시스템을 구축하여 C프로그래밍 언어 교육 시스템에서 학습자의 프로그램 작성 능력을 평가하는데 적용하고자 한다. 즉, 같은 문제를 해결하려는 전문가와 학습자 프로그램간의 유사성을 다단계로 검사하므로써 교사가 의도하는 학습자의 구조적, 논리적 프로그램 작성 능력을 질적으로 평가할 수 있다. 전문가와 학습자 프로그램을 문장을 기본단위로 분할하고, 분할된 요소들을 규칙-기반 언어(Rule-based language)인 CLIPS를 이용하여 추론할 수 있도록 자동 규칙 생성기(Automatic rule generator)와 자동 사실 생성기(Automatic fact generator)를 구축하였다. 생성된 규칙이 프로그램 문제의 요구사항이 되어 제어구조, 문장의 형태, 수식, 변수와 지정 상수값에 대한 두 프로그램의 유사성을 추론하는 시스템을 구현하였다. 유사성 결과는 학습자 프로그램이 문제가 요구하는 처리사항을 모두 만족하며 효율적으로 작성되었는지에 대한 평가로써 좀 더 정확한 학습자의 수준을 분류하여 부가적인 교수 전략을 수립하는데 기초를 마련할 수 있다.;The traditional Intelligent Tutoring Systems for programming tutoring have evaluated students with the only errors of students' programs. However in real classroom, if we compare students' program, there are many differences of errorless programs in quality. In thesis, I apply the system for checking the similarity between two programs to evaluate student's ability of programming in programming tutoring system. In other words, by checking the similarity between an expert program and a student program to solve the same problem, I can make a qualitative evaluation of a student about his ability to write a structured and logic program. I partition programs of a expert and a student into statements, basic elements of program, and construct the automatic rule generator and the automatic fact generator, which are able to inference the program similarity with CLIPS(Rule-based language) automatically. The generared rules are the requirements of a program problem, and by using them I have implemented the system for inferencing the similarity between two programs with control stuructures, types of statements, expressions, variables, and constants. The result of the program similarity is an evaluation following that student program satisfies the requirements of program problem. By classifying levels of students according to it more correctly, I can provide a base to establish a additional tutoring strategy.