Transcript 発表スライド edutech20121222

2012年12月22日（土）
日本デジタル教科書学会エデュテク・トーク
～デジタル時代の空間・位置感覚と教育～
デジタル時代の教育実践研究
寺尾 敦
青山学院大学社会情報学部
[email protected]
Twitter: @aterao
目的
• デジタル教材・教科書を用いた教育実践研究
を始めたいとお考えの学校教諭を主な聴衆と
して，研究の進め方を示す．授業改善のプロ
セスを通した実践研究をおすすめする．
目次
1.
2.
3.
4.
5.
6.
伝統的な統制実験
授業改善としての実践研究
実践研究の例（１）
実践研究の例（２）
興味ある研究テーマ
論文投稿
１．伝統的な統制実験
• 伝統的な統制実験：実験群と統制群（対照
群）の比較
– 実験参加者を，実験群と統制群に，ランダムに割
りあてる．
– 興味はないが結果に影響を与えうる要因をコント
ロールする．（個人差，教師，学習環境など．もち
ろん，これらが興味ある要因であることも．）
– ３群以上の比較や，複数の要因を考慮した実験
デザインもある．
• 研究例：赤堀侃司・和田泰宜 (2012) 学習教
材のデバイスとしての iPad・紙・PC の特性比
較．白鷗大学教育学部論集，6, 15-34.
– ３つのデバイスで同じ教材を使用し，学習後に共
通の理解度テスト（紙）を実施．ただし，iPad と PC
では，一般的な電子教材が持つ機能（動画再
生，リンク，マーカー，自動採点）は付加．
– 実験参加者は大学生．各群に20名を割りあて．
– 紙は，多肢選択問題，基礎的問題，知識・理解の
問題でよい成績．
– iPad は，記述問題，応用的問題，理解・総合の問
題でよい成績．
– PC での成績は，紙，iPad に比べて劣る．
• 典型的な実験研究．研究者にとっては安心し
て読める．教育実践者にとっても有益な情報
が得られる．
• しかし，教育実践者（学校の教師）がこのよう
な統制実験を行うことは難しい．実際の教育
の場では，教育効果が劣ると予想される統制
群を設定できない．
– デジタル時代には，実験条件の違いは顕著．
２．授業改善としての実践研究
• 教育実践での授業改善のプロセスが研究と
なる．
– 擬似的な統制実験．おそらくは年度をまたぐこと
になる．
– 授業方法，教材，環境を変更する前後で，学習プ
ロセス，学習行動，学習効果を比較する．
– 同一の学習者集団を追跡する縦断的研究も有力
な研究方法．
白水始・三宅なほみ （2009） 認知科学的視点に基づく認知科学教育カリキュラム：
―「スキーマ」の学習を例に―．認知科学，16，348-376．
• 学習科学でのデザイン研究
– 「個々の学習環境の学習成果を高めるためにそ
の設計を継続的に改善し続けることによって，授
業設計を含めた学習環境をデザインする際の指
針を確立することが目的」（大島・大島，2009）
大島純・大島律子 （2009） エビデンスに基づいた教育：
認知科学・学習科学からの展望．認知科学，16，390-414．
「学校教育と認知科学」特集
J-STAGEで入手可能 https://www.jstage.jst.go.jp/browse/-char/ja
• 実践であるのみならず，研究とするために
は，学習に関するデータを取得することが重
要．
– 学習プロセス，学習行動，学習効果
• 学習者の主観的な感想よりは，客観的データ
が好まれる．学習時間，課題への解答，授業
中の発話，具体的なエピソード，教材へのア
クセス履歴など．論文の主張を支持する証拠
を集める．
• 統制実験もデザイン研究も，理論の構築ある
いは理論の精緻化を目指している．そのた
め，研究をこれまでの理論の中に位置づける
必要がある．教育実践での問題意識から出
発する研究では，これに苦労するかもしれな
い．
３．実践研究の例（１）
• 統計学の授業における，セカンドモニタとして
の iPhone の使用．
– 教材資料は iPhone で読み，PC モニタはひとつの
アプリケーションのためだけに用いる．こうした
iPhone の使用法は学生に支持されるか？
寺尾敦 （2012） ICT を活用した心理学統計の教育
教育心理学年報，51，143-153．
J-STAGEで公開予定 https://www.jstage.jst.go.jp/browse/-char/ja
研究の動機
• 芝浦工業大学柏高校での奥田宏志氏の実践
– 理科の実験手順の動画を iPod touch で見る．実
験の安全性向上．
– iPhone の利点：教材閲覧に十分な画面の大き
さ，小型で邪魔にならない，すぐれた操作性．
• 奥田実践をヒントに，自分の担当する講義で
の iPhone の活用を考えた．
• 統計学の入門講義で，iPhone をセカンドモニ
タとして使用してはどうか？
– エクセルでのデータ解析実習
– エクセルを PC モニタで全画面表示
– 実習手順を示したPDF文書をiPhoneで閲覧
– ウィンドウの重なりなし．常に前面表示できる．
研究の目的
• Research Question：統計学の授業での，セカ
ンドモニタとしての iPhone の使用は，学生に
どれほど支持されるだろうか？こうした使用
法は有望なのか？
• 学生は以下の２条件で度数分布表を作成．
いずれがよいかを回答
– シングルモニタ：PC の画面でエクセルと PDF の両
方を表示
– デュアルモニタ：PDF を iPhone で表示
実験１：最初の試み
• 参加者
– 2009年度「統計入門」受講者86名のうち，第３回
の講義（10月13日）に出席し，iPhone を所持して
いた58名．
• 材料
– Microsoft Excel 2007 を用いて，度数分布表とヒス
トグラムを作成する手順を示した PDF 文書
（Microsoft Word で作成）．
Word 2007 で作成した文書を PDF にした教材を
iPhone のブラウザで表示した画面．
• デザイン
– シングルモニタ：文書を学生の PC に配信．
– デュアルモニタ：iPhone のブラウザでアクセス．
• 手続き
– 学生は度数分布表を２回作成．１回はシングルモ
ニタ条件，もう１回はデュアルモニタ条件．経験す
る条件の順序はカウンターバランスをとった．
– ２条件を比較する質問項目に回答．
• 質問項目
– PDFの閲覧がしやすいのはどちらか？（PC vs.
iPhone）
– エクセルの操作がしやすいのはどちらか？
– 次の機会ではどちらを使うか？その理由は？
結果（2009年）
支
持
割
合
（
％
）
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
74
64
62
36
38
26
PDF閲覧
Excel操作
PC
iPhone
次回使用
• iPhone を支持した学生の多くは，ウィンドウを
切り替える必要がなく，エクセル操作がしや
すい点を支持理由とした．
– 「Excel を全面に表示したまま作業できるから」
– 「iPhone なら操作の仕方を見ながらパソコンを操
作できるからやりやすい」
• PC を支持した学生は，iPhone よりも文字が大
きいこと，操作の慣れ，iPhone での無線LAN
アクセスの手間を指摘した．
– 「iPhone は画面が小さくて見にくかったし画面が
でてくるのに時間がかるため」
– 「パソコンのほうが慣れているので使いやすいた
め」
– 「iPhone は画面が小さくて目がちかちかして非常
に疲れるし，起動や設定に時間がかかりすぎて
いらいらする」
考察
• セカンドモニタとしての iPhone の使用は40%
ほどの学生の支持を得た．iPhone 導入の意
味は十分にあったと考える．
• しかし，支持率をもう少し高くすることはできな
いか？
• 注目した点：学生はなぜ「画面が小さい」と言
うのか？
– 小さければ拡大すればよい．
• 画面をスクロールしたり，拡大したりして，必
要な情報を適切に表示させることが，そもそ
も面倒．
– 余分な操作なく，ひとつの画面から必要な情報が
得られるべき．
• 教材のレイアウトを改善する必要
教材PDFの一部を拡大した画面．
必要な情報が一画面に収められていない．
実験２：デザイン原理に基づく
教材改善
• Spatial Contiguity Principle: 対応する文と絵
は近くに配置すると学習が促進される．
– Mayer (2009) による，マルチメディア学習でのデ
ザイン原理のひとつ．
• この原理にしたがって，教材レイアウトを改善
した．
– ひとまとまりの操作に必要な情報が，ひとつの画
面に収まるようにする．
Mayer, R. E. (2009). Multimedia learning (2nd ed.). Cambridge University Press.
PowerPoint 2007 で作成した文書を PDF にした教材を
iPhone のブラウザで表示した画面．
• 参加者
– 2010年度「統計入門」受講者96名のうち，第２回
の講義（9月28日）に出席し，iPhone を所持してい
た67名．
• 材料
– Microsoft Excel 2007 を用いて，度数分布表とヒス
トグラムを作成する手順を示した PDF 文書．
（Microsoft PowerPoint で作成）
• デザイン
– シングルモニタ：文書を学生の PC に配信．
– デュアルモニタ：iPhone のブラウザでアクセス．
• 手続き
– 学生は度数分布表を２回作成．１回はシングルモ
ニタ条件，もう１回はデュアルモニタ条件．経験す
る条件の順序はカウンターバランスをとった．
– ２条件を比較する質問項目に回答．
結果（2010年）
支
持
割
合
（
％
）
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
70
73
70
30
30
27
PDF閲覧
Excel操作
次回使用
PC
iPhone
考察
• 教材改善の効果は劇的であった．
– マルチメディア学習のデザイン原理にしたがっ
た．Spatial Contiguity Principle
• 実験２（2010年度）では，無線LAN使用の設定
や教材へのアクセスにとまどった学生が少な
かった．このことも，セカンドモニタとしての
iPhone の支持率を引き上げた要因かもしれ
ない．
結論
• 統計学の授業で iPhone をセカンドモニタとし
て 使用するのは，iPhone の活用方法として
有望である．
• iPhone で提示する教材は，マルチメディア学
習のデザイン原理にしたがって作成すべき．
– Spatial Contiguity Principle：Students learn better
when corresponding words and pictures are
presented near rather than far from each other on
the page or screen. (Mayer, 2009, p.135)
実践研究をふりかえって
• マルチメディア学習の理論と結びつけられた
のは，運がよかった．
• 教材閲覧に iPhone あるいは PC どちらの使
用を好むかたずねているだけなので，データ
としては比較的単純．もう少し異なった種類
のデータがほしいように思う．
• 一方を好む理由をたずねておいたことが，教
材改善のヒントになった．
４．実践研究の例（２）
• エクセルを用いたシミュレーション
– ランダム・ウォークを題材に，シミュレーションに
よって深い学習を達成するための授業デザイン
を検討する．
寺尾敦 （2012） ICT を活用して深い学習を支援する
コンピュータ＆エデュケーション，33，28-33．
研究の動機
• エクセルを使用すると，統計学の重要な概念
を理解するためのシミュレーションを簡単に
実行できる．
• VBAを利用すれば，繰り返しが容易になるな
ど，さらに洗練されたシミュレーションを実行
できる．
• 学生はシミュレーションに対して肯定的な反
応を示す．
• しかし，指示された手続きを単純にたどった
り，VBAを用いた動きのあるシミュレーション
見て驚いたりするだけで，浅い学習にとど
まっているように思えた．
– デジタル教科書・教材の導入における，最大の心
配ごと．
寺尾敦 （2012） デジタル教科書の導入におけるいくつかの問題
数学文化，16，105-112．
• シミュレーションの必要性を理解し，シミュ
レーションの結果をどのような観点から観察
するのかを明確にするために，最初に手作業
が中心のシミュレーションを行い，コンピュー
タに任せる部分を段階的に増やしてシミュ
レーションを繰り返すというアイデアを考え
た．
方法
• 青山学院大学社会情報学部での１年生必修
科目「社会情報体験演習」
– 授業の位置づけ：社会情報学部でこれから何を
学ぶのか，何が身につくのかを，体感的に理解
する．今後の授業への動機づけを高める．
– 学生は４教室に分かれて，４人の教員が担当す
る実習を３週間ずつ受ける．
– 寺尾は統計・社会調査の内容を担当．３回目の
授業のテーマをランダム性の理解とした．
• シミュレーション１回目：１次元のランダム・
ウォークのシミュレーションを，コインを実際に
投げることにより実行した．試行数は100回．
– 移動方向をコインの裏，表で決める．軌跡を手動
で描く．
– 観察のポイントは，ランダムウォークの軌跡，表
および裏の出た割合，正・負それぞれの領域に
いた時間の割合．シミュレーションの前に，これら
について予想する．
結果
• 最初に行った手作業のシミュレーションで，学
習者は自分の直感と実際の現象とのずれに
気がつく．
– 「表（裏）ばかり出る」
– 「ぜんぜんプラス（マイナス）側に行かない」
• コイン投げの実験が終わった後で，自分の予
想とシミュレーションの結果を比較する．友人
の結果と自分の結果を比較する．
• 結果の再現性を検討するためには，同一の
シミュレーションを何度も繰り返したい．
• しかし．コイン投げでは手間がかかりすぎる．
• そこで，エクセルの乱数を用いて，コインの表
と裏を決める．軌跡の描画は手作業のままだ
が，時間は大きく短縮される．
• 最後に，VBA を用いてすべてを自動化したシ
ミュレーションを実行する．
• 学生は，シミュレーションを繰り返す必要性
と，シミュレーションの結果を観察する観点
を，すでに理解している．そのため，シミュ
レーションの結果を漠然と観察するだけの浅
い学習を防ぐことができている（はず）．
実践研究をふりかえって
• ランダム性に関する誤概念の除去という点で
は，深い学習は達成されたと考える．
– 深い学習の証拠：学習の転移，知識の保持，誤
概念の除去，獲得した知識を自分の言葉で説明
できること
• しかし，学習に関するデータをほとんどとって
いないため，シミュレーションの繰り返しがど
のような学習をもたらしたのか不明．
５．興味ある研究テーマ
• デジタル教科書・教材を主要な学習教材とす
るとき，どのようなノートを作成することが学
習効果を高めるのか？
– 紙のノート作成とは異なったスキルが要求され
る？紙のノート作成スキルがそのまま使えるよう
なデジタル教材であるべき？
– デジタル教材に直接に「書き込み」？別の電子
ファイル作成？紙のノートを使用？
• 私の場合，ノートを別に
作らず，補足したいこと
（自己説明）は紙のテキ
ストにそのまま書きこん
でいる．
• 右図は，ゼミで使用し
ているベイズ統計学の
入門テキストへの書き
込み．
• デジタル教材だったら
どうする？
６．論文投稿
• 教育実践論文を掲載している雑誌
– 教育心理学研究
– 日本教育工学会論文誌
– コンピュータ＆エデュケーション
– 情報コミュニケーション学会誌
– 教育システム情報学会誌
• 他に，教科教育の学会誌
• 学会に入会する必要がある
• 投稿を検討している雑誌に掲載された論文をい
くつか読む
– どの程度の質が要求されているか？
– 投稿から掲載決定までに要する期間は？
– 特集論文は，掲載までのプロセスが異なるので，あ
まり参考にならない
• 執筆要領や投稿規程をよく読む
– 論文の書き方についての大まかなルール
– ページ数制限．厳守？超過したら費用が発生？
– 別刷りの費用と部数
• 修正不可能な問題点がなければ，ていねい
に査読に対応すれば，論文は受理される．
• くだらない修正要求，どうでもいい修正要求
は，あっさり受け入れる．
• 論文の根幹にかかわる修正要求に納得でき
なければ，査読者を怒らせないように注意し
ながら，説得，交渉する．
– 担当編集委員に相談するのもよい
• 経験者に，査読者とのやりとりをした文書を
見せてもらうとよい．
• 理想的な査読プロセス
– 査読によって，誤った論理や不明確な論理が修
正される．著者も査読者も満足．
– 修正を行った後にも，著者が，自分の言葉で自
分の主張を語っている．
今日の話のまとめ
• 統制実験よりも，授業改善のプロセスを通し
た実践研究がおすすめ．
• 学習に関するデータを十分に集める．
• 実践研究の論文を掲載している学術雑誌は
いくつかある．修正不可能な問題点がない限
り，査読者と慎重なやり取りを行うことで，論
文は受理される．
ありがとうございました
相模大野高校 国松稔之先生作成 「ドア開けロボ」