高大連携による情報科の「モデル化とシミュレーション」教育のデザインに関する研究
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20K03125
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 09070:Educational technology-related
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| Research Institution | Iwate Prefectural University |
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Principal Investigator |
市川 尚 岩手県立大学, ソフトウェア情報学部, 准教授 (40305313)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
後藤 裕介 芝浦工業大学, システム理工学部, 准教授 (40454037)
高木 正則 電気通信大学, eラーニングセンター, 准教授 (80460088)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | 情報教育 / モデル化とシミュレーション / 情報科 / 社会シミュレーション / 高大連携 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究は，3年間の研究を通して，実質的な高大連携による情報科の「モデル化とシミュレーション」の教育について，教授法の提案と，シミュレーターを含めた学習環境の要件の整理を行う．
本研究は高等学校の新学習指導要領において，すべての高校生がモデル化とシミュレーションの内容を学習するというニーズを踏まえ，まず，(1)専門教科情報科の課題研究におけるモデル化とシミュレーションの高度な演習のデザインについて研究を進め，その成果を活かしながら，(2)共通教科情報科の「情報1」で学習するモデル化とシミュレーションの演習のデザインについても扱うことにする．
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| Outline of Annual Research Achievements |
新学習指導要領では，すべての高校生がモデル化とシミュレーションについて学習することになった.本研究は，実質的な高大連携による情報科のモデル化とシミュレーションの教育を中心として，教授法や学習環境のデザインを目的とした教育実践研究である.３年目である本年度は，内容や教材の改善等を行い，実践を行った.
昨年度と同様に専門学科「情報科」を有する2つの高校と連携し，遠隔による課題研究の実践を年間を通して実施した.学校におけるCOVID-19の感染防止をテーマとした．エージェントベース社会シミュレーション（ABSS）の環境は，昨年度の普通高校への実践の感触や，実践の継続性の観点から，無料で利用可能なNetLogoを採用した．環境の変更に伴い，課題研究の流れを変更した．具体的には，ABSSとNetLogoを学ぶテキストを用意し，前半はその基本の習得とした．後半はシミュレーション分析を行うことにし，指定された状況を再現しながらモデルの特性を理解するパラメータ調整フェーズと，有効であると考えられる防衛策をモデル上に実装して評価を行うシナリオ分析フェーズの2つに分けて取り組ませた.生徒たちは進捗をモデリングサイクルシートを用いて報告した.昨年度は検討が深まっていない部分が散見されたため，本年度は２つのフェーズそれぞれにサイクルシートの記入ガイドを用意した．生徒たちは最終的に感染防止についての評価結果を報告し，学内の発表会において成果を発表できた.
また，普通高校の生徒に対して，課題研究の内容を平易にした形で，COVID-19の感染防止策を提案する実践を行い，シミュレーション結果をエビデンスとして防止策を提案する様子が確認された.さらに，共通教科情報科でモデル化とシミュレーションの授業を行うことを想定し，3時間程度で実施可能な授業内容について検討した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
３年目の計画は，２年目の試行結果を評価・分析し，教授法を改定し，改善後に再度の実践を行うことであった.専門学科「情報科」を有する2つの高校に協力をいただきながら，２年目の研究を踏まえて，学校におけるCOVID-19の感染対策というテーマはそのままに，環境と教材等について，シミュレーション環境や教授内容，教材を大きく変更した．
専門高校２校に対して年間を通して実践ができたことは，３年目として計画していた内容に照らしても十分な進捗であったと言える.しかしながら，新たな内容が増えたため，研究のまとめというよりは，試行的な意味合いが強くなった．そのために，十分な評価データをとることができなかった．
また，普通高校については，専門高校と内容をより平易にした形で実践を行っているが，共通教科情報科はモデル化とシミュレーションに割ける授業時間数がそれほど多くないことから，実現性の高い導入方法については，いまだ検討段階と言える．
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| Strategy for Future Research Activity |
現段階では研究に遅れが見られることから，研究期間を延長して取り組むことにする．３年目で明らかとなった課題を踏まえながら，これまでに試みてきた教授法を改善し，４年目についても，専門教科情報科を想定した実践と，共通教科情報科の実践を行う予定である.
３年目から専門学科情報科に採用したNetLogoの環境や，テキストについては継続して利用することにし，生徒の進捗の管理や，評価を行いながら，実践研究を進める予定である．また，普通高校については，共通教科情報科に取り入れることが可能な現実的なカリキュラムについて検討し，提案する予定である．
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Report
(3 results)
Research Products
(16 results)
