2017 Fiscal Year Annual Research Report
Collaborative Inductive Learning Environment for Children Using Visual Programming Tools
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16H02925
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| Research Institution | Ritsumeikan University |
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Principal Investigator |
高田 秀志 立命館大学, 情報理工学部, 教授 (30378830)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | プログラミング学習 / ビジュアルプログラミング環境 / 帰納学習 / 協調学習 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
小学生を対象としたプログラミング学習を対象として、ビジュアルプログラミング環境を用いた協調的な学習環境について研究を推進している。本研究では、実際にプログラミング学習を行う場で用いることを想定した教材を開発し、地域の小中学校やNPO法人と連携して実施している休日のワークショップで実適用を行っているが、前年度に適用を行う中で、プログラミングをした後の動作検証を十分に行わず、帰納的な学習が十分に行えていない場合があることが明らかになってきたため、プログラミング課題をスモールステップ化し、動作検証を子ども達が相互に行うことで協調的にプログラミングを進めることができるように支援するシステムを開発し、その検証を行った。その結果、子ども達同士で正しくプログラムが動作しているかどうかを確かめながらプログラミングを進める様子が観察され、一定の効果があることが分かってきた。さらに、ワークショップ等で作成したプログラミング作品に対してプレゼンテーションを行う場面において、プログラミング作品の発表に適したプレゼンテーションになるように支援するシステムを開発し、実際のワークショップで検証を行った。これにより、教室内での協調学習がより効果的に進められるようになると考えている。これらの成果は、今後国内外の学会において発表を行っていく予定である。一方、協調的なプログラミング学習を支援する環境として前年度に開発した教室内SNS（Social Networking Service）システム、および、ビジュアルプログラミング環境の実行画面を共有可能なシステムについては、国際学術誌に論文が掲載された。また、プログラミング学習に関する研究を進める中で得た知見を実際の初等教育の現場に活かせるよう、連携先の小学校を5校に拡大した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初予定していたように、例題を用いたプログラミングの過程で試行錯誤を発生させ、知識の概念化を促すような教材の開発においては、プログラミングの課題をスモールステップ化し、各ステップで子ども達同士が相互評価を行いながらプログラミングを行えるような形式に具体化を行うことで、実際のプログラミングワークショップで検証を行い、その効果の検証を行うことができている。また、協調学習を支援するシステムを構築する上で基盤的な技術となる携帯端末間の情報共有環境においても、学術雑誌に論文が掲載されるなど、成果を上げている。さらに、2020年の小学校でのプログラミング教育必修化とも相まって、小学校との連携を拡大しており、実際の教育現場への研究成果の展開が見込まれる。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成29年度までに開発した教材やプロトタイプシステムをベースとして、NPO法人や地域の小学校と連携してプログラミングのワークショップや授業において適用と評価を進めていく。特に、スモールステップ化したプログラミング課題によって学習を支援する枠組みをさらに発展し、子ども達自身がスモールステップ化を行いながら課題解決を行うことを支援するようなシステムの開発に取り組む。このような学習方法は、万人に有効なコンピュータ科学者の思考パターンとして注目されている「コンピュテーショナルシンキング」ともつながりを持っているため、関連文献を調査しつつ、本研究のアプローチの位置付けを明確にしていく。また、学習者間でプログラミング成果物を容易に共有できるようにするための対面型情報共有環境についても検討を進める。さらに、これらの手法やシステムが与える学習効果についても、評価方法を含めて検討を具体化する。研究成果については、国際論文誌や国際会議への論文投稿を積極的に進めるとともに、プログラミングワークショップのイベントなどを通じて広く一般に還元していく。
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