2020 Fiscal Year Research-status Report
コンピュータプログラミング学習の神経基盤に関わる基礎研究
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18K02589
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| Research Institution | Otsuma Women's University |
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Principal Investigator |
本郷 健 大妻女子大学, 社会情報学部, 教授 (60245298)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鹿野 利春 国立教育政策研究所, 教育課程研究センター研究開発部, 教育課程調査官 (20770168)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | コンピュータプログラミング学習 / 神経可塑的変化 / プログラミング的思考 / MRI / 学習科学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、コンピュータプログラミング学習が脳の神経可塑的変化に及ぼす影響及び学習過程が脳活動に与える影響をMRI等により測定し、これら一連の研究成果を通して、プログラミング学習の教育的意義や指導法を考察する基礎資料の収集を試みる．
学習群には15回の授業に加えて11回の講習会の受講、プログラミングの中間試験および事後試験、さらに最終作品の提出を義務付けた。学習群は学習の前・中・後の3回、統制群は学習の前後の2回、脳構造（T1、拡散強調画像）、脳機能（安静時脳機能活動）及び本年度の24名については学習活動中における脳機能の活動状況を撮像した．学習前に知的機能検査、学習の前後に学習やプログラミングに関する興味・関心等に関するアンケート調査を行った．学習群は学習前に全員が脳構造の撮像を受け、学習の中間期（第2回の撮像）及び学習後の課題遂行時における脳機能の活動状況を撮像した．結果、脳構造の解析対象者数は、昨年度の被験者を合わせ学習群が44名、統制群が31名となった．
分析では、学習群と実験群の学習前における知的機能検査および脳構造の有意な差は見られなかった．一方、学習群の38名（初めてプログラムを学ぶ被験者）の学習前後の縦断分析では、視床、右前頭極、左小脳 の3ヶ所で有意な差が現れた。統制群の縦断分析では、左嗅皮質、右下側頭、右扁桃体、左下側頭回、右小脳 の5ヶ所有意な差が現れた．以上のように学習群と統制群の有意な差の現れる部位に相違のあることを明らかにした．また関心領域の縦断解析から，右前頭極の脳灰白質変化量が最終作品評価と正の相関があり，プログラミングの課題解決的な学習活動が粘り強さや持続性を支える基盤と考えられる右前頭極の神経可塑的変化と関係のあることを示す結果を得た．
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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
プログラミングの初学習者に対して、半年にわたる学習活動を実施し、学習前後の脳構造の変化をとらえることができた．また、プログラミング課題を解決している状況下における脳の賦活の様子を捉えるためのデータを収集することができた. 神経可塑的変化について、統制群との違いも明らかになり、プログラミングの学習と可塑的変化を起こしている部位との関連性を検討し、その関連性を明らかにできる段階まで進んできているため、おおむね順調に進展していると判断した．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、学習群と統制群との2群の縦断解析により、学習の違いによる2群間の神経可塑的変化の異なる部位を明らかにする．さらに、学習群の有意に変化した部位と学習内容（学習時間、学習行動記録）、アンケート調査結果、プログラミングの到達記録、最終作品等を組み合わせた詳細な統計的解析を実施する予定である．加えて、ｆＭＲＩにより課題遂行下における脳の賦活を明らかにする．それらを通して、プログラミング学習と神経可塑的変化の関係を明らかにする予定である．こうした検討を通して、プログラミング学習の教育的な意義や特徴を考察する予定である．
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| Causes of Carryover |
本年度は、新型コロナ感染拡大の影響で被験者の補足的な撮像を控えた．
来年度は最終年度であり、撮像データの詳細な解析、解析に必要なツールの購入、研究打ち合わせ、学会発表、論文作成、研究成果の公開等を進める予定である．
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Research Products
(1 results)
