2018 Fiscal Year Research-status Report
双方向コンテンツのプログラミング教材開発と生体情報モニタによる評価方法の検討
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18K02674
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| Research Institution | Fukuoka University of Education |
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Principal Investigator |
白石 正人 福岡教育大学, 教育学部, 教授 (70216183)
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2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | Webアプリ / 双方向コンテンツ / プログラミング題材 / アクティビティ図 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
H30年度ではまず、入手可能な双方向コンテンツのプログラミング言語およびその開発環境を入手・評価し、既存の開発環境を用いた試行授業等による問題点を検討した。その結果、アクティビティ図を描画することでJavaScript（jQueryも含む）言語に変換するWebベースのタブレットを援用した学習用プログラミング開発環境を構築するための学習用インターフェースあるいはプログラミング教材を新たに開発することとした。プログラミング経験に乏しい中学生にとってコーディングは難易度が高いため、アクティビティ図による簡易型のプログラム手法が相応しいと考えた。これは、プログラミング課題毎にブロック化された処理要素を予め準備し、描画済みの処理要素をお互いに結線することでHTMLやJavaScriptを自動生成できるビジュアル型のプログラミング環境をWebアプリによって実現した。これは、JavaScriptの軽量ライブラリィであるjQueryのプラグイン「jCanvas」を利用し、アクティビティ図の処理要素や矢印等を動的に描画している。本開発Webアプリは、教員側がプログラミング課題毎に処理要素のブロックとそれに対応したプログラムのサブルーチンを設定することで様々なプログラミング課題に幅広く対応することを可能にした。アクティビティ図を描画してJavaScriptのソースプログラムを生成するまでのプロセスはWebアプリとして開発し、その成果は日本産業技術教育学会で発表するとともに一部の成果は、すでに学術論文として掲載されている。また、学校現場からの要望により、双方向コンテンツのプログラミング題材について基本機能から課題として追加可能なモジュール型のプログラミングスタイルを開発し、本開発環境に適用可能なプログラミング題材を複数開発するとともに、その指導計画を提案した。
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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
２０１７年３月に改訂された新学習指導要領では、小学校におけるプログラミング的思考能力、中学校技術・家庭科技術分野におけるネットワークを利用した双方向コンテンツのプログラミングが導入されたが、既存のプログラム開発環境では、生徒を対象とした教材としての取り扱いが極めて難しく、新たな学習用プログラム開発環境とその教材化が求められていた。本研究では、タブレットを援用した学習用プログラミング開発環境を構築するための学習用インターフェースあるいはプログラミング教材を開発し、学部学生を対象とした試行授業においてそれらを試行し、被験者の生体情報を複数の手段で測定し、科学的な教材評価の検討および検証を行うとともに、学習効果が認められたものについては、実際の中学校等において授業実践に供することを目指している。
本研究では、3年計画であり、1年目にWebアプリとしてプログラミング支援環境を構築することとしており、アクティビティ図の描画からJavaScriptプログラムを生成するプロセスは開発できたが、分岐処理への対応やJavaScriptソースファイルの編集機能などが求められており、それへ対応するためにさらに開発を継続しなければならない。
また、学校現場からのプログラミング題材とそれを実現するサンプルプログラムへの要望が強く望まれ、プログラミング支援環境の高度化とともにプログラミング題材への対応を行う必要が生じた。当初の研究計画の予定は、一定程度進んでいるものの、このような想定外の課題への対応を余技なくされており、次年度への課題を積み残している。
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| Strategy for Future Research Activity |
開発しているプログラミング支援環境を引き続き開発継続するとともに、ソースプログラム編集機能などの機能の高度化を検討し、引き続きプログラミング題材の開発と新たな指導法を検討する。また、開発教材を用いた学習指導案と学部学生を対象とした試行授業によって、開発した学習環境等を評価する。評価に際しては、携帯型脳活動計測装置を用いた被験者の脳血流量等を計測して、学習効果の検討を行う。もちろん、プログラミング課題の難易度や理解度についても当該装置を用いた評価について検討する。学習効果が高いと認められたものについては、実際の学校現場において学習効果を検証する。開発した教材や学習インターフェースについては、成果のあった学習指導案や学習プリント等と併せてWeb上で公開する。また、これらの成果については、日本産業技術教育学会等で学会発表および論文投稿を行う予定である。
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