2020 Fiscal Year Research-status Report
小中高大の接続を意識したプログラミング教育教材と利用モデルの研究
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20K03234
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| Research Institution | Chitose Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
山川 広人 公立千歳科学技術大学, 理工学部, 講師 (90724732)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小松川 浩 公立千歳科学技術大学, 理工学部, 教授 (10305956)
長谷川 理 武蔵野大学, データサイエンス学部, 講師 (30647102)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 教材整備 / プログラミング的思考 / Pythonプログラミング / eラーニングシステム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
小中高大の学校段階も意識し，プログラミング教育分野で学習すべき内容の体系を整備する観点で，知識項目とその教材を整備した．特に今年度は小学校段階からのボトムアップ型の教材整備として，プログラミング的思考につながるコンピューティング概念部分の教材について，順序，繰り返し，条件分岐，変数の4つの知識項目を設定し，それぞれ7段階のレベルごとに約10問ずつの整備を目安とした計420問のレベル別問題の整備を行った．また，大学から高校段階へのトップダウン型の教材整備として，データサイエンス分野と連携するためのPython言語のプログラミング教材について，文法入門，条件分岐，反復処理，リスト・タプル，辞書・集合，関数，クラスの知識項目を設定し，こちらもそれぞれ7段階のレベルごとに約10問ずつの整備を目安とした計461問のレベル別問題の整備を行った．これらの設問はベースとなるeラーニングシステムの機能で，演習問題のほか，CBT（Computer Based Test）でのレベル判定問題として出題可能な状態になっている．これによってそれぞれの学校段階の利用者が教材を利用してプログラミング的思考やPythonプログラミング言語を学び，また自らの理解度を7段階のレベルで判定できる仕組みが構築できた．
Pythonプログラミング教材では，特にデータモデル部分の理解には演習だけの学習アプローチでは難しいことから，それぞれの知識項目の内容を確認する解説教材も整備した．こちらも電子ファイルとして，教材ともに利用できるようにしている．
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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
当初計画通りのボトムアップ・トップダウン型での教材整備を進められている．今年度の進捗により，整備した教材がeラーニングシステム上で利用可能な状態になっていることから，地域の小学校や研究協力者の環境等で，CBT機能など用いた学習の試行を行える準備が行えている．ただし，小中高大の学習段階を考慮した軸となる学習体系として，特に中学校段階を中心に，知識項目と教材が整っているのかはまだ検討段階といえる．開発した教材の試行実践やそのフィードバックを進め，軸となる知識項目と教材を継続的に検討し拡充していくことが，次年度の課題である．
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度整備した教材を用い，授業外の学習を利用モデルとして想定した試行を行う．試行では，研究者らの所属する大学はもちろん，地域の教育委員会や高大連携校のつながりによる協力校を想定している．特に授業につながる事前学習や，長期休業などにeラーニングシステムと教材を展開できるようにし，試行計画を策定し実践する．実践環境からは利用者となる児童生徒や学生，および現場教員から意見を得るなどの協力を仰ぎ，教材の効果や教材自体の改良・拡充するべき点を明らかにし，汎用的な利用モデルの検討につなげる．
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| Causes of Carryover |
新型コロナウィルス感染症の世界的な拡大の影響により，成果発表を行う学会がオンライン実施へと変更された．また，研究分担者との打ち合わせも対面で行う機会を最低限とし，オンラインで行うよう変更した．教材の作成は学生の課外活動とも連携して行うことができた．以上により，計画よりも費用が生じなかった．次年度は教材利用実践と，そのフィードバックに伴うさらなる教材の拡充等に費用の活用を図っていく．
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