2021 Fiscal Year Research-status Report

人工知能と地図データを基盤とする双方向性のあるコンテンツのプログラミング教育

Research Project

Project/Area Number	21K02468
Research Institution	Naruto University of Education
Principal Investigator	伊藤陽介鳴門教育大学, 大学院学校教育研究科, 教授 (90249855)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2024-03-31
Keywords	プログラミング教育 / 人工知能 / 地図データ / 双方向性 / コンテンツ
Outline of Annual Research Achievements	Society 5.0で示された近未来社会では人工知能の社会的な利用が一般的になることが予測され、人工知能を体験的に学習できる教材が必要となっている。さらに、中学校学習指導要領技術・家庭科(技術分野)の内容「D情報の技術」では、「生活や社会における問題をネットワークを利用した双方向性のあるコンテンツのプログラミングによって解決する活動」が規定され、その指導法と学習効果の高い題材の研究開発が急務となっている。そのため本研究では、生活や社会における問題をインターネット等を介して提供される地図データを基盤とする双方向性のあるコンテンツのプログラミングに人工知能を導入することによって課題解決するための指導法を研究開発するとともに、その学習効果を授業実践に基づいて評価・検証することを目的とする。令和３年度は、人工知能及び地図データの教育利用等に関する文献と主に学校教育への応用事例を調査し、これまでの研究成果を省察した後、ネットワークを利用した双方向性のあるコンテンツに関わる実践事例について中学校等を訪問し調査した。さらに、オンライン形式で人工知能に関する知識や双方向性のあるコンテンツ、プログラミング教育等について学校教員に対する意識調査を行った。次に，課題解決に適する地図データ等を収集するとともに、中学生のもつ技術・技能に配慮して、双方向性のあるコンテンツのプログラミングに人工知能を導入するためのプログラミング言語とその制作環境を調査した。実施した各種調査結果を踏まえて、地図データを扱うためのJavaScriptライブラリ，及び，学習済みモデルを使った人工知能によりWebカメラの映像から特定部位を認識できるJavaScriptライブラリを採用し，地図の表示位置を人工知能の認識結果によって操作できる双方向性のあるコンテンツ例を試作し，プログラミング教育への展開を検討した。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 令和３年度に実施した学校教員に対する意識調査等に基づいて構築した双方向性のあるコンテンツのプログラミングに人工知能を導入するためのプログラミング言語とその制作環境を検討した結果、その有用性が明らかになりつつあるため。
Strategy for Future Research Activity	令和３年度中に実施した各種調査結果に基づき、具体的な学習指導内容と学習時間数を定め「人工知能と地図データを基盤とする双方向性のあるコンテンツのプログラミング教育」の学習指導計画を立案するとともに、教材、教示用資料、学習用ワークシート等を開発し、中学校において教育実践する。学習調査結果を統計分析し、開発した教育内容及び、教材・教具を評価・検証し、課題を明らかにする。研究費のうち物品費は、研究成果を公表するための資料整理や人工知能と地図データを基盤とする双方向性のあるコンテンツのプログラミング教育を実施するために必要な情報機器等の調達に充てる。物品費を除く研究費は、国内外学会などにおける研究成果の公表のための旅費、論文掲載費等に充てる。
Causes of Carryover	新型コロナウイルス感染拡大のため学会発表形式がオンラインになり旅費を使用しなかったため。令和４年度において研究成果を公表するための資料整理・旅費等の一部に充てる。