2021 Fiscal Year Research-status Report
役割取得能力を育成するプログラミング教育の教材と指導法の開発
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21K02819
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| Research Institution | Chugoku Gakuen University |
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Principal Investigator |
佐々木 弘記 中国学園大学, 公私立大学の部局等, 教授(移行) (50170692)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 役割取得 / プログラミング教育 / ロボット / 視点移動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまでの研究実践や先行研究の調査を通して，人型ロボットに視点を移動してプログラムし動作させたり，他者の感情，思考を推論してプログラムしロボットを動作させたりする学習活動を行うことで，役割取得能力の発達を支援することができるのではないかと考えた。そこで，本研究は人型ロボットにプログラムをして動作させる学習活動を行うロボット・プログラミング教材を開発し，小学校での試行授業を通して，開発した教材が役割取得能力の発達に有効かどうか検証することが目的である。３年間の研究計画の１年目は，主に次の２点について研究を進めた。
(1)プログラミング教育の国内外の状況の調査
国内外のプログラミング教育の先進地域の教材や指導法を調査し，イングランドの教科「Computing」の中に示された「Computational Thinking」やロボット・プログラミング教材等を参考にした。具体的には，Bee-Botという教材があるが，低学年の児童であっても，ロボットの視点を基準にして前後左右に動作させるプログラミングができていた。すなわち，視点移動が可能となる具体的操作期に至る以前からでもこのような学習が行われていることが分かった。
(2)ロボットへの視点移動についての調査と指導法の工夫
Bee-Botと同様な教材に我が国ではプログラミングカー（ロボット）があるが，小学校入学前の幼児（５歳児）に，このロボットに視点移動をしてプログラムができるかどうか調査したところ，45人中5名(11%)が正解であった。その後，視点移動を促すための指導法として，ロボットに小型カメラを取り付け，その映像をモニターに提示して説明した。再び同様な調査を行ったところ，9名(20%)が正解であった。前後で有意差がなかったことから，今回行った指導法の工夫では具体的操作期に入る前の幼児には視点移動を促すのが困難なことが示唆された。
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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
３年間の研究計画の１年目となる本年度は，主に次の２点について研究を進めた。
(1)プログラミング教育の国内外の状況の調査
国内外のプログラミング教育の先進地域の教材や指導法を調査した。イングランドでは，ナショナルカリキュラムに教科「Computing」が位置付けられており，指導要領に示された目標や内容が参考になった。また，民間のコンピュータ会社等の協会が運営する「Computing At School (CAS)」が教員研修や教材・教具の提供を行っており，そこに示された「Computational Thinking」やロボット・プログラミング教材等を参考にした。我が国のプログラミング教育で育成を目指す「プログラミング的思考」の基幹をなす「Computational Thinking」についての考察を深めることができた。よって，「おおむね順調に進展している」と評価した。
(2)ロボットへの視点移動についての調査と指導法の工夫
役割取得能力を育てるロボットプログラミング教材を作成する手順として，第１段階として，人型ロボットに視点移動をしてプログラムを作成し，ロボットの視点を二人称的に捉える学習活動を行うことで，二人称的な視点移動を促す。すなわち，ロボットへと視点を移動できることが前提となる。そこで，具体的操作期に入る以前の子どもがどの程度，視点移動ができるかどうかを調査した。計画では，小学校低学年の児童を対象に調査する予定であったが，新型コロナウィルス感染症の感染拡大に伴い，小学校を訪問しての調査がはばかられたので，本大学の附属認定こども園である「たねのくにこども園」で５歳児の幼児を対象に調査を行った。調査対象は計画とは異なったが，調査の目標は達成することができた。よって，「おおむね順調に進展している」と評価した。
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| Strategy for Future Research Activity |
３年間の研究計画の２～３年目は，主に次の２点について研究を進める予定である。
(1)役割取得能力の発達を測定する評価項目の作成／第１段階では，ロボットの視点を二人称的に捉えているか評価するため，ピアジェの「三つ山問題」を援用した評価項目を作成する。第２段階では，二人称的に他者の感情や思考を理解できているか評価するため，コールバーグの「ジレンマ課題」を援用した評価項目を作成する。第３段階では，三人称的に相手との状況を客観視し，思考や行動を調整できているか評価するため，セルマンの「ジレンマ課題」を援用した評価項目を作成する。
(2)ロボット・プログラミング教材の開発／第１段階では，２ｍ四方程度のシート上に山や川，樹木，建物等のモデルを配し，スクラッチを用いて，人型ロボットであるロボホンを目的地まで移動させるプログラムを作成する教材を開発する。第２段階では，２ｍ四方程度のシート上に，学校や家庭のモデルを配し，コースをロボホンが進む中で直面する問題場面を設定しておき，それぞれの問題場面で，外部からの言葉掛けや働きかけに対して，スクラッチを用いてロボホンに応答させるプログラムを作成する教材を開発する。第３段階では，２ｍ四方程度のシート上に，双六を模したコースをロボホンが進む中で問題状況に直面し，それぞれの問題に対して，スクラッチを用いてロボホンに応答させるプログラムを作成する教材を開発する。
(3)開発した教材を用いた授業の試行と評価／試行授業の実践に当たっては，協力関係がある岡山市，井原市，小田郡矢掛町の小学校に依頼する。授業に参加した児童に作成した評価項目から成るアンケート調査及びインタビュー調査を実施する。しかし，今後の新型コロナウィルス感染症の状況により小学校を訪問して授業が試行できるかどうかが左右される。できるだけ短期間で効率よく実践できるよう工夫する。
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| Causes of Carryover |
(1)次年度使用額が生じた理由
備品費については，本研究申請段階では，ロボットプログラミング教材として購入する予定であったロボホン７体及びロボホン用スクラッチ７本については，別の研究助成金を用いて購入することができたため，当初計画より少額になった。また，旅費については，学会に参加して現地で研究発表を行う予定であったが，新型コロナウィルス感染拡大により控えたたため執行できていない。ただし，オンラインでの学会には参加し，研究発表を行った。また，英文校閲・翻訳のための人件費については，最近コンピュータによる翻訳機能が向上してきたため，それを用いて翻訳を行ったため執行していない。
(2)使用計画
役割取得能力を育成するためには，街を模した模造紙の上をロボットを動作させるだけでなく，仮想空間の中で動作させる方が一層感情移入ができるのではないかと考え，仮想空間においても学習活動が行えるよう機器等を準備する。そのために仮想空間が体験できる３Dゴーグルを備えた装置やVRのプログラミングを作成できるゲーム機等を購入する予定である。また，研究の経過や成果を積極的に国内・国外での学会において研究発表を行い，旅費を執行していく。ただし。今後の新型コロナウィルスの状況による。
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