| 研究課題/領域番号 |
19K12281
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分62030:学習支援システム関連
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| 研究機関 | 追手門学院大学 (2020-2023)
大阪工業大学 (2019) |
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研究代表者 |
中西 通雄 追手門学院大学, 経営学部, 教授 (30227847)
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| 研究分担者 |
越智 徹 大阪工業大学, 情報センター, 講師 (10352048)
井上 明 大阪工業大学, ロボティクス&デザイン工学部, 教授 (50331658)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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| キーワード | プログラミング入門 / ブロックプログラミング / IoT / IchigoJam / プログラミング教育 / 学習環境 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
学習者がブロックプログラミングから入門してテキスト型のプログラミングへスムーズに移行できるようにし、さらにIoT（Internet of Things）の基礎まで一貫して学習できる学習環境を開発する。
マイコンボードとして、外国製の micro:bit や Arduino などではなく、国産のハードウェアを中心として教材に用いる。ブロックでもテキスト型プログラミングでもマイコンボードを制御でき、サーバコンピュータへのデータ送信もできるようにすることで、小・中学生から高校生程度まで学習過程に応じて幅広い層に利用できる学習環境を構築することが特徴である。
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| 研究実績の概要 |
本研究では、学習者がブロックプログラミングから入門してテキスト型のプログラミングへスムーズに移行できるようにし、さらにIoT（Internet of Things）の基礎まで一貫して学習できる学習環境を開発する。ブロックでもテキスト型プログラミングでもマイコンボードを制御でき、サーバコンピュータへのデータ送信もできるようにすることで、小・中学生から高校生程度まで学習過程に応じて幅広い層に利用できる学習環境を構築することが特徴である。
1・2年目には、IchigoJam側で取得したデータをもとに簡単な信号をサーバ側に送り、サーバ側で動作させる枠組みを構築したほか、「デジタル・ティンカリング教材YubiTus」を用いた実践の評価や調査活動を実施し、JavaScriptをベースとして初学者向けに機能を誓約したプログラミングで、IchigoLatte用のブロックプログラミング環境と連動できた。
3年目・4年目になっても、新型コロナウィルス感染症の拡大はおさまらずに、小中学生向けのプログラミング入門教室は実施することができなかった。「YubiTus」を用いた研究のほかに、新しい企画として、本研究の支援を得て、プログラミング初心者向け時計型ビジュアルプログラミングツールを開発し、プログラミング初心者の大学生を対象として試用も行った。そのほか、ロボットプロトプログラミング教室に支援者として参加するなども含めて、初等中等教育でのプログラミング教育の実施状況・課題などについて調査してきた。
5年目には、教材を国産にこだわることをやめて、少し範囲を広く取り扱うことに方針を転換し、プログラミングの学習に資するという原点に立ち戻ることにした。具体的には、ブロックを組み合わせてプログラムを作成する入門的学習から、テキストベースのプログラミングへの接続に重点を置いて進めてきた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
新型コロナウィルス感染の蔓延状況のためにプログラミング入門講座のイベントの開催ができなくなっており、研究期間を延長してきている。小中学生向けのイベントは実施できていないが、2021年度には、本研究の支援を得て、プログラミング初心者向け時計型ビジュアルプログラミングツールを開発し、プログラミング初心者の大学生を対象として試用も行った。また、2021年度末に micro:bitなども扱ってテキストプログラミングへの接続も検討することにして、昨年度はmicro:bitを用いたロボットについても調査をすすめた。また、今年度は、ブロックを組み合わせたプログラミングからテキスト型のプログラミングへの移行過程の部分についての研究を進めた。
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| 今後の研究の推進方策 |
申請時の予定では、テキストプログラミング環境の開発の一部として、ブロックプログラミングの画面を拡張してJavaScriptでのコーディングをできるようにし、さらにJavaScriptでコードを修正したときにそれをブロック表示に反映する計画であったが、必要性が低いと判断してとりやめることとした。IoT学習環境の開発については、IchigoLatteをインターネットに接続して、計測したセンサデータをサーバに送り、サーバ側でそれを受け取り、可視化処理などをできるようにしたので、当初の機能要件は充足できたと考える。
2021年度あたりから半導体不足による電子基盤の入手が心配な状況もあり、教材は国産だけにこだわることをやめて少し範囲を広くして取り扱うこととし、プログラミング入門の学習に資することを第一にするようにしている。具体的には、独自の教材の開発も進めつつ、micro:bitを用いたロボットの動作をプログラムする教材も作成してきたので、ブロックによるプログラミングからテキストによるプログラミングへの接続を、実践的に進めてきた。最終年度の今年は、地域の教育委員会との連携の話もあり、プログラミング初学者に対して何をどういう手順で教えるか、micro:bitなどの活用やブロックプログラミングからテキストプログラミングへの移行過程も含めて、研究成果を実践に移していく予定である。
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