| 研究課題/領域番号 |
22K02914
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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09070:教育工学関連
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| 研究機関 | 広島大学 |
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研究代表者 |
藤中 透 広島大学, 人間社会科学研究科(教), 名誉教授 (90190058)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2024年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | プログラミング教材 / 情報教育 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
コンピュータのプログラミングが身近なものとなり，小学校におけるプログラミング教育の必修化とともに，中学校，高等学校でもプログラミング教育の重要性が増している。また，さまざまな物をインターネットに接続して利用する機会が増えている。ただし，学校のコンピュータ環境では運用上の制約から外部機器を接続して制御動作を学習するような授業を実施するのが困難な場合も多い。本研究では安価なマイクロコントローラを用いてソフトウェアとハードウェアを組み合わせたプログラミング教材を開発し，コンピュータ運用上の制約などを含む学びの環境を考慮した上で，児童・生徒が気軽にプログラミングを体験できるように工夫する。
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は，安価なマイクロコントローラを用いてソフトウェアとハードウェアを組み合わせたプログラミング教材を開発し，コンピュータ運用上の制約などを含む学びの環境を考慮した上で，児童・生徒が気軽にプログラミングを体験できるように工夫することである。
本年度は，運用上の制約が大きな学校内のネットワーク環境を想定したプログラミング教材のソフトウェア面を主として検討し，新たなソフトウェアのインストール作業などが困難な環境であっても利用可能なソフトウェア教材を開発した。通常のソフトウェアは，利用に先立ってインストール作業を必要とする場合が典型的であるが，学習用の校内ネットワークでは，情報セキュリティ上の理由などにより，児童・生徒はもとより，教員であっても新たなソフトウェアをインストールすることが禁止されている場合が多い。
開発したソフトウェアでは，デスクトップアプリケーション作成用のフレームワークであるElectronを用いることによってChromiumブラウザとNode.jsを内包したアプリケーションプログラムの実行ファイルを生成し，この実行プログラムを起動するだけで教材として利用できるようにしている。この教材は，Webページを作成する際のエディタとして利用できるものであり，Webページに画像を含める際の使い勝手を改善している点に特徴がある。また，ブロック操作によるWebページの作成と，HTMLの記述によるWebページの作成を関連づけることによって，プログラミングの学習への橋渡しとなることを意図している。
今後は，教材のハードウェア面に関する検討を進め，最終的にソフトウェアとハードウェアを組み合わせたプログラミング教材に発展させる予定である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
学びの環境に適合した形で最終的にはソフトウェアとハードウェアを組み合わせたプログラミング教材を開発することを目指しているが，そのための段階として，まずソフトウェア面に注目し，学校のネットワーク利用に関する制約を意識したソフトウェア教材を開発した。当初は，学校のコンピュータ環境に外部機器を接続することが運用上の主な問題点と思われたが，実際は新たに開発したソフトウェアを教材として利用するだけでも制約が大きいことが確認され，この点を意識した上で教材として利用可能なソフトウェアを作成するための方策を検討した。
具体的には，通常のソフトウェアに対して必要となるインストール作業が不要な形で利用できるソフトウェア教材を構成し，アプリケーション作成用フレームワークElectronを利用して開発した教材が実際に利用できることを確認した。この手法を用いれば，今後ハードウェアと組み合わせたプログラミング教材を開発する際にもソフトウェアのインストールが不要となり，学校の校内ネットワーク環境で問題なく利用できるようになると思われる。
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| 今後の研究の推進方策 |
当初の予定に沿ってソフトウェアとハードウェアを組み合わせたプログラミング教材を開発するために，今後はソフトウェアだけでなく，ハードウェアとの組み合わせを意識した上で教材としての検討を進める予定である。また，現時点ではインストール作業が不要なソフトウェアを開発するためのフレームワークとしてElectronを利用しているが，生成された実行プログラムのファイルサイズが比較的大きくなることが問題となる可能性が懸念され，この点を改善するための手法を検討する予定である。
プログラミング教材に用いるハードウェアとしては，当初から小型コンピュータとして使用予定のPICシリーズやESP-WROOM-02などに限定せず，より規模の大きなコンピュータを対象に含めた比較検討を行う予定である。また，プログラミング教材に用いるソフトウェアについても，学習対象となるプログラミング言語の比較検討などを行うとともに，これらの検討結果を反映した，より適切な教材の開発を進める予定である。
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