教育用タンジブル機器の開発と実践による大学一般教育に適した情報科学学習手法の研究

2017 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 16K12779
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 布施 泉 北海道大学, 情報基盤センター, 教授 (70271806)
• 研究分担者: 山本 裕一 北海道大学, 情報基盤センター, 助教 (10240128) ; 岡部 成玄 北海道大学, 情報基盤センター, 名誉教授 (70169134)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: タンジブル / 情報科学 / 情報教育

研究実績の概要

本研究の目的は、大学の一般情報教育における情報科学の関する学習項目の理解に有用なタンジブル機器を開発し、評価すること、また、当該項目の理解を促進する教材と学習手法を学習者特性に応じて最適なものを予測し、提供・評価するために必要な実証的研究を推進することである。
平成29年度は、28年度に行った歯車を用いたタンジブル機器の設計計画を踏まえ、（進数変換の理解を目的とした）タンジブル機器を試作を行った。学習者が丁寧に扱えば、機能する機器が開発されたものの、歯車を勢いよく回すと不整合が起こることが判明した。学習者の理解深化のためには、もう少し厳密に動く必要があると考え、現在、再設計を行っている。そのため、歯車機械以外の実践を進めた。具体的には、電池とブレットボードを用いたタンジブル機器およびタンジブルロボットを併用しての情報科学の学習項目（特にコンピュータの動作原理を念頭に置く）の理解度について、実践を行い学習者の反応を確認した。
また、上記の歯車型のタンジブル機器は、研究代表者宛てに研修として来た中学生にも設計させ、3Dプリンターへのプリント作業などの実践をさせた。これは、タンジブル機器を用いた学習者の対象範囲の拡大の可能性についても検討できるものである。
以上、平成29年度は、歯車を用いたタンジブル機器について、設計上の細かなミスを発見と修復改善に関わる研究を行うとともに、可能な範囲での各種実践を行った。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

研究実績の概要にも記載した通り、設計したタンジブル機器は丁寧な操作では使うことができるものの、実践には耐えないと判断し、再設計を行っている。そのため、2年目に当該教材の利用と他のタンジブル教材の利用を組み合わせ、学習者特性に応じた理解の違い等を実践評価する予定であったが、それができなくなった。そのため、進展は遅れていると言わざるを得ない。但し、設計意図は中学生にも十分に理解できるものであることが判明しており、全体計画として、進展の遅れはあるものの、平成30年度にて取り戻せるレベルであり、致命的な遅れとは判断していない。

今後の研究の推進方策

現在の進捗状況にも記載した通り、歯車を用いたタンジブル機器の再設計を行い、タンジブル機器を組み合わせた情報科学の学習手法について実践を行う。

次年度使用額が生じた理由

実績報告書で報告した通り、歯車を用いたタンジブル機器の精度が不十分なため、再設計を行うことになったため、本来、タンジブル機器を作成するために要する人件費および消耗品費を再設計を行った上で行うこととした。