高等学校の協同学習を対象とした グループ編成支援システムの提案 佐々木道史† 曽我和哉‡ 市川尚‡ 窪田諭‡ 阿部昭博‡ 岩手県立大学大学院ソフトウェア情報学研究科† 岩手県立大学ソフトウェア情報学部‡ 1 目次 1. 2. 3. 4. 5. 6. はじめに 協同学習 A高校における要求分析 システム設計 試作と評価 今後の課題 2 研究目的 • 仮説 – 協同学習における学習者間の相互依存関係に着目したグ ループ編成に関する,高校教員への情報提示が効果的な 協同学習の実施に繋がるのではないか? • 研究目的 – 高校を対象とした，効果的なグループ編成支援を可能とす る点を特徴とする情報システムのあり方を明確にする． – 筆者が勤務するA高校におけるニーズ調査をふまえ，その 中核機能のグループ編成機能のプロトタイプの実装と現場 評価を行う． 3 協同学習の定義 • 協同学習の定義 – 生徒が更に効果的に一緒に勉強するのを手助け するための方法と原理(Johnsonら) – 自分自身と他の友達の学びを最大にするために， 小グループを使って一緒に勉強させる学習指導 法(G.Jacobら) • 実施目的 – 学習意欲および学業成績の向上 – 生徒間の協調的技能の育成 4 教師 協同学習の実施方法の一例 （G.Jacobら） 1．目的を決める 2．アクティビティを選ぶ 論理的な発言力 を育成する ジグソー 3．グループ編成を行う 学力レベル, 適性レベル, 協調的な団結力 を育成する 個人の勉強に対する 責任感を育成する 性別, STAD 年齢 etc 作家の輪 等に応じて グループ編成を行う アクティビティ・・・ 協同学習で行われる活動の名称 実施・評価 5 アクティビティ ジグソーの例 Step1 異なる実験方法を行う生徒とグループを作る 1 実験A 1 1 実験B 実験C 2 2 実験方法が同じ生徒とグループを作り,結果をまとめる Step2 1 2 実験A Step3 2 1 2 実験B 1 2 実験C 最初のグループに戻り,A,B,Cの実験結果について理解を深める 効果・・・生徒間の学び合いの活性化,学習の理解の深化,論理的な発言力の育成 6 関連システム研究 • 協同学習（授業） – 授業においてCSCLシステムを導入した研究は多数報告 • 協同学習（教員教育） – 協同学習の理論と方法を習得するための教員教育プログラ ムの開発（大黒ら） • 協同学習（グループ編成） – 情報教育においてグループ学習を効果的に成立させる形態と 条件の検討（石桁ら） – 遠隔学習環境での集団の意思決定を効果的にするグループ 形成支援システムの開発（井上ら） • 考察 – 高等学校の対面の授業で行う協同学習におけるグループ編 7 成問題を取り上げた研究報告は少ない 既存のグループ編成手法（１） ① ② 項目 特徴 期間 人数 フォーマル 固定的な 数日間 グループ グループ 数週間 2～3 人 イン フォーマル 短時間で グループ 解消 される 数時間 2～3 人 項目 利点 欠点 授業の 学習・教授 動機づけ 効果の低下 緊密な 過度の競争 学習形態 敵対意識の 導出 等質 個に 応じた グループ 間の グル ープ 学習成立 劣等感の 導出 異質 異分野間 学習進捗の グル ープ 交流 活発化 平均化 8 偶然法 希望法 グループ ベース 長期間 学期 グループ 活動する 数年間 グループ 5～6 人 指名 法 既存のグループ編成手法（２） • 協同学習におけるグループ編成（G.Jacobら） – 指名法による異質グループ編成が最も望ましいとされる – 異質性の高いグループが協同学習の目的の遂行に必要である – 異質性の向上のため複数のパラメータを考慮した編成が必要 • 「学力レベル」「適性レベル」「活動態度」「人種・年齢」「性格」 「社会的地位」「性別」「特別な助けの必要度」 等 • 課題 – 高校において生徒データを考慮した異質性の高いグループ編成 は難しい 9 A高校における要求分析 • 学校現場での調査 – 岩手県盛岡市 A高校 • 期間 – 2008/6/9~7/31 • 調査方法 – A高校教員に対する インタビュー • 人数 – 6名に対して実施 • 数学科 4名 • 情報科 1名 • 英語科 1名 • 調査内容 – 現場の教育課題 – 教務情報システム 利用状況 – 協同学習の実践例 10 要求分析のまとめ • A高校における教育課題 – 生徒の社会性育成,授業運営の工夫,生徒の基礎学力の定着 • 教務情報システム利用について – 授業改善における情報提供はなされていない • 協同学習の実践例 – 経験あり → 単純なグループ編成しか適用していない 個を埋没する可能性が高いグループの形成 • A高校における教育課題の解決 – 協同学習を通した授業実践が課題解決に繋がる • A高校における協同学習実践の留意点 – 教員に協同学習の利点を理解してもらう情報システムの導入 – 授業で使える効果的なグループ編成の提示を行う 11 システム設計方針 • システム設計方針 – 方針1 協同学習の条件の選択によるアクティビティ 検索及び情報提示 – 方針2 協同学習における効果的なグループ編成の 提示 – 方針3 協同学習を実施する際の複数のグループ 登録,管理 – 方針4 協同学習の指導案,授業資料の登録,管理 12 学習情報 システム概念図 教員入力情報 教員入力情報（目的） （人数,クラス） （教科） サーバー アクティビティ 検索部 グループ編成部 WEB クライアントPC グループ登録部 アクティビティ 情報 （Webブラウザ） グループ 編成結果 指導案情報 グループ編成情報 指導案 DB アクティ ビティ DB 目的 DB 生徒 DB 教科 DB 13 機能要件 • （１）アクティビティ検索部 – ジャンル検索機能 • 教員が入力した条件に適した協同学習のアクティビティの手順を示す機能 – アクティビティ検索機能 • アクティビティの名称から協同学習の手順を提示する機能 • （２） グループ編成部 – グループ編成機能 • アクティビティに応じたグループ編成の例を提示する機能 – グループ編集機能 • グループ編成結果を教員が修正を行い，効果的に再編成が出来る機能 • （３） グループ管理部 – グループ管理機能 • 教員が登録した複数の生徒グループを閲覧,管理する機能 – ファイル共有機能 • 教員間で授業資料の共有,閲覧が可能な機能 – 共通掲示板機能 • 教員間の授業内容の意見交換に利用できる掲示板機能 14 プロトタイプ開発 • プロトタイプは本システムの中核機能であるグルー プ編成機能を中心に開発を行った • 開発環境 – OS Linux – Webサーバ Apache – データベース MySQL – 開発言語 PHP 15 プロトタイプ利用手順(1) • 目的選択画面 – 協同学習の３つの目的から選択可能 • 生徒の社会性の育成の観点を重視 – グループ編成の目的に応じて実施可能なアク ティビティ情報の対応付けられている 16 プロトタイプ利用手順(2) • アクティビティ情報画面 – 目的に応じたアクティビティ情報が閲覧可能 17 プロトタイプ利用手順(3) • グループ編成画面 – Ａ高校の3クラスを協同学習グループに編成 – グループ編成人数は最小4人から最大10人まで 可能 18 プロトタイプ利用手順(4) • グループ編成画面 19 異質なグループ編成アルゴリズム • G.Jacobらの学力レベ ルによるグループ編成 アルゴリズムを参考に した • 本研究では,学力レベ ルと適性レベルを加算 して平均値を求め生徒 をソートしたのちグ ループに割り当てる （文献：協同学習の基本原則とテクニックを参考）20 適性レベル • 適性レベルの取得方法 – やる気の好感度アン ケート（石桁ら） 内因性 – 1人の生徒に関して各項 外因性 目が0~100点まで点数 を取得した 協調性 • 対象 – Ａ高校 計135名 – 1年生 3クラス – 2年生 1クラス 実施 リーダー性 やる気の 高感度 利点 欠点 １．ねばり強い ２．持続的 ３．マイペース型 １．自己中心的な 所がある １．環境への適応度 が高い ２．柔軟に仕事が 出来る １．ムードに弱い ２．人の行動に 左右されやすい １．共同的に仕事が 出来る ２．周りに歩調を 合わせられる ※明記なし １．自ら率先的に 能動的に仕事が 出来る ※明記なし １．やる気と言う言葉 （雰囲気）が好きで ある ※明記なし 21 アクティビティと適性データの重み付け アクティビティ 内因性 外因性 １．ジグソー ２．STAD ３．作家の輪 ○ 協調性 リーダー性 ○ ○ ○ ○ ○ • 3つのアクティビティに関する重み付け – ジグソー・・・学力レベル＋（協調性＋リーダー性） – ＳＴＡＤ・・・学力レベル＋（協調性＋内因性） – 作家の輪・・・学力レベル＋（協調性＋外因性） • 学力レベル - 定期テスト（全2回）の平均点 • 適性レベル - アンケート結果の点数 22 プロトタイプ評価 • プロトタイプ評価 – 実施日：2008年10月6日 – 場所：A高校 – 対象：教員6名 • グループ編成 – 「論理的な発言力」「協調的な団結力」「学習に対する責 任感」 の3つの目的でグループ編成を行った • 評価項目 – システムの有用性 – グループ編成の妥当性 23 プロトタイプ評価結果 • 有用性に関するコメント – 好意的な意見が得られた • 教務システムに無い機能なので利用してみたい • アクティビティは事例を見たい • 選択出来る目的数を増加してほしい • グループ編成の妥当性に関するコメント – 教員から相互作用が期待出来るとの意見を得た • 他教科の先生にインタビューをする必要もある 授業での利用を通じたグループ編成の教育効果の検証を行う必要性が示唆された 24 今後の課題 • システム機能全体の実装 • 異質なグループ編成の課題 – 適性レベルと学力レベルの算出方法 • アンケート方法の改善 – 項目数が40項目あり授業の進捗に影響があった – 授業時間外のアンケート，携帯電話を利用したアン ケートの実施 25 ご清聴ありがとうございました 26 27 A高校における教育課題 • Ａ高校の教育課題 – 教員から寄せられたコメ ント（約40件）を関連する ものを集め,結果として５ 項目に分類（右図） • 考察 – 協同学習による課題解決 が可能と考えた 10% 5% 29% 28% 28% 生徒の社会性育成 授業運営の工夫 生徒の基礎学力定着 授業の共通目標設定 授業資料の共有 28 教務情報システム利用について • A高校教務情報システムの利用形態 – 生徒個人情報の入力 – 生徒関連書類（例：調査書等）印刷 • 考察 – A高校で導入されている情報システムは，授業改 善における情報提供がなされていない – 開発システムとの連携の必要性も確認 29 A高校における協同学習の調査 • 授業での協同学習の実践に関するインタビュー – 6人中4人の教員 経験あり – グループ編成手法 • 偶然法（座席番号順） • 希望法（生徒の希望による仲良しグループ編成） • Ａ高校における協同学習の課題 – 単純なグループ編成しか適用していない – 個を埋没する可能性が高いグループの形成 • リーダーへ全権一極集中のグループ – カリキュラム進度の遅延 30 要求分析のまとめ • A高校における教育課題の解決 – 協同学習を通した授業実践が課題解決に繋がるの ではないか • A高校における協同学習実践の留意点 – 教員に協同学習の目的，利点を理解してもらう情報 システムの導入 – 協同学習は手法のみを導入しても生徒間の相互作 用は有意に生起しないため，授業で使える効果的な グループ編成の提示を行う 31 FES理論に基づく個性の4因子 D拡散性 リーダーシップ型 A 凝 縮 性 進捗を求め、前進→ グループの進行役 タグボート型 アイディアを具現化→ アイディアの提供 アンカー型 マネジメント型 環境、業務の死守→ 秩序維持と改善→ 意見の集約、まとめ役 グループの調整役 E保全性 B 受 容 性 32 協同学習の成果 相互協力関係 促進的相互作用 達成の ポジティブな ための 人間関係 努力 心理的適応 社会的な技能 33 34 Step1 アクティビティ：理科の授業におけるジグソーの例 1 3 3. Cの実験方法 1. Aの実験方法 2 2. Bの実験方法 ホームチーム1 異なる実験方法を行う生徒と オリジナルグループ（ホームチーム）を作る 1 3 1 2 3 2 35 ホームチーム3 ホームチーム2 Step2 1 1. Aの実験方法の 専門家チーム 1 1 同じ実験方法を行う生徒と,エキスパートグループ （専門家グループ）に分かれ,実験を行い,結果をまとめる 2.Bの実験方法の 専門家チーム 3 3 3 3.Cの実験方法の 専門家チーム 2 2 2 36 Step3 1 3 2 ホームチーム1 オリジナルグループ（ホームチーム）に戻り, それぞれの実験結果を教えあい,メンバー間で質問,討論をする 1 1 3 2 ホームチーム3 3 2 ホームチーム2 効果・・・生徒間の学び合いの活性化,学習の理解の深化,論理的な発言力の育成37 38 Step1 4 3 1 2 4 1 3 2 最初生徒は異なる情報を持つメンバーと オリジナルグループ（ホームチーム）を作る 4 3 1 2 4 3 1 2 39 Step2 4 4 1 4 1 4 1 1 同じピースを持った他ホームグループのメンバーと 一緒になって専門家チームをつくる 3 3 2 2 3 3 2 2 40 Step3 1 4 3 4 2 3 1 2 オリジナルグループ（ホームチーム）に戻り学んだ事を教えあう 4 3 1 2 4 3 1 2 41 Step4 4 3 1 2 4 1 3 2 メンバーは個人として全ピース（1～4）についての小テストを受ける 4 3 1 2 4 3 1 2 42 システム概念図 43 ７． 参考文献 • • • • • • • [1]文部科学省科学技術・学術審議会基本計画特別委員会：第3期科学技術基本 計画の重要政策 (2005). [2] 文部科学省： 新時代に対応した高校教育改革推進事業実施要項 (2007). [3] George M. Jacobs： 先生のためのアイディアブック-協同学習の基本原則と テクニック-，ナカニシヤ出版 (2005). [4] 亀田達也：合議の知を求めて-グループの意思決定，共立出版 (2000). [5] David W. Johnson： 学習の輪―アメリカの協同学習入門, 二瓶社 (1998). [6] 中山迅，牛島克宏，山口悦司，都築章子，武田一則，竹内慎一，後藤大介： 電子掲示板を利用して理科の観察や実験を促す学校間協同学習の試み：NHK 「ふしぎいっぱい」における小学校3年生の事例，日本教育工学会論文誌， Vol.28, pp. 93-96（2005）. [7] 永井正洋，北澤武，越川浩明，加藤浩, 赤堀侃司：Web上での協同学習にお ける携帯端末を用いた形成的評価システムの開発と検証：日本教育工学会論文 誌，Vol.28, No.4，pp.333-342 （2005）. 44 ７． 参考文献 • • • • • • • [8] 佐々木真理，パワサッチャナンナッチャ，山田公成：「共同性」を高めるビデオ・コミュニ ケーションによる遠隔協同学習：日本教育情報学会年会論文集，No.23，pp. 260-261 （2007）. [9] 大黒孝文，竹中真希子，上田浩司，東徹哉 ，牧野 治敏：協同学習の理論と方法を習得 するための教員教育プログラムの開発：日本科学教育学会研究会研究報告，Vol.21, No.1， pp. 67-72 （2006）. [10] 西野和典，西端律子，石桁正士：情報教育においてグループ学習を効果的に成立させ る形態と条件の検討: 日本教育情報システム学会論文誌, Vol.10, No.4，pp. 21-32 （1995）. [11]埴生加奈子，井上久祥： 遠隔学習環境での集団の意思決定を効果的にするグループ 形成支援システムの開発研究, 電子情報通信学会技術研究報告, Vol.103, No.467，pp. 7-12，（2003）. [12]D.Wジョンソン：学生参加型の大学授業―協同学習への実践ガイド，玉川大学出版部 （2001）. [13]沼野一男：教育の方法と技術，玉川大学出版部（1986）. [14] 鹿毛雅治, 奈須正裕，藤岡完治, 秋田喜代美, 森 敏昭, 戸田有一：学ぶこと・教えるこ と―学校教育の心理学―学校教育の心理，金子書房 （1997）. 45 • • • • ・jacobが提案している編成アルゴリズムの改良を行った ・異質なグループ編成とは同じ質の生徒がバラけること事である ・異質グループとは学力の高い生徒が固まらないような編成です ・アクティビティは異質グループで行われます • ・学力レベルをソートして上から順に違うグループ編成に分けるアルゴリ ズムです • ・私は学力レベルと適性レベルので生徒を 46 今後の課題（2） • グループ学習自体の効果をどうするか • 学期の初めで行うならば分かるが,アンケート は時期的な問題も含んでいるのではないか • グループ編成自体の教育効果を明らかにす る点が必要であろう • システムのうりを追加する（いかなるグループ 編成なのか） 47 修士論文構成案 • １章 はじめに – 研究背景 – 研究目的 • 4章 システム設計 – システム設計方針 – システム概念 – 機能要件 • 5章 試作と評価 • 2章 協同学習 – プロトタイプ開発 – 協同学習の定義 – 評価 – 先行研究（関連システム研究） – 既存のグループ編成手法 • 6章 今後の課題 • 3章 A高校における要求分析 • 7章 参考文献 – 調査目的および内容 – A高校における教育課題 – 教務情報システム利用について – 高校における協同学習の調査 – 要求分析のまとめ 48 研究スケジュール • 11月：予備審査 • 12月：修士論文執筆,ISPJ-IS106(12/2) • 1月：修士論文執筆,修士論文第一版提出 システム評価2 • 2月：修士論文執筆,本審査会,修論最終版 提出 • 3月：学会発表(情報処理学会全国大会) 49 業績書 • 1．学会発表（2008年12月2日確定） 佐々木道史，曽我和也，市川尚，窪田諭，阿部昭博 「高校の協同 学習を対象としたグループ編成支援システムの提案」：情報処理学 会 情報システムと社会環境研究発表会（第106回研究会） • 2．学会発表（予定） 佐々木道史，曽我和也，市川尚，窪田諭，阿部昭博 「高校の協同 学習を対象としたグループ編成支援システムの試作 」：第71回情報 処理学会全国大会 • 3．PBL 「野外での人間活動を支援するウェアラブルシステム」（2007年度 PBL実施）米田信之 2312007018 岩永寛史 2312007002 佐々木 道史 2312007006 高橋剛史 0312005096 • 4.SPA 50 「高校における授業改善を目的とした情報システムに対する要求分 析」（2008年度SPA実施）佐々木道史 2312007006
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