多様化する大学教育シリーズ(第 2 回)

工学教育における反転授業──その試行錯誤と効果──
Flipped Classrooms in Engineering Education : Trials Errors and Outcomes

塙

雅典

森澤正之

筆者らは 2012 年から学生を主体的な学習者として育成することを目指してアクティブラーニングと反転授業に取り組んできた ．継続的な効果検証の結果，授業外学習時間の増加，達成度の向上や，「分かる」ことの面白さに気付いた学生の主体的学習行動の誘起など，様々な教育効果があることが分かっている．一方で，研究を通じた高度な学びの場である大学において，反転授業のように教員がお膳立てを整えた教育を行うことに対する疑問の声も聞かれる．本稿では，大学の工学教育における反転授業試行の経緯とその効果を最新のデータにより示し，日本の大学教育の現状の問題点と解決策を探る議論の一助としたい．
キーワード：反転授業，アクティブラーニング，主体性，深い理解，インストラクショナルデザイン

1．は

じ

め

に

経済開発協力機構（OECD）は， The future of education and skills Education 2030

めには，学習意欲をかき立て，様々な学びを関連付け，
他者（教師，クラスメート，家族，地域）と協調して深く学ぶことができる「学習者に適した学習環境」と，読と題するプロジェクト

み書き，数理，データ処理とディジタル技術のリテラの ポ ジ シ ョ ン ペ ー パ ー を 2018 年 5 月 に 公 表 し た (1)．

シ，身体的・精神的な健康などの「しっかりとした基礎2018 年に教育を受け始めた子供たちが成長して社会に力」の 2 点が必要とされる．これらは特段に目新しいこ参画し始める 2030 年においては，グローバル化がますとが主張されているわけではないが，不確かで予測不可ます加速し，技術は更に急速に進歩することが予想され能な未来では「主体性」を備えることが重要となる，とる．未来の若者たちが，この不確かで予測不可能な未来いう認識には強く共感できる．

において，現存しない職業やいまだ生み出されていない

国内においては文部科学省中央教育審議会が様々な答技術に対応し，ますます困難になる様々な問題に対処で申を次々と出し，大学に教育改革を求めてきた．2008

きるように備える教育の実施が世界中の共通課題とさ年には「学士課程教育の構築に向けて」（学士力答申）(2)

れ，特に Agency の涵養が重要視されている．ここでにおいて専門知識に加えて学士力（様々な汎用能力）のAgency は「社会に参画し，より良くしようとする責任涵養を，2012 年には「新たな未来を築くための大学教感」と定義され，それには「目標を定め，その目標を達

育の質的転換に向けて〜生涯学び続け，主体的に考える成するための行動を決定できる」ことが求められてい力を育成する大学へ〜」（質的転換答申）(3)において，大る．教育段階では「何のために何をどのように学ぶの

学教育へのアクティブラーニング (用語)の導入と主体性のか」を自ら定めること，すなわち「学習者の主体性=自涵養を求めている．2018 年には「2040 年に向けた高等ら学ぶ力」の涵養が求められていると解釈でき，このた

教育のグランドデザイン」(4)が出された．高等教育の目
指すべき姿として「普遍的な知識・理解と汎用的技能を
文理横断的に身に付けさせる」，「時代の変化に合わせて

塙

雅典 正員 山梨大学大学院総合研究部工学域
E‑mail hanawa@yamanashi ac jp
森澤正之 山梨大学大学院総合研究部工学域
Masanori HANAWA Member and Masayuki MORISAWA Nonmember(Graduate School of Interdisciplinary Research University of Yamanashi Kofu‑
shi 400‑8511 Japan)

電子情報通信学会誌

Vol 102 No 11 pp 1050‑1060 2019 年 11 月

©電子情報通信学会 20191050

積極的に社会を支え，論理的思考力を持って社会を改善

本稿は，2017 年電子情報通信学会教育優秀賞受賞対象の活動報告である．

電子情報通信学会誌 Vol 102 No 11 2019

していく資質を持たせる」，「学修者本位の教育」など，あろう．文部科学省「18 歳人口と高等教育機関への進基本的な方向性は前出の OECD のポジションペーパー

学率等の推移」(9)によれば，大学進学率は 2009 年に 50%と一致している，と考えてよい．しかし，これらの答申に達し，マーチン・トロウの言う「ユニバーサル・アクに対する大学の対応は概して遅く，学士力答申から 10セス型」段階に入っている．このような状況下では，従年以上経過しているにもかかわらず，様々な汎用能力の来大学の入口段階で質保証を担ってきた大学入試は，そ育成が十分に行われているとは言い難い．また質的転換の役を果たさなくなりつつあり，入学してきた学生をき答申からも 6 年以上経過しているが，いまだに従来どおちんと教育して出口段階で質保証することが求められりの一方向な知識伝達型一斉講義，すなわち「聞くだける．このような状況を受けて 2016 年度の中教審答申の授業」（当然板書などからのノート作成を含む），が主「個人の能力と可能性を開花させ，全員参加による課題

流を占めているのが現状である．産業界が大学卒業者に解決社会を実現するための教育の多様化と質保証の在り

求める能力も「高度な専門知識」や「幅広い教養」だけ方について」(10)でも大学の内部質保証が強く求められてではなく，「課題を発見し，解決する力」，「グローバルいる．

な視点とリーダーシップ」，「全体を俯瞰する力」，「自ら

一般に工学教育は他の分野に比べると厳しく教育され学ぼうとする強い意志」など，「聞くだけの授業」ではていると認識されている傾向があり，JABEE に代表さ養いようがないものが多く含まれている (5)．

れる教育プログラムの質保証については他分野に対して一方，文部科学省の国立教育政策研究所（NIER）は，一日の長がある．しかし，汎用能力の育成や，今後特に「大学生等の学習状況に関する調査検討」を 2014 年度と重要になる「学習者の主体性=自ら学ぶ力」の育成につ2016 年度に日本全国の大学生を対象に実施し，学生のいては，他分野と状況は大きくは変わらないと認識して授業との関わり，授業に対する姿勢，授業の役立ち具

教育改革を進める必要があろう．

合，様々な能力に対する学生自身の主観的な実力，時間

主体的な学習者になるためには様々な知識を「分かっの使い方など，様々な項目に対する報告書を公開していたつもり」ではなく「分かった」と言えるまでに深く理る (6) (7)．2014 年度の調査結果を大まかにまとめれば，解する能動性が不可欠である．ユニバーサルアクセス段① 3 割前後の学生が将来へのビジョンを持たず，特別な階の大学教育において学生に能動的な学びと深い理解を

目的意識を持たずに大学に入学し，大学の授業に期待しもたらすには，従来のように「聞くだけの授業」では不ていない，② 8 割以上の学生が「良い成績」を取りたい十分である．反転授業 (用語)自体は「主体的な学び」とはと考えている一方，6 割以上が授業外学習をほとんどし言えないものの，学生に能動的学習を通じた知識の獲得

ない，③大学の授業は専門知識の伝達が中心で，汎用能を促し，自ら学ぶ力を養うためのツールとして有用と考力の育成には課題がある，④ 3〜5 割の学生が論理的なえている．以下では，筆者らの取組みの経緯と，そこか

文章の読み書きなどの力の育成に大学の授業は役立ってら得られた知見を紹介することで，大学における工学教

いないと考えている，⑤ 5〜7 割の学生が自分は実力不育の発展の一助としたい．

足と考えている，などの実情が見えてくる．これらの傾向は 2016 年度の調査でも大きくは変わっていないとされている．筆者らの所属する山梨大学では，2015 年度

2．反転授業とアクティブラーニング

か ら 毎 年，河 合 塾 の「日 本 の 大 学 生 の 学 習 経 験 調 査

図 1 は筆者らが取り組んできた反転授業のコンセプト（JUES）」に参加しているが，このレポートによれば上を端的に表したものである．一般的な大学の授業では，記の傾向は本学でも同様であり，やはり「将来へのビ教室における対面授業で教師が一斉講義を通じて学生にジョンや目的意識を持たない」，「真面目だが学ばない」

知識を伝達し，その理解の深化は学生自身が自宅などで(8)

学生像が浮かび上がる ．

行うことが期待されてきた．これに対し反転授業では，

この背景の一つにあるのは，18 歳人口の減少と大学

自宅などで事前に動画像などで講義を受けて知識を受け等の収容定員の増加に伴う学生のダイバーシチの拡大で取り，対面授業に向けて疑問点を整理した上で対面授業に参加する．教室では，教員との質疑応答，演習問題の解答作成，他の学生との学び合いなどを通じて，理解を

■

用

語

解

深める．このように，自宅と教室の役割が反転すること説アクティブラーニング
一方的に講義などを聞き知識を受け取るだけでなく，学習者がその知識を活用することで深い理解を得ることを目指す授業形態の総称．
反転授業
動画像配信などで授業前に講義を受け，教室
ではその定着と活用を図る学習活動を行う授業形態の総称．
教員の解説を授業外で自由に視聴できることが特徴．

■
解説

工学教育における反転授業──その試行錯誤と効果──

が，反転授業と呼ばれる由来である．
筆者らは両名とも電気電子工学系教員であり，ある時点までは従来どおりの一方向な知識伝達型一斉講義を実施していた．反転授業を始めたきっかけは 2012 年 4 月に文部科学省が「グローバル人材育成推進事業」の公募を開始したことに端を発する．上記事業への応募に向け
1051

図1

反転授業のコンセプトて学内で申請書案作成チームが作成された際に，アクラーニングは「一方向な知識伝達型講義を聴くという

ティブラーニング部分担当として召集されたことが契機（受動的）学修を乗り越える意味での，あらゆる能動的となった．後にこのアクティブラーニング担当チーム

な学習のこと．能動的な学習には，書く・話す・発表すが，富士ゼロックス株式会社とのアクティブラーニング

るなどの活動への関与と，そこで生じる認知プロセスのに関する共同研究プロジェクト（通称 ADFIXLE プロ

外化を伴う．」と定義される (11)．アクティブラーニングジェクト）に発展し，反転授業の実践を試行することとの導入が求められると，様々なアクティブラーニングのなった．

手法を形式的に取り入れることに躍起になる場合が多々筆者らの担当科目は工学系専門知識の習得を目的とし見受けられるが，大切なのは「外化（がいか）」，すなわ

た講義科目で，反転授業導入前は両名とも Power Point

ち学習した内容を学生自身が口頭説明や文章など何らか

スライドを用いた一斉講義であった．授業中に机間巡視の形で出力すること，であることに留意する必要があを行い，指名で学生に問い掛けるなど，学生とのコミュ

る．

ニケーションを取るように心懸けてはいたものの，学生

アクティブラーニングによる「外化」を適切に取り入の反応は概して鈍く，中には精気のないうつろな目をしれた授業は，「聞くだけの授業」に比べて理解が深まるている学生がいることや，毎年 2〜3 割の不合格者が出ことが期待できる一方，授業時間が活動に取られるためることなどが懸案事項であった．講義科目が必修の場合に知識伝達量を減らさなければならなくなるのではないには，連続した時間に演習科目（選択）も開講し，ほぼか，という別の懸念が生じる．筆者らが活動を開始した

100% の学生が履修していたが，それであっても講義中2012 年当時に入手できたアクティブラーニング関連資

での例題解説や演習の実施を求める声が毎年学生から寄料の中では，この懸念を払拭できる具体的な手法は残念せられた．不合格者の多くは，高校数学（三角関数や微な が ら 提 示 さ れ て い な か っ た こ と か ら，前 出 の AD-

分積分）の知識・技能や大学生としての学習習慣を十分

FIXLE プロジェクトでは，「形式的で一方通行の知識伝に有しておらず，授業を受けるにあたって机上にノート

達型講義が自主的に学ぶ機会を学生から奪っていないの用意すらしない者もおり，対応に苦慮した．こうしたか？」という問題提起の下，「学生自身が明確なビジョ状況下で，アクティブラーニング導入について考える機

ンを持ち，自主的で，インタラクティブな学び」を掲会が与えられたことは，筆者らにもよい機会であった．

げ，知識伝達型一斉講義へのアクティブラーニングの導溝上慎一氏（前京都大学高等教育研究開発センター教入を模索した．前出のグローバル人材育成推進事業申請

授，現学校法人桐蔭学園理事長）によれば，アクティブ

書作成に際して，筆者らがこの具体策として提唱したの

1052

電子情報通信学会誌 Vol 102 No 11 2019

が以下の 3 点である．

授業における追加解説や質問対応で学生の学びをサポートする．授業中に教員が解説する必要がな①学生は電子教材（講義録画ほか）を事前に学習

くなることから，教室での教師の役割は俗にいう②教室では疑問点を学生同士で議論して解決「壇上の賢者」から「寄り添う導き手」となる．

③教員は追加解説・質問対応で学びをサポート

机間巡視を入念に実施し，学び合いの活性化の促
進，授業についていけていない学生の発見と指導

これは従来の授業の大半を占めていた一斉講義部分をに注力する必要がある．

動画像として事前提供することで，学生と教員が一堂に会する貴重な対面授業を，学生にとって一方的・受動的

この方法は，アクティブラーニングを導入しても知識な知識伝達から，学生自身の主体的・協調的な学び合い

伝達量を落とさないために，知識伝達の部分を講義動画の時間，すなわちアクティブラーニング活動に転換する像という形式で事前学習課題にしただけとも言えるが，ことを狙ったものであり，現在の反転授業の礎である．

「学生が（擬似的に）講義の制御権を得る」という大きここで目指したのは，従来の一斉講義型授業と比べて知な副次的な効果をもたらす．日本人大学生は「聴衆環視

識伝達量を落とさないことを前提として，（ⅰ）達成経の中では積極的に質問できない」傾向が強く，教室での験と代理経験による自己効力感の獲得，（ⅱ）継続的自講義中に疑問点があっても質問せず，基本的にそのまま

主的に学習する能力の獲得，（ⅲ）チームで物事を進めにしてしまいがちである．しかし，事前学習用講義動画

るための能力の獲得，（ⅳ）論理的・科学的にコミュニ像をオンライン提供する場合，一時停止・繰返し再生・ケートする能力の獲得，の 4 点であった．以来，山梨大

再生速度の変更が可能で，知識の伝達度合いは確実に向学で推奨している反転授業は，上記①〜③の三つの原則

上する．

を基本的に踏襲し，おおむね次のような形を取ることを推奨している．

筆者らは大学において従来から行われてきた「聞くだけの授業」を完全に否定する立場には立っていない．中にはすばらしい講義をされてきた，または現在されてい（）教員は PC 画面のスクリーンキャプチャ（静止

る優れた先生方もいらっしゃることは事実である．しか

画像／動画像）＋音声という形で事前学習用講義

し，一部の優れた授業者の有様を一般的な授業者に拡大

動画像を作成し，学内 SNS や学習管理システム

解釈して，それを大学の授業における最適解，とするこ（LMS : Learning Management System）を通じてとは問題があろう．特に学生のダイバーシチが拡大した

閲覧用 URL を配信する．

現代においては，聞くだけの知識伝達型一斉講義は「学生が受け身になりがちで，必ずしも理解に結び付かな（）学生は授業前に事前学習用講義動画像を閲覧（すなわち受講）して新しい知識を獲得する．こい」ことが大きな問題となる．
上述した NIER の調査においては，「大学の授業につのとき，講義ノートの作成，動画像による学習内

いていっていない」という設問に対して理・工・農系の容を確認する程度の小テストを LMS 上で実施，

回答者の 4 割が「大いにある」，「少しある」と回答し，事前学習動画像で学んだ事項のまとめと疑問点の「グループワークなど学生が参加する機会がある」には記入など，学生自身に何らかの「外化」を求める

5 割以上が「ほとんどない」，「余りなかった」と回答し課題を提供することが，確実な事前学習の実施のている．これらのデータは，大学の授業が教員から学生ために必要となる．

への一方的な知識伝達になっている傾向があり，授業では学生が「外化」をする機会が設けられておらず，深い（）教室における対面授業では，教員に質問する／

理解にたどり着けていないことを示している．このよう演習問題を解く／学生同士で議論する／自分の考な状況を改善するためには，アクティブラーニングを取えや解答案を全体に向けて発表する，などの様々り入れて「聞くだけの授業」を終わりにし，授業を学生

なアクティブラーニングを実施する．ここでは，にとって知識を受け取るだけの受け身の時間から，学生

事前学習用講義動画像と同等の講義を教室で決し

中心で能動的な学習活動に取り組むための時間に転換すて繰り返さない，という教師側の姿勢が重要となることが必要であろう．

る．補足説明や追加説明は問題ないが，事前学習

教科書の指定範囲を読んでから教室に来るように指示

用講義動画像と同等の説明を教室で繰り返してしすることで，事前学習用講義動画像など作らなくても反まうと，学生は事前学習の意義を見失い，ついに転授業と同様の事前学習を実現可能，という意見も時折

は反転授業が崩壊することになる．

聞かれる．しかし，その場合は教室での講義が必要にな
り，学生が「学習者の主体性」を獲得できていない状況（）教員は，授業全体の設計と準備に加えて，対面
解説

工学教育における反転授業──その試行錯誤と効果──

では，「聞くだけの授業」からの脱却は困難であろう．
1053

学生たちは，教師が自分たちに分かりやすいように説明

板書中心またはスライド投影中心など，講義形式を問わしてくれること，その説明を自分たちの都合の良いときずに適用できる反面，熟達した撮影者が必要，受講者にに何度でも繰り返し聞けること，に価値を見いだしていとって最も大切な情報と言える板書やスライドが見づらる．学習者の主体性の涵養は，段階を経て進めていく必

くなる，などの問題がある．更に，動画像のファイルサ

要があると考えている．

イズを小さくするために解像度を落とすと，ただでさえ工学教育プログラムでは各種学生実験がカリキュラム

見づらい板書／スライドが余計に見づらくなってしまに組み込まれており，毎週のように実験レポートというう．今では GoPro シリーズのような小形の高性能 4K

形式での外化が求められている上，卒業最終年次に「卒カメラが比較的安価に販売されていて，SD カードから業研究」を履修させて卒業論文執筆と卒業論文発表を課コピーするだけで簡単に高解像度動画像を PC に取り込しているプログラムが多い．このため，工学教育では以

むことが可能となっているが，前出の ADFIXLE プロ

前からアクティブラーニングを十分に実施している，とジェクトが立ち上がった 2012 年度当初は，ハードディいう声を聞くことがある．しかし，主体性，汎用能力，

スクドライブ等を内蔵したディジタルビデオカメラから協調性は容易に育成できるものではなく，授業の多くをケーブル接続で動画像を読み出す必要があった．この場占める知識伝達型授業科目においても繰返し学生に外化

合，読出しや編集に多大な時間と手間が掛かり，日々のの機会を与えていくことが肝要であろう．

業務としては受け入れ難い．また，講義を丸ごと撮影すこれまで述べたように，反転授業自体は単に「教室と自宅の役割を反転させる」仕掛けにすぎず，それ自体はる場合には動画像の尺が長くなり，学生側の視聴負担も大きい．

アクティブラーニング活動とは言い難い．しかし，知識

これに代わって候補となったのは，スライド表示やペを基礎としないアクティブラーニング活動は学習活動でンタブレットで書込みを行っている PC 等のスクリーン

はなく，ただの活動になってしまいかねない．その点，を動画像としてキャプチャして配信する，いわゆるスク

反転授業では，しっかりとした知識獲得を前提として教リーンキャスト手法である．これを用いる際の動画像配室でのアクティブラーニング活動を行うことができ，学信準備のフローを図 2 に示す．講師の顔映像を画面中に生を深い理解へと導くことが可能となる．

小さく表示できるシステムもあるが，通常の大学の授業

理工系は知識伝達型科目が多いのでアクティブラーニ

のように対面授業の実施が前提となる場合には，スクングは不向き，という話も時折聞かれる．しかし，これリーンだけを必要十分な解像度で配信できればよい．こまで述べてきたように，知識伝達型科目でも反転授業とのようなスクリーンキャプチャソフトウェアは，商用・組み合わせることでアクティブラーニングを取り入れ，フリーを問わず 2012 年当時から既に各種存在していたより深い理解を得られる授業にすることができる．全てが，収録用のソフトウェアで簡単な編集，配信サーバへの科目に反転授業やアクティブラーニングを取り入れるのアップロード，公開用 URL の取得まで（図 2 中の①必要はないが，分野や内容によって向き不向きはなく，〜③）をワンストップで実行できるソフトウェアは多く

どのように活用するかは授業担当者の工夫次第であろない．
前述した ADFIXLE プロジェクトにおいては，共同

う．

研究先であった富士ゼロックス社メンバーから，独自の3．事前学習用講義動画像の準備

ソフトウェアの利用を御提案頂いた．これは，スクリー
ンに一定量以上の変化が起こった場合にのみ「静止画像

反転授業と聞くと講義動画像の作成負担に不安を抱かとして」スクリーンキャプチャを保存し，音声と同期しれる方が多いため，まずはその準備について解説する．

て再生できるシステムで，一言で表せば「紙芝居収録配

筆者らは，右も左も分からない中，試行錯誤を繰り返し信システム」であった．静止画像としてスクリーンキャて反転授業を実施してきたが，この過程でも最大の技術

プチャを保存することから，データサイズは飛躍的に小的課題となったのは，どのようにして講義動画像を作

さくなる．更に画像と音声をセットで追加・削除するた

成・配信するか，であった．教育・研究・大学運営・社めの最低限の編集機能と，ワンストップで配信サーバに会貢献と，様々な業務を抱えて常に多忙な大学教員にアップロードする機能も有していた．この，ワンストッ

とって，大幅な負担増を招く手法は受け入れ難い．このプで事前学習用講義動画像が準備できるという簡便さ

ため，事前学習用講義動画像の作成・配信を低コストでが，本学における反転授業の試行を強く後押しした．事

簡単に行え，授業準備負担を少しでも低減できる手法／

前学習用講義動画像の作成という負担を軽減するためにシステムの存在は，反転授業とアクティブラーニングを何より大切なのは，この収録─編集─アップロード─配

授業に導入する上で重要である．

信用 URL の取得がワンストップでできるソフトウェア

最も単純な方法は，教室で実際に講義をする姿をビデ
オカメラで撮影して配信する手法である．この方法は，1054を利用することにある．
筆者らは現在，Screencast‑O‑Matic (12) というオンラ
電子情報通信学会誌 Vol 102 No 11 2019

図2

スライドキャストによる講義動画像配信手順

インシステムを動画像収録に利用することが多い．このる．このような場合は，収録の障害が取り除かれた後にシ ス テ ム は，Web ブ ラ ウ ザ で サ イ ト に 接 続 し，問題のあったスライドの冒頭から収録を再開し，収録終「Launch Free Recorder」と書かれたボタンをクリック

了後に不要な部分だけを削除する最低限の編集だけを実するだけで，PC の OS を問わずに収録用ソフトウェア施している．先に紹介した Screencast‑O‑Matic の有料

がダウンロードされて実行される．収録ソフトが起動すサービスに含まれる編集機能なら，この程度の編集は数るとキャプチャ範囲を示す枠線と操作パネルが表示さ分で行え，ほとんど負担にならない．時間を掛けて編集

れ，赤丸内に Rec と記されたボタンをクリックすれば，すれば完璧な動画像にできるとしても，その時間を対面

画面枠内と音声のキャプチャが開始される．無料版は動授業のデザインや教材の作成に使った方が良い授業を展

画像収録時間尺の制限（1 本 15 分まで），公開先の制限

開できよう．

（Screencast‑O‑Matic サイト，YouTube とダウンロー

もう一つの注意点は，1 本の動画像の尺を余り長くしドのみ），編集機能使用不可，などの制限があるものの，ない，ということである．人の集中力はせいぜい 15 分

基本機能のワンストップ実行体験には支障ない．これら程度しか持続しないと言われており，これに合わせて動の制限が大幅に緩和される有料版は，価格も安く（月額

画像も 15 分以内に収めることが望ましい．これは，従1 5 US ドル），手軽に事前学習用講義動画像の収録・配来 90 分で行っていた講義を 15 分で収めるということで信に利用できる．反転授業に関心はあるが講義動画像のはなく，後述するインストラクショナルデザインの知見

作成・配信方法が分からないという方は是非一度お試しに従って課題分析を行い，抽出された小項目ごとに分割頂きたい．ほかにも最近の Microsoft PowerPoint にはした動画像を必要数作成することで，1 本の動画像の尺

スライドショーのナレーション付き記録やオンラインプを短く抑える，ということである．動画像で学生に伝え

レゼンテーションの公開などの機能が備えられている

るのは要点に限定し，必要なら対面授業中に補足説明をし，Windows 10 標準のゲームキャプチャ機能でも特定行えばよい．動画像の尺を短くすれば，以後の動画像ののアプリケーション画面を記録・編集（機能制限あり）

メンテナンスが容易になるという副次的効果もある．筆が可能である．実践者の好みに合う方法を使えばよいだ

者らの場合，1 本当りの動画像の尺は 15 分前後だが，ろう．

授業 1 回当りの動画像の総時間は 30〜45 分程度となっ事前学習用講義動画像の作成にあたって筆者らが心懸ている．教室での一斉講義では，言い方を変えて繰り返けているのは，完璧な動画像を求めないことと，動画像し説明したり，関連する話題をコラム的に話したり，学の尺は極力短くする（＜15 分／本）ことの 2 点である．

生の気分を変えるために雑談を交えたりするが，これら

まず動画像品質については，MOOC のような完全なは動画像には含めず，必要に応じて従来どおり対面授業

オンライン学習とは異なり，反転授業はオンライン学習の中で行っている．

と対面授業のブレンド学習である．内容的に分かりづら
い点や説明不足な点は対面授業で追加説明をすればよい．関連して，動画像編集に多大な時間を割かない，という点も重要である．筆者らは基本的に職場の居室で収録を行っているが，外乱（雑音や来客），舌のもつれや言いよどみ，くしゃみなどの生理現象は常に起こり得解説

工学教育における反転授業──その試行錯誤と効果──

4．山梨大学における反転授業の例
次に山梨大学の理系科目における反転授業の例を筆者らの担当科目の成績データを交えて紹介する．
電気電子工学科 3 年次必修科目「情報通信 I」(13)では，
1055

フーリエ級数やフーリエ変換，線形システム，無ひずみ

記載してある演習問題を使って，内容の理解を深める学

伝送など，通信理論のごく初歩的な内容を学ぶ．履修者

習を行っている．ここでは，学生による解答と教員の解数は 2013 年度までは再履修者を含み約 60 名だったが，説を単調に繰り返すのではなく，個人で演習問題に取り学科改組に伴い 2014 年度以降は 70 名強となった．当該

組む時間と，3〜5 名のグループで小形ホワイトボード

科目では対面授業の 4 日前をめどに 15〜30 分の事前学を使って意見交換する時間，時には代表者が全体に対し習用講義動画像（時に複数）のアドレスを学内 SNS やて解答の解説を行う時間，を織り交ぜている．これを最LMS を通じて提供し，事前に講義ノートを作成した上大効率で実施するには教員側のファシリテーションの負で対面授業に出席するように指示している．

担も大きい．少しでも気を抜くと教室に弛緩した雰囲気

反転授業開始当初は，教室で配布するワークシートにが漂ってしまうので，注意が必要である．

事前学習用講義動画像のポイントと疑問点（いずれも事前学習用講義動画像の視聴とノート作成が主としてキーワードのみ）を書き出し，それらを学生のスマート「内化（ないか：知識等の入力）」を目的とした学習活動

フォン用のクリッカーアプリを介してスクリーン上で共であるとすれば，質疑応答セッションとグループワーク

有して動画像の学習内容を振り返ることから対面授業をを伴う演習のいずれも「外化」を狙った学習活動であ始めていた．特に疑問点の共有は，「○○が分かっていり，事前学習と質疑応答を経て理解したことを実際にないのは自分だけではない」というある種の安心を学生使ってみることで自ら理解度を確認し，他者との意見交に与え，他の学生の前で質問することに対する心理的障

換を通じて更に理解を深める，という効果を期待してい壁を下げる効果もあるように思える．続く質疑応答セッ

る．このような反転授業のデザインの効果は，関西大学

ションでは，アプリで疑問点を書き込んだ学生を指名しの森て「分からない点を具体的に説明する」ことを促す．こ還と，個人─グループ─個人の往還という二つの側面かれにより，挙手で質問を求めた場合にはほとんど無反応

ら説明して支持している (14)．このような往還は一斉講の学生たちから質問が出るようになり，時にはこの質疑

義型の「聞くだけの授業」では実現できず，知識伝達量

応答セッションは 30 分以上に及ぶ．これは，事前学習を減らさずにこれを可能とするのは反転授業の大きな優用講義動画像を閲覧してから対面授業に臨むことと，ス

位点である．

朋子氏がその著書の中で，内化─外化─内化の往

マートフォンアプリを使用した共有の効果の相乗効果と

図 3 は，山梨大学に最初に導入されたアクティブラー

考えている．当時利用していたフリーのスマートフォン

ニング教室における授業風景である．学生は約 20 グ

アプリの公開が終了したため，近年は教室に来る前に振ループに分かれており，グループごとに移動式小形／壁り返りを LMS 上に記入させているが，結果の一覧性が据付どちらかのホワイトボードが割り当てられている．

悪く，以前のような活発な質疑応答が起きにくくなった

ホワイトボードがあるとグループメンバーの意識を集めと感じる．一斉講義と異なりアクティブラーニング型授やすくなり，意見交換が活発になりやすい．板状のホワ

業はライブ性が高いことから，使い勝手の良い授業支援

イトボードを使えば固定机の教室でも同様のグループ学

システムの存在は今後の授業の質を決める一つの要因に習活動を実施できるが，学生たちは自分自身から見えるなるだろう．

向きで書込みをしてしまいがちで意見の共有がしづらい

質疑応答セッションの後は，配布したワークシートに

図3

1056

ため，教員の適切な介入が必要となる．

アクティブラーニング室の授業風景

電子情報通信学会誌 Vol 102 No 11 2019

表1

反転授業の導入による顕著な成績向上

2012 年度（一斉講義）■■■■■■■■■■■

得点2013 年度（反転授業）

0〜 9

四つのグループに分け，履修者に対する人数の割合を積

10〜19

み上げ横棒グラフとしたものである（図中の数字の単位

20〜29 ■は %）．反転授業導入の最初の年である 2013 年度は 80

30〜39 ■■■
40〜49■■■■■■■■■■■■■

50〜59 ■■■■■■■■■■■■■■■■

60〜69 ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■

70〜79 ■■■■■■
80〜89 ■■■■■■■■■■■■
90〜99 ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■
100＝56，平 均 値 63，
中央値 63 5

ついて，筆記試験を 2 回受験した学生を，50 点未満，50 点以上 60 点未満，60 点以上 80 点未満，80 点以上の■■＝50，平 均 値 80 4，中 央 値
86 5点以上の高得点者が倍増し，50 点未満の低得点者が激減している．2014 年度以降の高得点者の割合は 2013 年
度ほど高くないが，これは授業範囲拡大と難易度向上に起因する．一方，50 点未満の低得点者の割合は若干の上下が見られるものの，反転授業導入前に比べれば大幅に低い割合に抑えられている（2012 年度 20%→2018 年
度 3 2%）．授業で扱う内容を増やして徐々に難易度を上げているにもかかわらず，全体としては反転授業導入以前より理解度が低下していない．これは，以前より広く深い理解に向かっていると捉えることができ，反転授業とアクティブラーニングの効果であろう．開講学科・授業担当者・学年・受講者が異なる複数の反転授業導入科
目においても，先に述べた基本を守った授業ではおおむ
ね同様の傾向が見られている．この詳細は文献(15)を参照してほしい．
このような状況を生んだ要因は，授業外学習時間の増加にあると考えている．図 5 は 2013〜2016 年度の授業
評価アンケートの設問「1．この授業の授業時間以外に充てた時間の合計は 1 週間当り何時間ですか」の予習時間に対する集計結果を，当該科目とそれ以外の学科全体の講義科目で比較した結果である．母数は当該設問への回答者数で年度ごとに異なる．2017 年度までの本アン
ケートはマークシート用紙を配布して実施しており，この設問は① 5 時間以上，② 3〜5 時間，③ 2〜3 時間，④
1〜2 時間，⑤ 1 時間未満，⑥ 0 時間，の 6 択で回答を求めた．回収率は例年 85% 前後である．
図 5 下段の学科全体のデータでは，20〜40% の学生

図4

中間・期末試験の平均点の遷移

が予習時間 0，40〜50% の学生が 1 時間未満，と回答している．前述した JUES の結果においても，学部・学科・学年を問わずにおおむね同様の傾向を示しており，

5．反転授業の効果「授業には真面目に出席するが，教室外で自らは学ばない」という状況が顕著に表れていると言えよう．一方，

上記の方法の導入によって成績がどのように変化した

図 5 上段の当該科目の予習時間は，全ての年度においてか，その一例を以下に示す．表 1 は，反転授業導入前後

1 時間以上が 80% 以上を占めている．事前学習用動画の中間試験成績を比較したヒストグラムである．対象範像の閲覧と講義ノート作成は，目的が明確で，対面授業

囲と難易度は両年とも同一である．

に深く結び付いている．更に個々の学生の能力によらず

左の 2012 年度（一斉講義）の成績分布が 50〜60 点台に達成可能な課題でもある．これを毎週課すことが，授をピークとする分布となっているのに比べ，右の 2013

業前の学習を促して理解度の向上に直結したと考えてい年度（反転授業）の成績分布は平均値・中央値共に大幅る．

に上昇し，完全習得型に近づいたことが見て取れる．

学生たちが反転授業をどのように感じているのかを調

この授業に反転授業を取り入れてから 6 年が経過し査すべく，授業評価アンケート自由記述回答の「この授た．図 4 に中間と期末の 2 回行われる筆記試験の素点平

業 の 最 も 良 か っ た 点」
（工 学 部 3 学 科 前 期 60 科 目・均値の変遷を示す．これは一斉講義型であった 2012 年

2 926 回答・44 114 文字）に対して KH coder (16) を用い

度から反転授業を導入した 2013〜2018 年度の 7 年間にてテキストマイニングを実施した．科目群を反転授業科

解説

工学教育における反転授業──その試行錯誤と効果──

1057

図5

反転授業による授業外学習時間の顕著な増加では，予習，事前学習，反転授業，反転学習，事前動画像，などの単語を含む数をカウントし，以下「8．配布する」までは特定の語群を抽出するようにした．一方，「A．学生による学習」は 1〜3 を，「B．教員による指導」は 4〜8 を統合して，能動的行為への評価と受動的行為への評価を弁別することを試みた．ここでは図中の□の大きさが，その項目への学生からの支持の高さと対応する．1〜8 に着目すると，反転授業科目では予習への言及が際立って多く，動画像による事前学習が学生に肯定的に捉えられている一方，通常授業科目では，特に目立って学生から支持を集めている項目は見られない．
また，「3．授業中の AL（アクティブラーニング）活動」は反転授業，通常授業を問わず，同程度の言及があったことが分かる．次に「A．学生による学習」と「B．教員による指導」を比較すると，反転授業科目では学生自身による能動的な学習活動への言及が目立つのに対し，通常授業科目では「分かりやすく説明してくれた」のような受動的な事象に対する言及が多くみられた．学生の中には事前学習の負担を嫌う者も一定数はい
図6

自由記述回答のテキストマイニング例

るが，上記の傾向は成績グループによる差異はほとんど見られないことから分かるように，動画像による事前学習を学生たちは好意的に受け入れている，と考えている．

目（6 科目）と通常授業科目（54 科目）の 2 群に分け，各群の科目成績素点でソートした上で，成績順に上位か
ら 30%・40%・30% に分割して反転上位・中位・下位，

6．反転授業とインストラクショナルデザイン

通常上位・中位・下位の計 6 グループを構成し，クロス

これまで反転授業の効果について述べてきたが，効果分析を行った結果例を図 6 に示す．ここで「1．予習」

的に反転授業を実施するために最も重要なことは，実は1058

電子情報通信学会誌 Vol 102 No 11 2019

動画像自体ではなく，全体の授業設計，すなわちインス

Implement Evaluation から成る ADDIE モデルで表さ

トラクショナルデザイン（ID）である．反転授業は，れる（図 8）．反転授業においては事前学習用講義動画

図 7 に示すように ID から始まり，事前学習用講義動画像の作成に注目しがちだが，これは ADDIE モデルで言像の収録・配信，そして対面授業用（アクティブラーニ

えば，3 番目の「開発」段階にすぎない．真に大切なこング）教材の作成と対面授業の運営（ファシリテーショとは，課題分析により各回の授業で取り扱う内容をインン）と 3 段階で実施するとよい．筆者らは，試行錯誤しストラクションに分割した上で，それぞれのインストラながら反転授業の実践を行う中で ID を知る機会を得た

クションに適した学習方法の選択と教材の準備を経て，が，これから反転授業に取り組まれる方や，反転授業ま

事前学習用講義動画像の収録・配信，対面授業におけるでは取り組まずとも「聞くだけの授業」を脱しようと企

ファシリテーション，を包括的に設計することである．

図される方には，ID の導入こそが最優先検討事項であ

図 9 は米国の心理学者ロバート・ガニェの提唱した 9

ろう．

教授事象であり，教授プロセスを 9 段階に分割したもの

さて，ID は学習・教育を細かく区切った「インストである．一斉講義では 4 番目の「新しい事項を提示す

ラクション」に分割し，学習ニーズの分析と系統的な学る」が対面授業時間の多くを占めるが，反転授業では対習経験の開発を通じて「インストラクション」を改善し面授業中に講義をしないため時間的余裕が生まれ，設計ていくプロセス，と言える．インストラクションは「学次第で，「学習の指針を与える」，「練習の機会を作る」，

習を支援する目的的な活動を構成する事象の集合体」と「フィードバックを与える」，なども容易に行えること定義され (17)，教材，講義，様々な学習活動，授業の時は，反転授業導入の大きな動機となり得るのではないだ

間配分など，学習・教育に関連する幅広い事象を含む．

ろうか．これから反転授業やアクティブラーニングに取一斉講義で「教えること」はその一部にすぎない．

り組まれる方は，まずは ID を適用して通期の授業設計

ID の基本プロセスは Analysis Design Developmentを行った上で，必要に応じて反転授業や各種アクティブ
ラーニングの手法を取り入れるとよいだろう．

7．お わ り に
本稿では工学教育における反転授業への取組みを紹介した．この授業形態を成立させるには「事前学習の徹底」が前提となる．筆者らの授業の例では，①事前学習用講義動画像で学習せずに授業に出席しても意味がな
い，②対面授業中には動画像の内容の再説明はしない，という 2 点を初回にきちんと伝えて事前学習の徹底を図っている．従来の「一斉講義型」授業が基本的に知識の「入力」しか行っていないことと比べると，反転授業
図7では「出力」を明示的に組み込むことで，「一方向な知反転授業の実施は 3 段階

図8

解説

ADDIE モデルと反転授業

工学教育における反転授業──その試行錯誤と効果──

1059

図9

ガニェの 9 教授事象

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(10)

(11)

識伝達型講義を聴くという（受動的）学修を乗り越え(12)る」一歩を踏み出せる．動画像配信のようなテクノロ
ジーの利用は手段であって目的ではないが，これを最大(13)限活用することで，教室では対面でしかできない本質的な学びの場を提供し，教育の実効を上げることが必要だ(14)

ろう．一方で，反転授業のように教師が入念に準備した
授業での学び自体は筆者らが元々目指していた「主体的な学び」とは言えないが，学習者の主体性の涵養に求め(15)られる「学習者に適した学習環境」の提供と「しっかりとした基礎力」の獲得には適した方法である．また，内化─外化─内化の往還を通じて「分かったつもり」が「分かった」になることで，学びの楽しさに学生が気付
き，主体的学習者に成長した事例も見られている．ネッ
トから様々な知識が容易に得られる現代だからこそ，学生とのかみ合い（Engagement）に留意して，大学での学びを今まで以上に有意義なものにしていく必要があるのではないだろうか．
謝辞

本取組みには，前山梨大学理事・副学長の新藤久和氏，山梨大学客員教授の土屋治彦氏，ADFIXLE プ
ロジェクトに参画した山梨大学・富士ゼロックス株式会
社の皆様，慶應義塾大学山中直明氏ほか多くの方々に御指導・御協力を頂きました．心より御礼申し上げます．
文
(

(

)

献

OECD, “The future of education and skills education 2030,” http://
www.oecd.org/education/2030/E2030%20Position%20Paper%20(05.04.2018).pdf. (最終アクセス 2019 年 3 月 31 日)) 中央教育審議会， 学士課程教育の構築に向けて(答申)， Dec.

(16)
(17)

2008．
中央教育審議会， 新たな未来を築くための大学教育の質的転換に向けて〜生涯学び続け，主体的に考える力を育成する大学へ〜(答申)， Aug. 2012．
中央教育審議会， 2040 年に向けた高等教育のグランドデザイ
ン(答申)， Nov. 2018．
中央教育審議会， 高度技術系人材への産業界の期待， Dec.
2010,
http://www.mext.go.jp/b_menu/shingi/chukyo/chukyo4/004/gijiroku/__icsFiles/afieldfile/2011/01/24/1301084_04.pdf (最終アクセス 2019 年 3 月 31 日)
国立教育政策研究所， 大学生の学習状況に関する調査について(概要)， April 2014．
国立教育政策研究所，大学生の学習状況に関する調査について(概要)，March 2016．
塙 雅典，日永龍彦，豊浦正広，森澤正之，久保智子，佐藤希帆子， JUES 調査と GPA に基づく山梨大学生像の分析， 第 24
回大学教育研究フォーラム講演論文集，no. 42, p. 127, March2018．
中央教育審議会， 高等教育の将来構想に関する基礎データ，
大学分科会 第 135 回配布資料，no. 1-2, p. 4, April 2017．
中央教育審議会， 個人の能力と可能性を開花させ，全員参加による課題解決社会を実現するための教育の多様化と質保証の在り方について(答申)， May 2016．
溝上慎一，アクティブラーニングと教授学習パラダイムの転換，
p. 7，東信堂，東京，2014．
Screencast-O-Matic, https://www.screencast-o-matic.com/ (最 終 ア
クセス 2019 年 3 月 31 日)
山梨大学シラバス， 情報通信 I,” http://syllabus.yamanashi.ac.jp/
2019/syllabus.php?jikanno=TEE305 (最終アクセス 2019 年 3 月 31日)
森 朋子，「わかったつもり」を「わかった」へ導く反転授業の学び， アクティブラーニング型授業としての反転授業［理論編］，森 朋子，溝上慎一(編)，pp. 19-35．ナカニシヤ出版，京都，2017．
田丸恵理子， 工学系科目における反転授業の導入， アクティ
ブラーニング型授業としての反転授業［実践編］，森 朋子，溝上慎一(編)，pp. 15-28，ナカニシヤ出版，京都，2017．
KH coder, https://khcoder.net/(最終アクセス 2019 年 3 月 31 日)
R.M. ガニェ，C.C. ゴラス，J.M. ケラー，W.W. ウェイジャー，
鈴木克明他(監訳)，インストラクショナル・デザインの原理，
p. 2，北大路書房，京都，2007．
（2019 年 4 月 5 日受付

2019 年 4 月 17 日最終受付）

塙 雅典（正員）
平 2 埼玉大・工・電子卒．平 7 同大学院博士課程了．同年山梨大助手．以来，光ファイバ伝
送・光信号処理の研究に従事．平 26 同教授．
現在同学長補佐と大学教育センター長を兼務．
博士（学術）．平 10 年度本会学術奨励賞，平
29 年 度 本 会 教 育 優 秀 賞 各 受 賞．著 書「ア クティブラーニング型授業としての反転授業 理論編」（分担執筆）など．
森澤 正之
昭 62 山梨大・工・電気卒．平元同大学院修士課了．同年山梨大助手．平 25 同教授．平 26
同大学教育センター副センター長を兼務．博士（工学）．主として有機薄膜，光ファイバセンサ
に関する研究に従事．同大学教育センター教育改善部門長としてアクティブラーニング・反転
授業の学内展開を主導．

㍇㍇㍇㍇㍇㍇㍇㍇㍇㍇㍇㍇㍇㍇㍇㍇㍇㍇㍇㍇㍇㍇㍇㍇㍇㍇㍇

1060

電子情報通信学会誌 Vol 102 No 11 2019