AXIES 第2回教育技術開発部会

2016年8月3日(水)

新たな教育方法を実現するための産学協同渡辺 博芳
帝京大学理工学部情報電子工学科・教授
帝京大学ラーニングテクノロジー開発室・室長

AXIES 第2回教育技術開発部会

2016年8月3日(水)自己紹介• 渡辺 博芳 (わたなべ ひろよし)••

帝京大学
宇都宮キャンパス
アクティブラーニング
推進WG・主査

帝京大学理工学部情報電子工学科・教授
帝京大学ラーニングテクノロジー開発室・室長

ラーニングテクノロジー開発室 ( since 2003)• 教育学習支援システムの管理・供用サービス•••

LMS(Blackboard R9)
ビデオ収録配信システム(Mediasite)
教職カルテシステム(独自開発)• ICTを活用した教育改善の支援と普及••

セミナー，コンサルテーション，ヘルプデスク
学生補助員の派遣• 調査・研究活動

AXIES 第2回教育技術開発部会

2016年8月3日(水)

新たな教育方法を実現するための産学協同• 新たな教育：
高等教育におけるアクティブラーニング
ICTの活用と産学協同• チームティーチングによる反転授業の例

新たな教育方法の必要性
教育形態

社会• 工業社会• 講義中心・教授者中心– 考えず，指示されたことをやる– 知識は伝達される– 従順性・忍耐力・協調性が重要– おしゃべり，居眠りせずにじっと聞く• AL中心・学習者中心• 情報社会– 新しい状況に対応する– 個々人で考えて判断する– 異文化なチームで協働する

中央教育審議会答申– 知識は自ら構成する– 思考力・判断力・表現力– 協働的な学習活動

質的転換答申(2012/8/28)
高大接続答申(2014/12/22)

新たな教育方法が必要

授業形態の分類
知識獲得型

課題解決型
AL

授業

中心授業

講義中心授業

講義授業

AL

PBL
複数回の授業時間を使って，課題解決に取り組む授業

その他
初年
次教
育キ
ャ
リア
形
成

AL: Active Learning， PBL： Project Based Learning知識獲得型授業の分類• 講義授業– 講義やビデオ，デモ等，一方向の知識伝達のみで構成される授業• 講義中心授業– 講義を中心としてアクティブラーニング要素を導入した授業• AL中心授業– アクティブラーニング要素を中心に構成するが，講義も行う授業• AL授業– アクティブラーニング要素のみで構成する授業(補足としての講義はあり得るが，あらかじめ予定した講義は行わない)アクティブラーニング要素• 振り返り系– コメントシート，ミニッツペーパー，大福帳• 個別学習系– 小テスト，問題演習• 協同学習系– グループ討議，ワールドカフェ，シンク=ペア=シェア，ラウンドロビン．．．．協同学習の技法*• プレゼンテーション*エリザベス=バークレイ，パトリシア=クロス，クレア=メジャー (安永悟監訳)
協同学習の技法 ，ナカニシヤ出版 (2009)

知識獲得型授業の分類• 講義授業– 講義やビデオ，デモ等，一方向の知識伝達のみで構成される授業• 講義中心授業– 講義を中心としてアクティブラーニング要素を導入した授業
部分反転授業• AL中心授業

小林昭文先生の方法– アクティブラーニング要素を中心に構成するが，講義も行う授業 全反転授業，自己学習型授業• AL授業

反転型完全習得授業– アクティブラーニング要素のみで構成する授業(補足としての講義はあり得るが，あらかじめ予定した講義は行わない)

授業形態の分類(再掲)
知識獲得型

課題解決型
AL

授業

中心授業

講義中心授業

講義授業

AL

PBL
複数回の授業時間を使って，課題解決に取り組む授業

その他
初年
次教
育キャ
リア
形
成

AL: Active Learning， PBL： Project Based Learning帝京大学宇都宮キャンパスALP-WGの活動方針(現状認識) 今，日本の教育界は「能動的学習への転換」を目指す改革期の真っ只中にある．(教育改革は「これからを生きる子どもたちへの贈り物」 今を生きる大人の都合でやっているのではない)

本キャンパスでも，その趣旨に沿った改革が必要である．
(目標・活動方針)
1.課題解決型科目の導入と充実
2.知識獲得型科目におけるAL授業・AL中心授業の開発と充実
3.講義中心授業におけるAL要素導入に関する情報共有
注)• 全ての科目をAL授業・AL中心授業にするわけではない• 学科のコア科目(授業外学習を課すべき科目)をAL授業・AL中心授業へと変革．
• 多くの授業は講義中心授業として実施

授業形態の分類(再掲)
コア科目をチームティーチング

知識獲得型

課題解決型
AL授業

中心授業

講義中心授業

講義授業

AL

PBL
複数回の授業時間を使って，課題解決に取り組む授業

その他
初年
次教
育キ
ャ
リ
ア
形
成

AL: Active Learning， PBL： Project Based Learningアクティブラーニング(AL)の導入イメージ
1. 課題解決型科目の導入と充実
2. 知識獲得型科目におけるAL授業・AL中心授業の開発と充実
1年

2年

3年

4年

講義中心授業
チームティーチング

AL授業
AL中心授業
プロジェクト科目
実験・実習
卒業研究・ゼミ

コ ア 科 目

コア科目を中心とした協働モデル
P
A

DP

DP

DP

DA

C

A

C

A

C担当
科目担当
科目担当
科目

C

教員
A

教員
C

教員
D

DA

C担当科目

担当
科目

教員
B

P

教員
E

コア科目群の共同設計・共同担当
ALによる知識獲得型授業
PBL科目・実験実習

P

D

A

C

アクティブラーニング(AL)の導入イメージ
1. 課題解決型科目の導入と充実
2. 知識獲得型科目におけるAL授業・AL中心授業の開発と充実
講義中心授業

AL授業
AL中心授業
プロジェクト科目
実験・実習
卒業研究・ゼミ

担当
科目

教員
A

1年

2年

3年

担当
科目

担当
科目

担当
科目

教員
B

教員
C

教員
D

担当
科目

教員
E

コア科目群の共同設計・共同担当
ALによる知識獲得型授業
PBL科目・実験実習

4年授業形態の分類(再掲)

新たな教育方法

コア科目をチームティーチング

知識獲得型

課題解決型
A
L

授業

中心授業

講義中心授業

講義授業

A
L

PBL
複数回の授業時間を使って，課題解決に取り組む授業

その他
初年
次教
育キ
ャ
リア
形
成

AL: Active Learning， PBL： Project Based Learning新たな教育におけるICTの活用新たな教育(アクティブラーニング)

ICT

産学協同
• 教育にICTを導入するアプローチ• 教育×ICT を発展させるアプローチ

教育にICTを導入するアプローチ
新しいICTに支えられた

新しい教育

新たなICTの導入

既存のICTで新たな教育の検討

教育×ICT を発展させるアプローチ

新しいICTに支えられた

新しい教育

授業実践と改善

新たな教育とICTの検討

アクティブラーニング教室• 教育にICTを導入

宇都宮キャンパスAL教室• 教育×ICTを発展

八王子キャンパスAL教室

チームティーチングによる反転授業の例

反転授業の実践例

反転授業
従来型授業
授業時間

宿題

知識の伝達
(講義)

理解定着
(演習・応用)

反転授業
宿題(事前学習）
知識の伝達(講義ビデオ)

授業時間
理解定着(演習・応用)

反転授業
従来型授業
自主授業時間

宿題

学習

予習

知識の伝達
(講義)

理解定着
(演習・応用)復習

反転授業
宿題(事前学習）
知識の伝達

授業時間

自主学習

理解定着
(演習・応用)復習(講義ビデオ)2014年度情報基礎2での試み• 対象科目： 情報基礎2 (1年次後期・必修)• 受講生： 約50名 (教員2名SA1名)• 従来の授業と条件を合わせられる第2回〜第4回を対象– 学習内容，課題，テストが前年度までと同一– 前年度までに使用したスライドを使ってビデオ講義
回

学習内容

第2回

HTMLの基礎： テキストエディタで簡単なWebサイトを作成し，学内サーバで公開

第3回

スタイルシート： 作成したWebサイトにスタイルシートを適用

第4回

フォーム： フォームを使って情報を送信するためのWebページを作成

渡辺 博芳，高井 久美子：「情報基礎」におけるビデオ講義を用いた反転授業の評価,
情報処理学会論文誌「コンピュータと教育」,Vol.1, No.4,(2015).

課題得点分布比較• 課題02〜04の合計点(12点満点)
14
人数

1210平均点2014 8.2
2013 6.8*8620125.9***

4* p<0.05** p<0.01*** p<0.001(vs 2014)

200123

4

5

6

7

8

9

10

1112得点学期末のテストの得点比較*** p<0.001(vs 2014)

全体の得点(100点満点)
2014

73.4

2013

60.0 ***

2012

58.2 ***
020

40

6080

100

2回〜4回の授業での学習項目の得点(35点満点)
2014

24.5

2013

19.9 ***
17.5 ***

2012
05

1015

20

2530

35

情報基礎2反転授業実践 まとめ• 全体として反転授業の教育効果は高かった– 従来型と比較して試験・課題の平均得点に有意差– 事前学習への取り組み＋個別指導の機会が増加• 学生から全面的な支持を得ている訳ではない• 従来 講義 → 演習 という形で行っていた
授業では導入は比較的容易
反転授業実践の広がり
2014年 情報基礎2
2015年 プログラミング1 英語2
2016年 英語1 図学 物理学1 ．．．

チームティーチングによる反転授業の例

プログラミング1反転授業の特徴• コア科目．7名の教員で授業設計，うち3名が担当• 全反転(講義は全て事前学習ビデオ)– 事前学習ワークシート• 学生補助員(SA)による少人数担当制– １名のSAが６〜８名の学生を担当• 授業内課題 (個人活動とグループ活動)– 事前学習をしてこなかった学生は別メニュー– 着席エリアを分ける• 振り返り課題と自己評価– ルーブリックの活用

指導体制
教員

教員
SAチーム

SA

SA

SA

SA

SA

SA

SA

SA

グループ

グループ グループグループグループ

グループ グループ

グループ

学生(数名)

学生(数名)

学生(数名)

学生(数名)

学生(数名)

学生(数名)

学生(数名)

学生(数名)

森田彦，“学生教育補助員を活用した演習教育 ―「プログラミング」の場合 ―”，札幌学院大学総合研究所「社会情報」，Vol.14，No.2，pp.151-166，2005

今年度の指導体制
教員
教員

教員

SA

SA

SA

SA

SASA

SASA

グループ

グループ グループグループ

グループ

グループ グループグループ学生(数名)

学生
(数名)

学生
(数名)

学生
(数名)

学生
(数名)

学生
(数名)

学生
(数名)

教員

学生
(数名)

オブザーバ

作成したルーブリック

理

理

理

(実際的なプログラムコードを 解し，説明することができる．)
・大規模なプログラムのコードを読んで，プログラムの仕様や処 内容を，他者に説明できる．

生(基本的なテストとデバッグを行う (実際的なテストとデバッグを行うことができる．)ことができる．)
・テストデータを使って，デバッグを ・ 殊な条件下で発 するなど，することができる．
容易には想定できない原因による不具合を解消することができる．

特理(プログラムの実行とテストについて 解している．)
・与えられた仕様をテストするテス
トデータを構成できる．
・容易に想定される原因による論的エラーを取り除くことができる．

理

理

理

理

理

理

(可読性の高いプログラムを書くこ(プログラムの可読性について解している．）とができる．)
・可読性を高めるため，なぜそうす ・読みにくいプログラムコードの可るのかを説明できる．
読性を高めることができる．
・実際のプログラミングにおいて可読性の高いプログラムを書くことができる．

(プログラムの可読性について分析できる．)
・可読性を高めるコーディングルー
ルを めることができる．

決

テストと レベル1に (プログラムの実行とテストについデバッグ 満たない て基本事項を 解している．)
・テストデータとは何か説明できる．
・プログラムを入力し，(コンパイルし，)実行できる．
・コンパイラ・インタプリタが報告する文法エラーを取り除くことができる
可読性 レベル1に (プログラムの可読性について基満たない 本事項を 解している．)
・可読性が高いプログラムがどのようなものか言える．

(プログラムコードを読んで 解することができる．)
・コメント無しに，プログラムコードの仕様を推定することができる．

状決

理

理

理

レベル1に (基本的な文法を 解している．)(基本的な文法と動作の関連を満たない ・1行程度のコードを説明する日本 解している．)
・プログラムの動作をトレースする文を書ける．
ことができる．

理(実際的なプログラムを作ることができる．)
・問題 況に対して，プログラムの仕様を めることができる．
・与えられた仕様に対して，可読性が高く，正しく動作するプログラムを作ることができる．

理(基本的な文法と処 手順の関連 (基本的なプログラミングができる．)を 解している．)
・与えられたデータ構造と処 手 ・与えられた仕様に対して，データ順を基にプログラムコードを書くこ 構造と処 手順を自分で考えて，とができる．
プログラムを作ることができる．
・プログラムの空欄を埋めることができる．

理(問題を解 するデータ構造とアルゴリズムを分析できる．)
・与えられた仕様に対する複数のデータ構造，複数の処 手順をあげて，それぞれの長短を説明できる．

理

現理

コード
リーディ
ング

決

理

(一般的な表 で処 手順を構成できる．)
・与えられた仕様に対するデータ構造を構成できる．
・与えられた仕様に対するアルゴ
リズム・処 手順を書ける．

理

コーディ レベル1に (基本的な文法を 解している．)
ング
満たない ・1行程度の日本文での表 に対応するコードが書ける．

レベル4

理

レベル3

(基本的なデータ構造と処 につデータ構 レベル1に (基本的なデータ構造と処 を造とアル 満たない 解している．)
いて深く 解している．)
ゴリズム
・データ構造にはどのようなものが ・どのようなときに，どのデータ構あるか言える．
造を使うかを言える．
・典型的な処 にはどのようなも ・どのようなときに，どの処 を使のがあるか言える．
うかを言える．

現

レベル2

理

レベル1

理

レベル0

理

規準

作成したルーブリック
知識

ブルーム

理

(実際的なプログラムコードを 解し，説明することができる．)
・大規模なプログラムのコードを読んで，プログラムの仕様や処 内容を，他者に説明できる．

特生(基本的なテストとデバッグを行う (実際的なテストとデバッグを行うことができる．)ことができる．)
・テストデータを使って，デバッグを ・ 殊な条件下で発 するなど，することができる．
容易には想定できない原因による不具合を解消することができる．

理

Connections

学んだことと既に知っていることをつなげ，深い理解に至る段階

Extensions(プログラムの可読性について分析できる．)
・可読性を高めるコーディングルー
ルを めることができる．

学びの最終段階で学んだことを十分に自分のものにしている段階
決(可読性の高いプログラムを書くこ(プログラムの可読性について解している．）とができる．)
・可読性を高めるため，なぜそうす ・読みにくいプログラムコードの可るのかを説明できる．
読性を高めることができる．
・実際のプログラミングにおいて可読性の高いプログラムを書くことができる．

一つ一つの知識を学ぶ段階

理理

理

理

Ideas

状決理

理

理

理

(プログラムの実行とテストについて 解している．)
・与えられた仕様をテストするテス
トデータを構成できる．
・容易に想定される原因による論的エラーを取り除くことができる．

(プログラムコードを読んで 解することができる．)
・コメント無しに，プログラムコードの仕様を推定することができる．

理

理

理
理

ICEモデル

理(実際的なプログラムを作ることができる．)
・問題 況に対して，プログラムの仕様を めることができる．
・与えられた仕様に対して，可読性が高く，正しく動作するプログラムを作ることができる．

理(基本的な文法と処 手順の関連 (基本的なプログラミングができる．)を 解している．)
・与えられたデータ構造と処 手 ・与えられた仕様に対して，データ順を基にプログラムコードを書くこ 構造と処 手順を自分で考えて，とができる．
プログラムを作ることができる．
・プログラムの空欄を埋めることができる．

レベル1に (基本的な文法を 解している．)(基本的な文法と動作の関連を満たない ・1行程度のコードを説明する日本 解している．)
・プログラムの動作をトレースする文を書ける．
ことができる．

テストと レベル1に (プログラムの実行とテストについデバッグ 満たない て基本事項を 解している．)
・テストデータとは何か説明できる．
・プログラムを入力し，(コンパイルし，)実行できる．
・コンパイラ・インタプリタが報告する文法エラーを取り除くことができる
可読性 レベル1に (プログラムの可読性について基満たない 本事項を 解している．)
・可読性が高いプログラムがどのようなものか言える．

決理(問題を解 するデータ構造とアルゴリズムを分析できる．)
・与えられた仕様に対する複数のデータ構造，複数の処 手順をあげて，それぞれの長短を説明できる．

理

現

理

コード
リーディ
ング

レベル4

(一般的な表 で処 手順を構成できる．)
・与えられた仕様に対するデータ構造を構成できる．
・与えられた仕様に対するアルゴリズム・処 手順を書ける．

理

コーディ レベル1に (基本的な文法を 解している．)
ング
満たない ・1行程度の日本文での表 に対応するコードが書ける．

分析

理

レベル3

(基本的なデータ構造と処 につデータ構 レベル1に (基本的なデータ構造と処 を造とアル 満たない 解している．)
いて深く 解している．)
ゴリズム
・データ構造にはどのようなものが ・どのようなときに，どのデータ構あるか言える．
造を使うかを言える．
・典型的な処 にはどのようなも ・どのようなときに，どの処 を使のがあるか言える．
うかを言える．

現

レベル2

応用
理

レベル1

理

レベル0

理

規準

理解

ルーブリックを用いた自己評価のイメージ(実際的なプログラムを作ることができる．)
・問題 況に対して，プログラムの仕様を めることができる．
・与えられた仕様に対して，可読性が高く，正しく動作するプログラムを作ることができる．

理

理

理

理

生

(プログラムの可読性について(可読性の高いプログラムを書くこ解している．）とができる．)
・可読性を高めるため，なぜそうす ・読みにくいプログラムコードの可読性を高めることができる．
るのかを説明できる．
・実際のプログラミングにおいて可読性の高いプログラムを書くことができる．

1213(プログラムの可読性について分析できる．)
・可読性を高めるコーディングルー
ルを めることができる．

決11

特10

状決9

理

8

理

7(プログラムの実行とテストについ (基本的なテストとデバッグを行う (実際的なテストとデバッグを行うて 解している．)ことができる．)
ことができる．)・与えられた仕様をテストするテス ・テストデータを使って，デバッグを ・ 殊な条件下で発 するなど，容易には想定できない原因によるトデータを構成できる．
することができる．
不具合を解消することができる．
・容易に想定される原因による論的エラーを取り除くことができ
る．

理

6

理

5

理

4

(実際的なプログラムコードを 解し，説明することができる．)
・大規模なプログラムのコードを読んで，プログラムの仕様や処 内容を，他者に説明できる．

理

理

3

(プログラムコードを読んで 解することができる．)
・コメント無しに，プログラムコードの仕様を推定することができる．

理

理

2

理

現

理

テストと レベル1に (プログラムの実行とテストについデバッグ 満たない て基本事項を 解している．)
・テストデータとは何か説明できる．
・プログラムを入力し，(コンパイルし，)実行できる．
・コンパイラ・インタプリタが報告する文法エラーを取り除くことができる
可読性 レベル1に (プログラムの可読性について基満たない 本事項を 解している．)
・可読性が高いプログラムがどのようなものか言える．

1

理

理

レベル1に (基本的な文法を 解している．) (基本的な文法と動作の関連を満たない ・1行程度のコードを説明する日本 解している．)
・プログラムの動作をトレースする文を書ける．
ことができる．

理(基本的な文法と処 手順の関連 (基本的なプログラミングができを 解している．)
る．)
・与えられたデータ構造と処 手 ・与えられた仕様に対して，データ順を基にプログラムコードを書くこ 構造と処 手順を自分で考えて，プログラムを作ることができる．とができる．
・プログラムの空欄を埋めることができる．

理

コード
リーディ
ング

決

(問題を解 するデータ構造とアルゴリズムを分析できる．)
・与えられた仕様に対する複数のデータ構造，複数の処 手順をあげて，それぞれの長短を説明できる．

理(一般的な表 で処 手順を構成できる．)
・与えられた仕様に対するデータ構造を構成できる．
・与えられた仕様に対するアルゴ
リズム・処 手順を書ける．

(基本的なデータ構造と処 につ
データ構 レベル1に (基本的なデータ構造と処 をいて深く 解している．)
造とアル 満たない 解している．)
・データ構造にはどのようなものが ・どのようなときに，どのデータ構ゴリズムあるか言える．
造を使うかを言える．
・典型的な処 にはどのようなも ・どのようなときに，どの処 を使のがあるか言える．
うかを言える．
コーディ レベル1に (基本的な文法を 解している．)
ング
満たない ・1行程度の日本文での表 に対応するコードが書ける．

レベル4

理

レベル3

現

レベル2

理

レベル1

理

レベル0

理

規準

1415

その回に学習した内容に関して
規準
コーディング
コード
リーディング

レベル0

レベル1
レベル2
基本的な文法を 基本的な文法と処理手順理解している． の関連を理解している．
基本的な文法を 基本的な文法と動作の関理解している． 連を理解している．

レベル3
レベル4
基本的なプログラミ 実際的なプログラミングングができる．
ができる．
プログラムコードを実際的なプログラムコー読んで理解できる．
ドを理解し，説明できる．

授業の様子教員が事前課題をチェックしてエリアに分かれる

授業開始教員が本日の授業について説明

SAが本日の学習活動について説明

振り返り課題グループ活動

個人活動

まとめと解説振り返り課題，ワークシート，
SAシートのスキャン

実践結果• 授業中の学生は真剣そのもの• 担当教員の感触として，中間試験の成績が昨年までと比べて著しく良い• 期末試験は来週• SAが成長した今後の課題• ワークシート，SAシートの電子化– SAシート： 「指導しながらシステムへ入力」は困難？
– ワークシート： 手で書かせたいが，集計が困難• ルーブリック評価の電子化• eポートフォリオの活用• チームティーチングのための教育IT基盤

AXIES 第2回教育技術開発部会

2016年8月3日(水)

新たな教育方法を実現するための産学協同• 新たな教育：
高等教育におけるアクティブラーニング
ICTの活用と産学協同• チームティーチングによる反転授業の例