情報処理学会第 77 回全国大会

3H-07

LAN のメディアアクセス制御方式を学習する
CS アンプラグド教材の開発
小川仁士†，佐々木

県立広島大学宣介†，宇野

経営情報学部

１．はじめに大学の情報基礎教育においては，単に既存の情報通信機器の使い方などを教えるのみでなく，そこに活かされている情報技術の要点を教え，新たな発想や工夫に結びつくような学問的刺激を与える必要があると考える。
本研究は，ティム・ベル博士等による CS アンプラグド[1]の教授法に着目し，主に大学の情報基礎の授業や高大連携公開講座等で利用可能な，体験型の新しい教材を開発することを目的としている。CS アンプラグドを用いた教授法については，小学生のみならず中高生，高専生の技術や情報の授業で効果をあげた例が報告されている[2],[3]。CS アンプラグドでは，実機等を使わず，紙や鉛筆など身近で入手しやすい材料を使い，教具に工夫を凝らし，学習者の主体的な学びを引き出すことで，教育効果を高めている。
本研究ではこれまでに，コンピュータウイルスの波及と防御を体験するボードゲーム形式の教材[4]ならびに OS のメモリ管理機能について対戦型のゲーム形式で体験学習できる教材[5]を開発してきた。新たに，LAN のアクセス制御方式のうち，トークンパッシング方式および CSMA/CD方式について，対戦型のゲーム形式で体験学習できる教材を開発したので報告する。

Development of CS-Unplugged Learning Materials for theMedia Access Control Methods of LAN† Hitoshi Ogawa, Nobusuke Sasaki, Takeshi Uno (PrefecturalUniversity of Hiroshima)

経営情報学科†駅をネットワークに接続されたコンピュータに見立て，A～F の駅の位置にプレイヤーが 1 人ずつ座り，データのやりとりを疑似体験しながら目的である数字のカードを集めていく。ゲームが一通り終了したら，トークンパッシング方式のメリットとデメリットについてグループで話し合いながら考え，発表する。表１に教材①の学習目的と，それに対応するアクティビティ内でのプレイヤーの主な動作を示す。
表１ 教材①の学習内容とゲームでの動作の関連

２．教材の製作
本研究では，LAN の 2 種類のメディアアクセス制御方式（トークンパッシング方式と CSMA/CD方式）を題材とした。また，それぞれの教材は高等学校の 50 分授業または大学の 90 分授業で使用することを想定し，1 回のアクティビティが20～30 分程度で終了するように作成した。
2.1 トークンパッシング方式を学習する教材
トークンパッシング方式を学習する教材（以下，教材①）を使用したアクティビティは，6 人1 組で行う。図１のような模型などの道具を用いて，電車をトークン，線路をデータの伝送路，

健†

図１ 教材①で使用する道具
2.2 CSMA/CD 方式を学習する教材
CSMA/CD 方式を学習する教材（以下，教材②）を使用したアクティビティは，1 回目は 3 人，2回目は 6 人 1 組で行う。図２のようなカードとシートを用いて，各プレイヤーがデータを送信するコンピュータ役となる。ターンごとに各自が自分の場にカードを集めてゆき，目的である
A,B,C の 3 種類全てのデータの送信を目指す。こちらも，ゲームが終了したらグループで CSMA/CD

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方式のメリットとデメリットについて考える。
表２に教材②の学習目的とアクティビティ内でのプレイヤーの主な動作を示す。
表２ 教材②の学習内容とゲームでの動作の関連に増えたほか，「どちらの方式もゲームを通しての説明だったので理解しやすく，また，楽しく授業を聞くことができた」といった，CS アン
プラグド教材に期待される効果が顕れた意見を得ることができた。

４．教育現場での教材活用に関する提案
2 回の模擬授業とアンケート調査による評価を受け，今回開発した 2 つの教材は情報技術の基礎的な仕組みや理論についての理解を深め，更に情報を学ぶことへのモチベーション向上へと繋がるような CS アンプラグド教材であることが確認できた。そこで，これらの教材を高等学校や大学の実際の情報基礎教育の現場で活用すると仮定し，授業提案を行った。具体的には，高等学校の共通教科情報における科目『社会と情報 』 ， 大 学 の 全 学 共 通 教 育 科目中の情報科目『情報科学入門』における各 1 コマ分の授業設計を行った。（詳細は発表時に示す）

図２ 教材②で使用する道具

３．模擬授業の実施と評価開発した 2 つの教材を取り入れて，模擬授業を 2 回行った。対象は本学の学生（第 1 回目は経営情報学部 3 名と人間文化学部 3 名，第 2 回目は経営情報学部 6 名）で，授業時間は大学の講義と同じ 90 分と設定した。授業ではスライド資料を用いた通常の座学形式と併せて，教材①と教材②を用いたそれぞれのアクティビティを取り入れた。模擬授業の最後にはアンケート調査を行い，教材や授業全体に対する評価・意見を収集した。
第 1 回目の模擬授業の時点では，教材や授業に対する肯定的回答は多数だったものの，教材①がゲーム型のアクティビティではなく，模型を使ったデモンストレーションのような形であったことに対し，「トークンパッシング方式は説明だけでわかる」という意見があった。そこで教材の改良を行い，第 2 回の模擬授業では前述したゲーム型のアクティビティとして実施したところ，教材や授業に対する肯定的回答が更５．おわりに
本研究では，LAN のメディアアクセス制御方式を学習する CS アンプラグド教材を開発した。2回の模擬授業とアンケート調査による評価を受け，今回開発した 2 つの教材は情報技術の基礎的な仕組みや理論についての理解を深め，更に情報を学ぶことへのモチベーション向上へと繋がるような CS アンプラグド教材であることが確認できた。今後は，教育現場での教材活用についての提案を実際に検証し，更に使いやすい教材へ昇華させる作業や，現場で情報教育に携わる人材への教材の公表などが課題として挙げられる。
謝辞

本研究は JSPS 科研費 24501200 の助成を受けたものである。
参考文献・URL[1] Tim Bell, Ian H. Witten and Mike Fellows，兼宗進ほか訳：「コンピュータを使わない情報教育アンプラグドコンピュータサイエンス」, 2007.
(Unplugged has moved : http://www.unplugged.canterbury.ac.nz/)[2] 井戸坂幸男，西田知博，兼宗進，久野靖：「中学校における CS アンプラグドの授業提案」，情報処理学会研究報告，
コンピュータと教育研究会報告 2009(15), pp163-170, 2009.
[3] 福岡久雄：「地域素材を活用した CS アンプラグドに関する研究」，情報処理学会第 76 回全国大会，講演論文集,
pp4-371--4-372, 2014.
[4] 小川仁士，佐々木宣介，宇野健：「情報基礎教育におけるCS アンプラグド教材の開発－コンピュータウイルスの波及と防御を体験するゲーム制作」，情報処理学会第 75 回全国大会，講演論文集, pp4-465--4-466, 2013.
[5] 小川仁士，宇野健，佐々木宣介：「情報基礎教育におけるCS アンプラグド教材の開発－OS のメモリ管理機能を学習するゲームの制作」，情報処理学会第 76 回全国大会，講演論文集, pp4-369--4-370, 2014.

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