デジタル教科書を用いたプログラミング教育の実践
日出夫 1)岩﨑1) 東 海 大 学 札 幌 教 養 教 育 セ ン タ ー
hideo.iwasaki@tsc.u-tokai.ac.jp

Practice of Programming Education Using Digital Textbooks
Hideo Iwasaki 1)
1) Liberal Arts Center, Sapporo Campus, Tokai Univ.
概要
HTML・CSS 入門の授業において，例題に対する解法（操作手順）を記録した動画を作成
し，iPad 上のデジタル教科書内に載せ，学生一人ひとりに iPad を配布して，毎回の授業を行った。また，Java 言語によるプログラミング入門の授業において，写経型学習（サンプルプ
ロ グ ラ ム を 模 倣 し て 実 行 す る 学 習 法 ）用デジタルサブテキスト（iBooks 形式，EPUB 形式）とその PDF 版を作成し，LMS 上に載せ，事前学習を課した。その結果，動画教材について
は，授業の理解度が増した，学習意欲が増した，必要であるなどの学生の反応があった。写経型学習（事前学習）については，数が多すぎてやる気が起こらない，写すだけでは意味がないなどの否定的な反応や改善の要求が肯定的な反応を上回った。どちらの試みも（統計的には），授業の満足度や定期試験の結果を向上させるには至らなかった。

1．はじめにプログラミング学習の小学校からの必修化で初 等・中 等 教 育 で は 当 面 ，紙 教 科 書 と 同 一 内

あ る 2。 今 後 の 小 中 高 の 各 校 の プ ロ グ ラ ミ ン グ

容 の デ ジ タ ル 教 科 書 1 を 併 用 す る 方 針 [2]で あ

教育への取り組みの差が，入学者のプログラ

るが，何れはデジタル教科書による学びが定

ミング能力の格差として現れる。能力別クラ

着し，それが自然な学びとなった学生が大学

ス編成が望ましいが，新たな教員の確保が難に 入 学 し て く る 。す な わ ち ，高 等 教 育 に お け る

し い 場 合 が あ る 。そ の よ う な 場 合 に は ，次 点 のデジタル教科書の利活用はこれから本番を迎策 と し て ，ICT を 用 い る よ り 他 に は な い 。筆 者

えるのである。デジタル教科書をどう作ればは，これらの 2 つの大波への対応の一助とな

よ い の か ，授 業 に お い て 非 デ ジ タ ル 要 素（ ICTることを目指し，利用者である大学生の意見を使わない教育）をどう組み合わせればよいを取り入れながら，プログラミング教育用ののか，大学生を対象とするデジタル教科書のLMS（ Moodle）の コ ー ス と デ ジ タ ル 教 科 書 を 作制作と授業実践に関する具体的な知見を集積

成 し ，そ れ を 用 い た 授 業 を 実 践 し ，そ の 過 程 でし て い く 必 要 が あ る 。一 方 ，大 学 の プ ロ グ ラ ミ

得 ら れ た 知 見 を 報 告 し て き た 。 特 に 文 献 [5]でング教育は，デジタル教科書世代の入学に加は，プログラミング実習を中心とした講義科

え て ，も う １ つ の 入 学 者 の 世 代 交 代 を 迎 え る 。

目 に お い て ，デ ジ タ ル 教 科 書 の 使 用 ／ 不 使 用 ，

1

生 向 け の 自 作 教 科 書・ハ ン ド ア ウ ト を 含 む 。な
お ，PDF の 教 科 書・ハ ン ド ア ウ ト を デ ジ タ ル 教
科書とは呼ばないこととする。
2
2016 年 4 月 ， 政 府 は プ ロ グ ラ ミ ン グ 学 習 を
必 修 化 す る 方 針 を 打 ち 出 し [3]，こ れ を 受 け，有
識 者 に よ る 検 討 が な さ れ た [4]。

デ ジ タ ル 教 科 書 教 材 協 議 会（ DiTT）に よ る 定
義では，児童及び生徒の学習の用に供するため の 文 字 ，図 形 ，音 声 又 は 映 像 を 組 み 合 わ せ たものに係る情報を，電子計算機を介して提供
す る プ ロ グ ラ ム と し て い る [1]。本 稿 で は ，単 に電子書籍の体裁を有する教科書・ハンドアウ
ト を デ ジ タ ル 教 科 書 と 呼 ぶ 。し た が っ て ，大 学

Moodle の 小 テ ス ト の 実 施 ／ 不 実 施 と 授 業 の 満のデジタル教科書における解説，例題，課題の記述

足 度（ 5 点 法 ），定 期 試 験（ 100 点 満 点 ）の 結例を示す。

果 と の 関 係 を 考 察 し た 。本 稿 で は ，デ ジ タ ル 教
科 書 内 に 例 題 の 解 法（ 操 作 手 順 ）を 記 録 し た 動
画 教 材 を 載 せ た 場 合 ，及 び 写 経 型 学 習（ サ ン プ
ル プ ロ グ ラ ム を 模 倣 し て 実 行 す る 学 習 法 ） 3を事前学習として導入した場合について，文献[5]の 実 践 に お け る 授 業 満 足 度 と 定 期 試 験 の 結
果 か ら 変 化 が あ っ た か ，動画教材や写経型学習を受講者がどう捉えたかなどを報告する。
2．授業とデジタル教科書
筆者の担当科目であるプログラミング実習を中心とした 2 つの講義科目， WEB クリエイション入

図 2.1（a）WEB クリエイション入門におけるデジタル教科書の記述例：解説前半

門，プログラミング基礎（何れも週 1 回授業，全 15
回，2 単位の選択科目）に対して，iBooks Author を用いて，iBooks 形式のデジタル教科書を作成し，毎回の授業において，学生一人ひとりにそれぞれ一台
iPad を貸与して，使用してもらった。実施期間は全体としては，2015 年度春学期から 2017 年度春学期までであるが，本稿で考察の対象となる学期は，WEB クリエイション入門が 2015 年度春学期，秋学
期，2016 年度春学期，2017 年度春学期の 4 つの学期，プログラミング基礎が 2015 年度秋学期，2016年度春学期，2017 年度春学期の 3 つの学期である。

図 2.1（b）Web クリエイション入門におけるデジタル教科書の記述例：解説後半・例題前半

受講者は国際文化学部（文系）と生物学部（理系）の学生であり，情報を専門とする学科の学生ではない。WEB クリエイション入門は，HTML と CSS の基礎を学ぶ授業であり，プログラミング基礎は Java
言語によるプログラミングの入門授業である。これ
らの科目の詳細については本学 Web シラバス「授業内容・計画（シラバス）」4 において検索された
い。授業は両科目とも，文法等についての説明，例
題（解法実演），学生による課題取組みの 3 パート
を終了時間まで繰り返す。デジタル教科書も基本的には，この流れに沿うように構成されている。図図 2.1（c）WEB クリエイション入門におけるデジタル教科書の記述例：例題後半

2.1(a)〜(d)に例として，WEB クリエイション入門

3

岡 本 ら [6]が 導 入 し た 言 葉 で あ る 。 岡 本 ら は
写経型学習による初学者のつまずきを詳細に分析し，写経型学習用教材の開発と実践を行
な っ て い る [7]。本 実 践 で は ，初 学 者 の つ ま ず き

への対応は考慮しておらず，サンプルプログ
ラムを事前配布したのみである。
4
http://www12.tsc.u-tokai.ac.jp（ 2017.10.2 閲覧）。

2017 年度春学期の教育効果を比較するためのデー
タ（授業の満足度調査と定期試験の結果）と，デジタル教科書内に配置した動画教材（WEB クリエイション入門）・事前学習として実施した写経型学習（プログラミング基礎）についてのアンケート結果を提示し，次章で考察を行うための準備とする。
3.1

WEB クリエイション入門（HTML・CSS 入門）

WEB クリエイション入門は 2015 年度春学期，
2015 年度秋学期，2016 年度春学期，2017 年度春学
図 2.1（d）Web クリエイション入門におけるデジタル教科書の記述例：課題

期の 4 つの学期において，同一の授業内容であり，なお，図 2.1 に示すような解説，例題，課題が，授同一，定期試験は同等であるが，2015 年度秋学期

業を行うための基本の構成要素であるが，プログラ

は PDF 教科書（総ページ数 227）を用い，2015 年

ミング基礎のデジタル教科書には自学用コンテン

度春学期，2016 年度春学期，2017 年度春学期はそツとして，iBooks Author の Widget の練習問題機能のデジタル教科書版を用いた。2017 年度春学期にを使った多肢選択問題を各節に設置した。解説や例

はデジタル教科書内に実習形式の例題に対する解題の内容を確認するための即時採点式練習問題で法（操作手順）の動画教材を配置した。一方 2015ある。ただし，2016 年度まではデジタル教科書は

年度春学期，2015 年度秋学期の 2 つの学期におい授業中の利用に限られており，練習問題を行う時間ては Moodle の小テスト機能（多肢選択・短文記述は設けていない。また Moodle 上に載せた授業外学問題）を用いた自動採点方式の小テストを実施せず，

習用教科書は PDF 版であったため，インタラクテ

その後の 2 つの学期においては，この方式の小テスィブ・オブジェクトである練習問題は機能していなトを学期中 7 回実施した。小テストの採点結果及びい。iTunes-U に iBooks 版 を 載 せ た の で 一 部 の正答は学内ではいつでも確認できる状態であった。

学生は練習問題を利用した可能性があるが，表 3.1 に WEB クリエイション入門の授業の満足度

多 く の 学 生 は ，テキストと静止画像のみの非インと定期試験の平均値を示す。

タラクティブ・オブジェクトだけのデジタル教科書

同等の問題による定期試験が行われた。授業内容はの学習用にデジタル教科書（iBooks 版，EPUB 版）

表 3.1 WEB クリエイション入門における授業の満足度と定期試験の平均値（）内は人数2015S
2015F
2016S 2017S
学期

も Moodle 上に載せたので，誰もが練習問題を利用

教科書

PDF

可能な状況となった。対象の 2 科目は，何れもコン

動画教材
授業の満足度
平均値5

3.79
(42)

を使用した。2017 年度春学期からは，授業時間外

ピュータ室を使用する科目であり，デジタル教科書の閲覧以外の活動（プログラミングや Moodle の利

Moodle 小テスト

用）はすべて PC で行われた。

定期試験の
平均値

3. 授業実践の結果
本章では，考察の対象である 2 科目について，2016 年度までの教育効果（文献[5]で報告済み）と5

授 業 の 満 足 度 の 平 均 値 は ，質 問「 総 合 的 に 評
価 す る と ，こ の 授 業 を 受 け て 満 足 し た 」へ の 回
答 の 選 択 肢 を「 そ う 思 う 」を 5，「 や や そ う 思う 」を 4，「 ど ち ら と も 言 え な い 」を 3，「 あま り そ う 思 わ な い 」を 2，「 そ う 思 わ な い 」をデジタル教科書
なし
4.50
(28)

不実施
54.44 54.65
(45)
(40)

4.51
(45)

あり
4.39
(46)

7 回実施
75.94 78.82
(48)
(50)

動画教材については，教育効果や必要性について，
アンケートも行った。結果を表 3.2 に示す。

1 と 対 応 付 け し て ，ア ン ケ ー ト 回 答 者（ 受 講 学生 ）に 数 値 で 回 答 さ せ ，算 出 し た も の で あ る 。
本 稿 で は ， 1〜 5 の 回 答 を 等 間 隔 と 見 な し て 議論 を 進 め る が ，平 均 値 は ，あ く ま で ，１ つ の 参
考 値（ 等 間 隔 性 を 仮 定 し た 場 合 の 値 ）で あ る 。

表 3.2 動画に関するアンケートの結果た。2017 年度は，EPUB 版も Moodle を介して配布（a）質問： iPad の電子教科書中の「動画」をどの程度利用しましたか
%
選択肢
人数
13
27.1
いつも利用した22
45.8
たびたび利用した
6
12.5あまり利用しなかった7
14.6
まったく利用しなかった

した。Moodle の小テストは，2015 年度秋学期は実
施せず，2016 年度春学期，2017 年度春学期はそれ
ぞれ 7 回実施した。2017 年度春学期は，事前学習
として，写経型学習，すなわち，サンプルプログラ
ムを授業の事前に入力し，実行結果を確認しておくことを課した。また，そのための（写経のための）（b）質問：iPad の電子教科書中の「動画」を用いることで理解度が増したと思いますか
%
選択肢
人数
28
63.6
とても増したと思う11
25.0
わりに増したと思う3
6.8
あまり増したとは思わない
2
4.6
ぜんぜん増したとは思わない（c）質問：iPad の電子教科書中の「動画」を用いることで楽しさを感じましたか
%
選択肢
人数
17
40.5
かなり楽しさを感じた
16
38.1
わりに楽しさを感じた
9
21.4
あまり楽しさを感じなかった0
0.0
ぜんぜん楽しさを感じなかった（d）質問： iPad の電子教科書中の「動画」を用いることで学習意欲が増したと思いますか
選択肢
人数
%
19
63.6
とても増したと思う14
25.0
わりに増したと思う
8
6.8
あまり増したとは思わない
1
4.6
ぜんぜん増したとは思わない（e） 質問：iPad の電子教科書中の「動画」は必要だと思いますか
%
選択肢
人数
31
64.6
とても必要だと思う
10
20.8
わりに必要だと思う
5
10.4
あまり必要だとは思わない2
4.2
ぜんぜん必要だとは思わない
3.2

プログラミング基礎（Java 言語によるプログ

ラミング入門）プログラミング基礎は，2015 年度秋学期，2016年度春学期，2017 年度春学期の 3 つの学期においデジタルサブテキスト（総サンプルプログラム数85）を作成し iBooks 版，EPUB 版，PDF 版を Moodle
より（iBooks 版は iTunes-U からも）配布した。表3.3 にプログラミング基礎における授業の満足度と定期試験の平均値を示す。写経型学習による事前学習についても，教育効果や必要性に関して受講者アンケートを行った。結果を表 3.4 に示す。
表 3.3 『プログラミング基礎』における授業の満足度と定期試験の平均値
2015F
2016S
2017S
学期
写経型事前学習
デジタル教科書
授業満足度平均値
Moodle 小テスト

定期試験平均値

不実施
使用
4.28(29)

不実施
使用
4.35(43)

実施
使用
4.13(30)

不実施
58.48(40)実施
65.69(47)実施
69.76(35)

表 3.4 写経に関するアンケートの結果（a）質問：この授業で実施した写経をどの程度行
いましたか
%
選択肢
人数
7
23.3
毎回必ずやった8
26.7
時々やらなかった7
23.3
半分くらいはやった
あまりやらなかった
8
26.7
0
0
まったくやらなかった（b）質問：この授業で実施した写経により，授業の理解度が増したと思いますか
%
選択肢
人数
1
3.3
とても増したと思う
12
40.0
わりに増したと思う
12
40.0
あまり増したとは思わない
5
16.7
ぜんぜん増したとは思わないて，同一の授業内容であり，同等の問題による定期試験が行われた。3 つの学期においては，同一内容のデジタル教科書（総ページ数 146）を用いた。それらは，前述のように，授業中に iPad を配布して，利用してもらった。授業外学習用には，その PDF 版
を Moodle に，iBooks 版を iTunes-U のコースに載せ（c）質問：この授業で実施した写経に楽しさを感
じましたか
%
選択肢
人数
1
3.3
かなり楽しさを感じた
13
43.3
わりに楽しさを感じた
10
33.3
あまり楽しさを感じなかった6
20.0
ぜんぜん楽しさを感じなかった

（d）質問：この授業で実施した写経により，学習意欲が増したと思いますか
%
選択肢
人数
2
6.7
とても増したと思う
11
36.7
わりに増したと思う
12
40.0
あまり増したとは思わない
5
16.7
ぜんぜん増したとは思わない

いて，動画教材が載っていないデジタル教科書を使（e）質問：この授業で実施した写経の必要性や問
題点，改善点などをコメントしてください
分類
コメント数
％
4
13.3
肯定的なコメント
930.0
強い否定のコメント
16
53.3
改善要求のコメント
1
3.3
その他のコメントの定期試験の平均値は最もよい点数である（表 3.1

用した学期（2016 年度春学期）と動画教材が載っているデジタル教科書を使用した学期（2017 年度
春学期）の定期試験の平均値に有意差は認められなかった。すなわち，動画教材は定期試験の結果を向上させたとは言えない。ただし， 2017 年度春学期
参照）。
前述のように，動画教材に関しては，アンケート
調査も行なった（表 3.2 参照）。動画教材は，例題
に対する解法（操作の手順）を示すものであるが，これに対しては，教員が授業中に解法の実演を行っ

4. 考察てもいる。動画教材の役割は，実演を見てもその通4.1

WEB クリエイション入門（HTML・CSS 入門）

りに操作することができない学生を補助すること

表 3.1 の授業の満足度（の平均値の元データ）にである。アンケートの結果，動画教材を利用した群関して，4 つの学期を独立なグループとして，
Kruskal-Wallis の検定を行った。検定の結果は有意(p<0.05)であり，学期のペアごとの比較から，デジタル教科書を使用しなかった学期（2015 年度春学期）とデジタル教科書を使用した学期（2015 年度

は 73％であることが判明した。その中には，確認のための視聴や毎回見ているわけではないという人も含まれていると推察されるが，過去の教授経験から，実演を見ても，その通りに操作することができない学生は少なくないと考えている。更に動画教

秋学期，2016 年度春学期の各々）の授業の満足度

材により理解度が増すと回答した群は 89％，楽しの分布の中心位置に有意差があると判明した。一方，さを感じた群は 79%，学習意欲が増した群は 89％，

動画を載せたデジタル教科書を使用した学期（2017

必要だと思った群は 85%である。授業の満足度や

年度春学期）と他の学期とのペアでは，授業の満足

定期試験の結果に有意差として現れるほどではな

度の分布の中心位置に有意差は認められなかった

いが，一定の教育効果が得られているものと判断で（p>0.05）。したがって，動画教材は授業の満足度きる。

を向上させたとは言えない。しかしながら，2017 年

4.2

度春学期の授業の満足度の平均値は，デジタル教科

プログラミング基礎（Java 言語によるプログ

ラミング入門）書を使用した前の 2 つの学期の授業の満足度の平均値と同様，4 点台であり，良好な値（表 3.1 参照）
である。

表 3.3 の授業の満足度（の平均値の元データ）に関して，3 つの学期を独立なグループとして，一方，
表 3.1 における定期試験の平均値に対して，

Kruskal-Wallis の検定を行なった。その結果，授業一元配置分散分析を行なった結果，4 つの学期の定の満足度の分布の中心位置に有意差は認められな期試験の点数は等分散であり，有意差のあるペアがかった（p>0.05）。平均値からも，写経型学習によ存在すると判明した（p<0.05）。Tukey の HSD 検定

る事前学習が授業の満足度を高めていないことはの結果，Moodle の小テストを実施した学期（2016

明らかである（やや低下している）。しかしながら，

年度春学期，2017 年度春学期の各々）の定期試験

デジタル教科書を使用した 3 つの学期の授業満足の平均値は，実施しなかった学期（2015 年度春学度の平均値は 4 点台であり，写経型学習による事前

期，秋学期の各々）の定期試験の平均値より有意に学習を課した 2017 年度春学期においても高い満足

高値であった。Moodle の小テストを実施した学期

度が保たれていると判断される。

のうち，デジタル教科書を使用した 2 つの学期につ次に，表 3.3 の定期試験の平均値に関して，一元上させなかったが，授業の満足度，定期試験の結果

配置分散分析を行なった。その結果，3 つの学期のはともによい点数が維持されている。

定期試験の点数は等分散であり，平均値に有意差が・ 受講者は，動画教材が授業の理解度を上げ，動ある学期のペアが存在することが判明した

画教材に楽しさを感じ，動画教材により学習意欲を（p<0.05）。Tukey の HSD 検定の結果， Moodle の上げる，動画教材が必要であると考えており，一定小テストを実施しなかった学期（2015 年度秋学期）の教育効果を与えたものと考えられると Moodle の小テストを実施した学期（2016 年度春２）プログラミング基礎における実践より：

学期，2017 年度春学期の各々）に有意差が認めら

・ 今回行った写経型学習による事前学習では，授れた。Moodle の小テストを実施した学期は，実施

業の満足度，定期試験の結果を（統計的には）向上しなかった学期より，定期試験の平均値が有意に高させなかったが，授業の満足度，定期試験の結果はい値であった。Moodle の小テストを実施した 2 つともによい点数が維持されている。

の学期（2016 年度春学期と写経型学習による事前

・ 写経型学習に関するアンケートでは，授業の理学習を実施した 2017 年度春学期）の定期試験の平解度，楽しさ，学習意欲に関して否定的な群が肯定均値については，有意差は認められなかった。すな

群をやや上回ったが，写経型学習に関するコメント

わち，写経型学習による事前学習が定期試験の平均の半数は，改善要求であり改善の余地がある。

値を上げたとは言えない。ただし，2017 年度春学期の定期試験の平均値は３つの学期の中で最もよい点数である。
一方，アンケート結果の理解度が増したか，学習
意欲が増したかなどの学習効果に対する質問において，否定群が肯定群をやや上回っており，写経型学習の導入による影響により，授業満足度の低下をまねいた可能性は否定できない。しかしながら，写経型学習への強い否定は 30％であり，53%は改善の要求（数が多い，学外から提出できない，単調であるなど）である。改善要求に対応すれば，授業の満足度が上がる可能性がある。定期試験の結果については，数値としては上がっているが，写経の効果であるかはわからない。やはり改善要求に対応する
ことで，有意な点数の上昇となり得ると考えている。
なお，以上の記述のうち，2016 年度までの結果
は文献[5]で報告済みである。2017 年度に明らかとなった部分を次章にまとめる。
5. まとめデジタル教科書を用いた授業を実践し，動画教材と写経型学習（事前学習）の効果に関する以下の知見を得た。
１）WEB クリエイション入門における実践より：・ 今回導入したデジタル教科書内の動画教材は，授業の満足度，定期試験の結果を（統計的には）向

参考文献[1] DiTT(デ ジ タ ル 教 科 書 協 議 会 ),デ ジ タ ル 教
科 書 法 案 概 要 , 2012,
http://ditt.jp/office/DiTThouan_gaiyo_ver2.pd
f, (2017.10.2 閲 覧 ).
[2]文 部 科 学 省 ， 「 デ ジ タ ル 教 科 書 」 の 位 置 付
けに関する検討会議 最終まとめ，
http://www.mext.go.jp/b_menu/shingi/chousa/
shotou/110/houkoku/1380531.htm,2017.10.2
閲覧.
[3]日 本 経 済 新 聞 , プ ロ グ ラ ミ ン グ 必 修 化 政
府 方 針 小 中 学 高 で 2020 年 か ら ， 2016 年
4 月 19 日 付 朝 刊 .
[4]文 部 科 学 省 ,小 学 校 段 階 に お け る プ ロ グ ラ ミ
ン グ 教 育 の 在 り 方 に つ い て (議 論 の 取 り まと め ),
http://www.mext.go.jp/b_menu/shingi/chousa/
shotou/122/houkoku/1372522.htm,2017.10.2
閲覧.
[5]岩 﨑 日 出 夫 ,デ ジ タ ル 教 科 書 を 用 い た 授 業 に関 す る 検 討 ,東 海 大 学 高 等 教 育 研 究（ 北 海 道
キ ャ ン パ ス ） , 16, 23-34, 2016．
[6]岡 本 雅 子・村 上 正 行・吉 川 直 人・喜 多 一 , プ
ログラミングの写経型学習過程を対象とし
たつまずきの分析とテキスト教材の改善,
京 都 大 学 高 等 教 育 研 究 , 19， 47-53, 2013.
[7]喜 多 一・岡 本 雅 子 , プ ロ グ ラ ミ ン グ 教 育 に お
け る 反 転 授 業 の 一 構 成 法 , 大 学 ICT 推 進 協
議 会 2016 年 度 年 次 大 会 論 文 集 , FE25