大分工業高等専門学校紀要 第 50 号 (平成 25 年 11 月)

タブレット型多機能情報端末を活用した授業・演習の試み

名木野 晴暢1・衛藤 賢一2・足立 忠晴31本校 都市・環境工学科，2本校 技術部，3豊橋技術科学大学 機械工学系

本稿では，タブレット型多機能情報端末であるiPadを活用した構造力学の授業および情報処理の実験実習の実施を試みたので，これについて報告する．また，タブレット型多機能情報端末を活用した構造力学の授業を受けた本科学生を対象として，アンケート調査も実施した．調査の結果から，ハード的な内容である構造力学の授業へタブレット型多機能情報端末を活用する効果は，少なからずあるという結論を得ることができた．

キーワード : 構造力学，情報処理演習，タブレット型多機能情報端末，アンケート調査

1. まえがき
構造力学は，橋梁，トンネル，ダムや高層建築物等の各種構造物の力学的特性を把握し，構造物を合理的かつ経済的に設計・施工・維持管理する為の基礎となる学問である．
しかし，近年，数学・物理を苦手とする学生が増加し，ソフト的な内容に興味を向ける傾向が目立ち，ハード的な内容である構造力学に苦手意識を持つ学生は少なくない 1)．
よって，学生にとって，わかりやすく学習意欲を失わない構造力学の授業を実施することは，土木工学系の学科を配置する高等専門学校における課題の一つであろう．
タブレット型多機能情報端末 (以下，多機能情報端末)

写真-1

iPad (第三世代)とは，米アップル社の iPad に代表されるように，タッチインターフェースを搭載した液晶ディスプレイを主な入出力とする板状の持ち運びが便利な電子機器のことをいう．多機能情報端末のみでも十分なツールであるが，アプ

2. タブレット型多機能情報端末を活用した授業・演習の概要

リケーション (以下，アプリ) を組み込むことによって，さらに強力なツールとなる．この多機能情報端末は，その多機能情報端末が表れる前までは，ノートパソコン，ペ機能の活用方法を工夫することで教育現場においても大ンタブレットとMicrosoft PowerPoint などを用いた授業をきな効果を発揮すると考えられ，多機能情報端末を教育に行っていた．しかし，これらのツールでは授業資料への直2) – 6)

．よって，多接的な書き込みが容易でなく，ツールの持ち運びの負担や機能情報端末の機能を上手く活用すれば，構造力学の授業授業資料の拡大などに手間がかかるという問題があり，授における学生の理解や学習意欲の手助けになる可能性は業・演習の円滑な進行が困難であった．それ故に，授業に十分にあると思われる．

ツールを活用しても，学生にとってわかりやすい授業・演活用する試みは行われているようである

本稿では，多機能情報端末を活用した構造力学の授業お習になるとは限らなかった．これに対して，iPadと関連ア

よび情報処理の実験実習を試みたので，これについて報告

プリを用いることで，これらの問題の多くは解決される．

する．なお，今回の検討では，多機能情報端末として米ア

ここでは，多機能情報端末を活用した授業・演習の概要にップル社のiPadを用いた．また，多機能情報端末を活用しついて説明する．

た構造力学の授業を受けた本科学生を対象として，本授業に対するアンケート調査も実施した．

iPad (写真-1) は，VGAケーブルを介して液晶ディスプ
レイに表示されている画面を外部のプロジェクター等に― 36 ―大分工業高等専門学校紀要 第 50 号 (平成 25 年 11 月)

(a)
写真-2

授業の様子

授業・演習に用いたツール一式出力することが可能である (写真-2)．また，ノートパソコンと異なり，入力デバイスとしてタッチパネルを採用しているため，タッチペンによる操作および資料への文字等の書き込みが可能である (写真-2)．写真-2を見てわかるように，授業・演習に用いたツールはこれだけであり，ノートパソコンとペンタブレットを用いる場合に比べて，持ち運びは便利で，ツールの使用領域も少ない．著者らはこの二つの機能に着目して，第一著者が担当する構造力学Ⅰ (第三学年)，構造力学Ⅲ (第四学年) および振動学 (第五学年)

(b)
写真-3

授業資料の様子

iPad を活用した授業の様子の授業および実験実習 (情報処理) (第一学年) へiPadを導入することを試みた．また，大分高専での授業実施環境を考慮し，iPadを活用した授業および演習に適した資料の版を作成した．
写真-3は，iPadを活用した授業 (振動学) の様子である．
授業の実施方法について簡単に説明する．まず，著者らが作成した授業資料や授業で指定している教科書をPDF(Portable Document Format) に変換し，これをiPadに取り込む．この取り込んだPDFをプロジェクターから外部スクリーンに投影し，資料に書き込みを行いながら説明を行っている (写真-4)．また，写真-5は，授業資料を拡大した様子(a)iPad への書き込みの様子があるため，説明の最後まで授業の要点となる図や式を残(b)投影されている資料の様子すためにはかなりの工夫と労力が必要になる．しかし，

写真-4である．iPadではピンチアウトというマルチタッチ操作が可能であり，画面上の操作対象を2本の指を離していくことで，資料を容易に拡大させることができる．参考までに，画面上の操作対象を2本の指で摘まむ様に近づける操作をピンチインといい，この場合は資料が縮小される．なお，
著者らはPDFの閲覧や資料の書き込みに「GoodReader foriPad」や「eProjector」というアプリを用いている．こうすることで，スクリーンを第二の黒板として活用することが可能になる．この第二の黒板は，主に授業の説明に必要な図や式を投影するように活用しており，主要な説明は黒板に板書している．黒板のみを使う授業では板書領域に限界

iPadを活用して第二の黒板を用いれば，この問題を容易に― 37 ―授業資料への書き込みの様子

大分工業高等専門学校紀要 第 50 号 (平成 25 年 11 月)

(a)

(b)

初期設定の授業資料
写真-5

授業資料の拡大の様子

図-1

アンケートの質問項目拡大した授業資料

構造力学Ⅲ (第四学年) および振動学 (第五学年) を受け解決することができる．
この他に，教科書の内容を説明する際には該当するペーている学生を対象として実施した．アンケートは該当するジを投影し，第二の黒板に書き込みを行いながら説明を行番号に○を付ける回答方式として行い，多機能情報端末をっている．また，説明した内容を第二の黒板に残すことが活用した授業に対する意見や希望を記述形式 (任意) で書できるので，授業の進行速度に対する学生の能力差をあるいてもらった．図-1は，実際に配布したアンケートの質問程度緩和することもできる．

項目を抜粋したものである．

近年，様々な理由により，視覚から情報を取り入れて理

図-2に，アンケート調査の主要な結果を示す．有効な回解することは得意であるが，聴覚から情報を取り入れるこ

答者数は79名 (男子学生63名，女子学生16名) である．ことが苦手な学生，または，聴覚から入れた情報を記録に残れより，全体の67 % の学生，全体の男子学生の70 % およすという並行作業が本人の意に反して困難な学生が少な

び全体の女子学生の56 % が多機能情報端末を活用した授からず見受けられる．iPad を上手く活用すれば，授業内容業はわかりやすいと回答しており，iPadを構造静力学およや演習の作業内容などを具体的に説明することができる

び構造動力学の授業へ活用することによる効果は少なか為，耳で理解することが苦手な学生にとっては大きな手助らずあるものと判断できよう．

けになるものと考えている．

多機能情報端末を活用した授業に対する意見や希望を記述形式 (任意) によって調査した結果 (原文) を纏めたものが表-1から表-3である．ここで，表-1は第三学年の構

3. アンケート調査

造力学Ⅰ，表-2は第四学年の構造力学Ⅲおよび表-3は第五学年の振動学 (構造動力学) の結果である．

アンケート調査は，大分高専の構造力学Ⅰ (第三学年)，

表-1から表-3より，学年によって意見は異なるものの，― 38 ―

大分工業高等専門学校紀要 第 50 号 (平成 25 年 11 月)

0%

多機能情報端末を活用した
授業はとてもわかりやすい

13%

多機能情報端末を活用した
授業はわかりやすい25%

多機能情報端末を活用した
授業はわかりにくい8%

多機能情報端末を利用した
授業はとてもわかりにくい54%

どちらでもない(a)

0%

24%

全学年の結果

多機能情報端末を活用した
授業はとてもわかりやすい

13%

多機能情報端末を活用した
授業はとてもわかりやすい

12%

多機能情報端末を活用した
授業はわかりやすい

多機能情報端末を活用した
授業はわかりやすい31%

多機能情報端末を活用した
授業はわかりにくい

多機能情報端末を活用した
授業はわかりにくい6%57%

多機能情報端末を利用した
授業はとてもわかりにくい

0% 13%

44%

どちらでもない

どちらでもない(b)(c) 全学年女子の結果

全学年男子の結果
図-2

表-1

多機能情報端末を利用した
授業はとてもわかりにくい

アンケート調査の主要な結果

アンケートの主要な結果 (第三学年 構造力学Ⅰ)

肯定的な意見・改善を求める意見

否定的な意見図などはきれいで見やすいのはとても良いと思う．



説明と写すのを同時はきついです (複数)．



高機能端末を用いることによって授業は効率よく進

ノートを写す時間が足りない (複数)．

むと思う．


授業はわかりやすいが，高機能端末の文章を写しているときに先生の話が進むので，理解度があいまいな部分もあったりする．



教科書に線を引くときに便利．また，教科書と同じ内容を先生が板書しないのでスピードが上がる．

肯定的な意見はほぼ共通している．なお，否定的な意見・以上の結果から，今後の継続的な改善が必要不可欠では改善を求める意見については学年によってかなりの差異あるが，iPadを活用することによって，授業の内容を分かがあるが，上級生の意見・要望からは授業への積極性が感り易く説明することができ，学生にとって有益な授業を提じられる．今後は，学生の理解度を最優先として，ノート供できる可能性は十分にあると判断できよう．また，授業を取る時間の確保・調整および授業内容の説明のタイミンの内容を分かり易く説明することができるという点から，グについて改善する必要がある．なお，本報告の主たる内説明や指示などを聴覚で理解することが苦手な学生に対容ではないが，普段の学習で復習をしないことを伺える記

しても，iPadの活用は授業や演習の理解への大きな手助け

述やスクリーン上の何処をノートにとってよいかわからになる可能性は十分にあるであろう．

ないという意見については何らかの違う形で対応する必要があるであろう．

― 39 ―

大分工業高等専門学校紀要 第 50 号 (平成 25 年 11 月)アンケートの主要な結果 (第四学年 構造力学Ⅲ)

表-2

肯定的な意見・改善を求める意見

否定的な意見黒板で授業を受けつつ，他の重要なところをスクリー



板書をするより進むのが早いので，うら覚えのところンで見れるので，わかりやすくていい．
がでてくる．

授業はわかりやすいけど，たまに字が見えづらいとき



黒板の板書と違ってスクリーン上だとどこを板書しがあったので，そこさえ直せば完璧だと思います．
ていいのか分からないことがある．

課題を使った授業のときはすぐに答え合わせができスクリーン中の文字をもう少し大きくしてほしい．ていいと思います．でも，理論的なところの講義は教

図はとてもわかりやすいが，席によっては見えづら

科書を読むだけだと分かりづらいことがあったので


板書をしてほしいです．


今の方法がいいと思います．



席が後ろだと黒板の文字が見えない時があるため，授個人的にはわかりやすいと思っているが，スライドのたびに電気をつけたり消したりするのが大変．前列だと暗い中作業をするのでどうにかなりませんか．

業がしやすい．
い．ノートを書かなくなるので眠りそう．

活用して授業をするのはいいですが，大事なところと教科書の大事なところに線を引いたりするときは見かが手書きよりは伝わりにくいかなと思います．

やすいです．ただ，照明を消さないとスクリーンが見

電気を消すと眠たくなる．

えにくいので．黒板に板書をするとき等に照明を消し



図や模範解答を残しておくことができるという利点たりつけたりするのに手間がかかったりするのかながあるが，やはり，板書をして理解を深めたいと思うと思います．

ので，前期の構造力学Ⅱのような方法が分かりやすいと感じる．
iPadを使用することによって教室の灯りを消さないといけないので私も含めて目が悪い人たち，基本的にスクリーンの文字が読みづらく授業を理解するのに苦しみます．
表-3

アンケートの主要な結果 (第五学年 振動学)

肯定的な意見・改善を求める意見

否定的な意見

教科書のどこを見ているのかが分かりやすい．



教科書の要所を分かりやすく教えてもらえるので良末を使わない授業に比べて，授業内での理解度が少しいと思う．

下がった気がする．復習が必要だと感じるようになっ

良いと思います．教科書に線を引くときも分かりやすた．
いですし，スムーズだと思います．


端末を利用することで授業スピードが上がるため端前で先生が教科書内容に線引きするからどこに線を高機能端末での授業に慣れてしまうと，ないときに授引けばいいか分かりやすいが，全部同じ色だから後々業が分かりにくく感じた．

ごちゃごちゃになってくる．


線を引くだけならば分かりやすいと思うが，スライドに映されているものを板書するのは面倒に感じるかもしれない．

4. あとがきという結論を得ることができた．また，iPad を用いることによって，授業の内容や演習の具体的な作業内容を分かり

本稿は，第一著者が多機能情報端末である iPad を構造易く説明することができる．その為，説明や指示などを聴

力学の授業および情報処理の実験実習に活用した実践事覚で理解することが苦手な学生にとっては，大きな手助け例を報告したものである．また，本授業に対する学生の満になる可能性についても見出すことができた．

足度の調査を目的とし，加えて，現状の問題点や今後の改今後の課題は，多機能情報端末を用いた授業に適した授善点の抽出も狙いとして，アンケートを実施した．その結業資料の作成であろう．今回の報告では，授業で使用して果，iPad をハード的な内容である構造静力学および構造動いる資料については割愛している．これについては，次の力学の授業へ活用することによる効果は少なからずある

機会を見つけて報告したい．

― 40 ―

大分工業高等専門学校紀要 第 50 号 (平成 25 年 11 月)

従来，多機能情報端末を活用する試みの多くはアプリの開発が目的となることが多いように思われるが，今回の取参考文献
1)

名木野晴暢，松下明寿香，足立忠晴，渡辺力，石丸和

り組みではそれを目的としていない．なぜなら，現状でも宏，柴田俊文：高等専門学校の構造力学科目の実施状

十分に優れたアプリは幾つも開発されているからである．

況と学習項目の調査 － 函館高専，明石高専，松江高

今回の取り組みは，既にあるツールやアプリの性能・機能専および大分高専を対象として －，大分工業高等専を最大限に活かすことを念頭に置いて実施した為，新規性

門学校 紀要 第50号, pp.30-35, 2013．

はないであろう．しかし，多機能情報端末の機能を上手く

2)号, pp.25-32, 2004.

業を実施できる可能性は十分に見出すことができた．これ
らを踏まえて，今後の取り組みの過程で生じる問題の解決

乃万司：タブレットPCを用いた活気のある授業を目指して, 九州工業大学 情報科学センター 広報 第17活用することで，学生にとって理解のし易い構造力学の授
3)

岩居弘樹：iPadを活用したドイツ語アクティブラーニ
ング, 大阪大学 大学教育センター紀要 8, pp.1-8,に必要なアプリについては開発を行う予定である．

2011.
4)

岩居弘樹：iPadを活用した外国語授業実践からみたデ

謝辞：本取り組みは，平成24年度豊橋技術科学大学高専連

ジタル教科書の可能性と課題, 2012 PC Conference 論

携教育研究プロジェクト (教育プロジェクト支援) による文集 pp.93-94, 2012.

助成を受けて行われました．本取り組みの機会を与えてい5)

辰島裕美：タブレット端末を利用した授業の試みからただいた第三著者である豊橋科学技術大学 機械工学系

見 た 大 学 の 課 題 , 2012 PC Conference 論 文 集

教授 足立忠晴先生並びに関係者各位に謝意を示します．

pp.155-156, 2012.

また，アンケート調査に協力をいただいた当時の都市シス

6)

塚元宏雄：授業におけるタブレット型端末の活用可能

テム工学科の第三学年，第四学年および第五学年の学生の性に関する一考察, 鹿児島大学教育学部教育実践研

みなさん，アンケートの集計を担当していただいた松下明

究紀要 22, pp.247-255, 2012.

寿香さんに心から感謝いたします．最後に，ご多忙な中，本稿に対する貴重なご意見をいただきました，本校 一般科理系 教授 佐藤達郎先生，准教授 二宮純子先生に心より御礼申し上げます．

― 41 ―(2013.9.30 受付)