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CON T E N T S【コラム】教科「情報」の魅力を引き出す探究的な学びの推進を…田﨑 丈晴【解説】中高生情報学研究コンテストの意義と第 4 回の審査の様子…中野 由章【解説】第 4 回中高生情報学研究コンテストの作品紹介…稲垣 知宏

COLUMN基 応専 般教科「情報」の魅力を引き出す探究的な学びの推進をJr.

2022 年 3 月 5 日，第 4 回中高生情報学研究コンテスト☆1が開催された．中学生，高校生，中等教育学校生，高等専門学校生による，高等学校の教科「情報」や，中学校の技術・家庭科（技術分野）「D情報の技術」に沿った探究活動など，日頃の情報学分野での学習成果のポスター発表 86 件を聴くことができた．今回から，後援に文部科学省を加えていただいた関係で，最優秀賞は，最優秀賞・文部科学大臣賞として贈られた．この賞を受賞した
発表「スマート盲導杖『道しる兵衛』」は，分かりやすい問題提起を行い，先行事例を十分に調査されている．次に技術を活用するための自身の考えを明確に示し，自分でできる部分を開発した．その後動作検証を行い，新たな価値を提案した．このほかの発表においても，問題の発見・解決に向けて情報と情報技術を適切かつ効果的，創造的に活用し，情報社会の発展に寄与する研究成果と言える多くの発表があり，優秀賞，奨励賞，入選に 46 件の発表が選ばれた．コンテストの Web サイトには，参加したポスターすべてに対する，探究的な学習活動の進め方，成果のまとめ方などのコメントが掲載された．発表者にとって参考になることはもちろんのこと，「情報 I」「情報 II」における探究的な学習活動の事例としてこれから学習活動に取り組もうと考えている先生や生徒の皆さんにとっても参考になると思う．
さて，この 4 月から新しい学習指導要領が学年進行で実施された．「情報 I」は，問題の発見・解決に向けて，事象を情報とその結び付きの視点から捉え，情報技術を適切かつ効果的に活用する力を養う科目，「情報 II」は，「情報 I」において培った基礎の上に，問題の発見・解決に向けて，情報システムや多様なデータを適切かつ効果的に活用する，あるいはコンテンツを創造する力を養う科目である．学習指導要領では，生徒がこのような力を，情報技術を活用して問題の発見・解決を行う学習活動を通して身に付けること，それに向けて，主体的・対話的で深い学びの実現を図ること，その際には，探究的な学習活動の充実を図ることを求めている．生徒たちが革新的，創造的な発想で問題解決に取り組み，情報社会に主体的に参画し，その発展に寄与しようとする力を，探究的な学習活動を通して養えるよう，大いに取り組まれることを期待している．次回の中高生情報学研究コンテストが今から楽しみである．
☆1

第 4 回 中高生情報学研究コンテストポスター，https://www.ipsj.or.jp/event/taikai/84/84PosterSession/contents/index.html

田﨑丈晴（国立教育政策研究所教育課程研究センター／文部科学省初等中等教育局）（正会員） tasaki@nier.go.jp

2003 年東京理科大学大学院修士課程経営工学専攻修了後，埼玉県私立高校，東京都公立高校で情報を，同中等教育学校で情報および技術・家庭科（技術分野）を担当し，東京都教育委員会勤務，東京都立中学校副校長を経て現職．

ぺた語義は pedagogy（教育学）を元にした造語です．常設の教育コーナーとして教育や人材育成に関する記事を広く掲載しています．
ぺた語義に掲載された記事は，情報処理学会 Web ページの「教育・人材育成」からどなたでもご覧いただけます .

情報処理 Vol.63 No.8 Aug. 2022

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基 応
専 般

ARTICLEJr.

中高生情報学研究コンテストの意義と第 4 回の審査の様子
中野由章

工学院大学附属中学校・高等学校
情報処理学会（以下，本会）は，全国大会開催時に「中報教育研究会，全国専門学科情報科高等学校長会，高生情報学研究コンテスト」を開催している．第 1 回

特定非営利活動法人情報オリンピック日本委員会，は本会第 81 回全国大会併催として，2018 年 3 月に福情報学科・専攻協議会に加え，今回は，文部科学省，岡大学で参加者が一堂に会して実施した．第 2 回以経済産業省，公益社団法人全国高等学校文化連盟

降も本会全国大会併催として実施したが，コロナ禍にも加わっていただいた．

1）の影響により，オンライン開催となっている ．
中高生情報学研究コンテストは，中学生が主に技応募資格

術・家庭科技術分野の「Ｄ 情報に関する技術」，高応募資格は，中学生や高校生，高専生（3 年まで）校生が主に共通教科情報科において探究的に学んだで構成されたチーム（4 名以下）で，保護者または指内容を 1 枚のポスターにまとめ，それを本会全国導者など責任者を必要としている．また，チームメ大会の場で発表するという形式で企画している．中ンバの少なくとも 1 名は本会ジュニア会員であるこ高生が優れた研究をまとめて発表する機会を本会がとを求めている．ちなみに，ジュニア会員は，大学提供することはきわめて意義深い．本稿では，第 43 年生までが対象であり，会費は無料である ．な回中高生情報学研究コンテストについて審査の様子

お，当コンテストへの参加費用は無料としている．

2）を中心に解説し，今後の課題を示すとともに，中高生情報学研究コンテストの意義について述べる．

募集テーマ
募集テーマは，中学校技術・家庭科技術分野「Ｄ第 4 回中高生情報学研究コンテスト

情報に関する技術」および高等学校共通教科情報科の趣旨に即した以下の分野としている（図 -1）．

概要
第 4 回中高生情報学研究コンテストは，第 84 回情報処理学会 全国大会併催イベントとして，2022
年 3 月 5 日（土）13：20 〜 15：20 にオンラインで開催した．
主催は本会情報処理教育委員会と初等中等教育委員会で，今年も国立情報学研究所に共催していただいた．後援は，国立研究開発法人科学技術振興機構，（独）情報処理推進機構，全国高等学校情（1）情報の活用と表現（2）情報通信ネットワークとコミュニケーション（3）情報社会の課題と情報モラル（4）望ましい情報社会の構築（5）コンピュータと情報通信ネットワーク（6）問題解決とコンピュータの活用（7）情報の管理と問題解決（情報通信ネットワークやデータベースに関係する分野に限る）（8）情報技術の進展と情報モラル（9）ディジタル作品の設計・制作（10）プログラムによる計測・制御

図 -1

テーマ一覧

-【解説】中高生情報学研究コンテストの意義と第 4 回の審査の様子 -412

情報処理 Vol.63 No.8 Aug. 2022

提出システムと提出物員会委員長賞を，付加賞として原則 1 件ずつ授与

申込の流れと提出書類については，申込数増大している．また，参加チームのメンバ全員に参加に対応するため，人が作業に介在する従来の流れ証明書を発行している．

を改め，申込を完了すると ID とパスワードが発行され，指定のマイページから書類の提出を行う

応募数と受賞者数の推移

ポスター投稿システムを構築した．

第 81 回全国大会併催イベントとして始まった中

申込締切は 2021 年 12 月 24 日（金），書類提出
期限は 2022 年 2 月 10 日（木）とし，以下のものの高生情報学研究コンテストの審査対象数と受賞者数は，以下の通りとなっている（表 -1）．

提出を求めた（図 -2）．
その際，所属する中学校または高等学校以外か審査方法

ら何らかの支援を受けている研究については，ど審査は，1 次審査と 2 次審査という，2 段階で行っ

こ か ら ど の よ う な 支 援 を 受 け て い る の か をポ スた．ただし，2 次審査においても全ポスターを審ターに明記することを求めている．

査対象としている．詳細について，以下に述べる．
• 1 次審査

表彰内容

1 次審査は，本会初等中等教育委員会委員が中優秀なポスターには，中高生研究賞最優秀賞，心となって担当するが，本会情報処理教育委員会

中高生研究賞優秀賞，中高生研究賞奨励賞などを委員をはじめ多くの本会会員にも協力を依頼し，授与している．中高生研究賞最優秀賞および中高合計 26 人で審査を行った．

生研究賞優秀賞を受賞したチームは，本会の若手1 次審査として，各ポスターを 3 人で審査する奨励賞候補として推薦される．また，中高生研究こととし，審査委員の希望や専門性を考慮して審賞最優秀賞受賞者には，今回から文部科学大臣賞

査 対 象 を 割 り 当 て た． 審 査 期 間 は，2022 年 2 月も授与されることとなった．

15 日（火）から 2 月 22 日（火）までとし，審査の観第 1 回以来，中高生研究賞最優秀賞は 1 件，中高生研究賞優秀賞は 2 件となっている．これは本点は，次の 4 項目について，5 段階評価（各 1 〜 5 点，20 点満点）で行った（図 -3）．

会の若手奨励賞推薦数が 3 件以内となっているた

これらに加えて，全体の上位 25% 以内に入りそめである．中高生研究賞奨励賞は，最優秀賞・優うな研究や注目すべき研究だと判断したものにつ秀賞に次ぐものとして授与しており，第 2 回以降は審査対象の上位 25% 程度を目安にしている．入表 -1

審査対象数と受賞者数の一覧
回（年度）第1回 第2回 第3回 第4回（2018）（2019）（2020）（2021）

選は，さらにそれに続くものとして上位 50％程度

審査対象37608786を目安に授与している．なお，中高生研究賞奨励最優秀賞

11

1

1

賞の中で，特に先進的で高度な研究には情報処理

優秀賞

2222

奨励賞・情報処理教育委員会委員長賞

-

11

1

教育委員会委員長賞，中学校や高等学校での探究奨励賞・初等中等教育委員会委員長賞

-

1

2

1的学習の範となるような研究には初等中等教育委

奨励賞

5101617入選-162325（1）ポスター 1 枚（A4 サイズの PDF）
（2）400 字の説明テキスト（3）2 分以内の動画または音声ファイル（オプション）

新規性：独創的か（先行研究調査の有無を含む）
有効性：効果が期待できるか
表現性：ポスターとして適切な表現か
関連性：中学校や高等学校の学習内容を踏まえたものか

図 -2

図 -3

提出物

審査の観点

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いては，総合的に見て上位入賞候補として推薦しでは，投稿されたものすべてを発表してもらっていてもらった．また，著者へのコメントや審査委員る．申込件数が大幅に増加した第 2 回から今回まで会へのコメントも依頼した．

は，オンライン開催だから可能になっている面もあ• 2 次審査

り，今後現地開催となった場合，会場運営の都合上，2 次審査は，2 月 23 日（水）に，オンラインビデオ発表件数を絞ることが求められる可能性がある．

会議で 3 時間半ほどかけて慎重に審議した．2 次審

さらに，現在，各ポスターに 3 人の審査委員が必

査は 1 次審査委員に加え，国立教育政策研究所教育要となっていることと，2 次審査においても全件対課程研究センター教育課程調査官である田﨑丈晴氏象としていることから，審査負荷の観点からも発表にも特別審査委員として加わっていただいた．

件数の制限について検討が迫られている．

中高生研究賞最優秀賞・文部科学大臣賞，中高生研究賞優秀賞，中高生研究賞奨励賞・情報処理教育

実施時期と方法の変更委員会委員長，中高生研究賞奨励賞・初等中等教育

本会の全国大会は 3 月上旬から中旬に設定されて委員会委員長賞については，上位 10% 以内か，まいる．中高生情報学研究コンテストは，本会全国大たは，複数の審査委員が上位入賞候補として推薦し会併催の意義が大きいことは後述する．しかしながている 18 件から決定した．中高生研究賞奨励賞は，ら，この時期は中学校も高等学校も学年末考査の時上記候補を含め上位 25% 程度かつ上位入賞候補と期と重なっており，また，高等学校においては入学して推薦されているものから決定した．入選は，上者選抜の時期でもある．さらに，高校 3 年生の場合，位 50％程度で原則として上位入賞候補として推薦すでに卒業してしまっている場合もある．実施時期されているものから決定した．

については，年末が望ましいとの意見も多く寄せられている．
全国大会における発表件数の問題と，発表時期の今後の課題問題を同時に解決するために，将来的には地区別の発表取り下げ

ブロック大会を 12 月に実施し，選抜されたもので申込みをしたにもかかわらず，ポスターを提出せ全国大会を実施するということも考えられる．

ず，発表取り下げとなったものが，第 2 回は 2 件，第 3 回は 1 件だったが，第 4 回は 5 件あった．申し込んだものの提出が間に合わないものがいくらか

中高生情報学研究コンテストの意義と第 5 回に向けて発生するのは致し方ないと思うが，今回の 5 件は想定以上に多かった．申込みが予定数を超えた場合，中高生にとっては，この中高生情報学研究コンテ早期に締め切る可能性があったり，申込み完了時点ストで発表するという具体的目的意識を持って探究で審査委員を割り当てたりしているため，取り下げ活動に取り組むことができる．また，審査委員や本件数が多くなることは運営上の支障となる．

会全国大会参加者から「研究」としての助言や指導を受けられる．中学校や高等学校の教員は教育指導の発表件数の制限

スペシャリストではあるが，必ずしも研究指導のス

第 1 回より今回まで，申込件数は順調に増加してペシャリストではない．それに対して，中高生研究おり，大学入学共通テストで「情報」が出題されるこコンテストに参加することで，第一線の研究者からともあり，今後大幅な増加が見込まれる．第 4 回ま研究に対する指導・助言を直接得られることのメ-【解説】中高生情報学研究コンテストの意義と第 4 回の審査の様子 -414

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リットは大きい（図 -4） ．本会全国大会に参加し

3）ては第 4 回と同様に行う．先進的な尖った研究や中ている大学教員や企業社員にとっても，中高生がど高生らしい視点の探究的な情報学研究が活発に行わのようなことを学び，どのレベルに到達しているのれ，そのプロセスや成果をたくさん披露していただ

かを直に見ることで，中学校や高等学校における情きたいと切に願う．

報教育の内容を理解することができる．また，本会学研究コンテストがさまざまなメディアで取り上げ

参考文献
1） 情報処理学会：中高生情報学研究コンテスト，https://www.
ipsj.or.jp/event/event_chukousei.html
2） 情報処理学会：ジュニア会員のページ，https://www.ipsj.or.jp/junior/
3） 情 報 処 理 学 会： 第 4 回 中 高 生 情 報 学 研 究 コ ン テ ス ト ポ
ス タ ー へ の コ メ ン ト，https://www.ipsj.or.jp/event/taikai/84/84PosterSession/comment.html

られることで，社会全体に対して情報教育への理解（2022 年 6 月 1 日受付）にとっても，ジュニア会員を獲得することに繋がるだけでなく，ジュニア会員や中等教育における情報教育へ貢献することにもなる．さらに，中高生情報を促進させることが可能になる．中高生情報学研究
コンテストは，もはや，本会の存在価値を構成する重要な部分になっていると言っても過言ではない．
第 5 回は 2023 年 3 月 4 日（土）に電気通信大学でハイブリッド開催する予定である．審査方法につい中野由章（正会員） info@nakano.ac
技術士（総合技術監理・情報工学）．本会初等中等教育委員会委員長．日本 IBM 大和研究所，三重県立高校，千里金蘭大，大阪電通大，神戸市立高校を経て，工学院大附中高校長兼工学院大教育開発センター特任教授．本会シニア会員．

図 -4 ポスターに対する指導・助言の例

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基 応
専 般ARTICLE

第 4 回中高生情報学研究コンテストの作品紹介

Jr.

稲垣知宏
広島大学

中高生情報学研究コンテスト受賞作品

像 認 識 AI を 搭 載 し た 白 杖 を 小 型 コ ン ピ ュ ー タ「Raspberry Pi」
を用いて開発した．

第 84 回情報処理学会全国大会の中で開催された第従来の白杖は，触れることにより障害物を検知し4 回中高生情報学研究コンテストでは，92 件がエン歩行時の視覚障害者を危険から護る道具だが，そのトリーされ，86 件の作品応募があった．いずれも力

アナログな仕組みでは，視覚障害者を歩行中の重大作揃いで，中高生らしい感性，研究動機と研究方法で事故，たとえば駅ホームからの転落事故や歩行者や進められた研究からは，中高生の情報学に対する関心の高さと若者らしい行動力を実感させられた．本コン
テストでは，応募作品の中から，中高生研究賞最優秀賞・（1 件），中高生研究賞優秀賞（2 件），中高生研究賞奨励賞（19 件）と入選（25 件）を選出した．今回から，中高生研究賞最優秀賞に選ばれた作品には，文部科学大臣賞が授与されることになり，中高生研究賞最優秀賞と中高生研究賞優秀賞に選ばれた 3 件は本会の若手奨励賞にも選出されている．また，中高生研究賞奨励賞に選ばれた作品の中から情報処理教育委員会委員長賞（1 件），初等中等教育委員会委員長賞（1 件）を選出した．本稿では，中高生研究賞最優秀賞，中高生研究賞優秀賞，および委員長賞を受賞した 5 件について応募ポスターと概要を紹介する．ほかの作品については
Web ページで確認いただきたい

1）
，2）

．

中高生研究賞最優秀賞・文部科学大臣賞#14

高々１６１９@ 物理部：スマート盲導杖「道しる兵衛」～ AI 搭載白杖による視覚障害者歩行支援～（図 -1）
高田悠希（群馬県立高崎高等学校 1 年）
【概要】
視覚障害者の歩行時の危険を回避する目的で，画図 -1 高々１６１９@ 物理部：スマート盲導杖「道しる兵衛」～ AI 搭載白杖による視覚障害者歩行支援～-【解説】第 4 回中高生情報学研究コンテストの作品紹介 -416

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自転車との衝突事故から護ることは困難である．そ【概要】

こで白杖に測距センサを取り付けた「電子白杖」の開本研究では，e-learning における学習効率と学習発がこれまでにも行われてきたが，それも上記のよ意欲のトレードオフを考慮した出題手法を提案する．

うな重大事故を防ぐには不十分である．

近年，e-learning の普及により，出題を個別最適化

ここで，画像認識 Al を用いて視覚障害者の「目」する手法が提案されている．生徒の知識状態を推定の代わりとなる機能を白杖に持たせることを考えた．

する Knowledge Tracing に基づく従来手法は，苦手

この白杖は，線路や横断歩道などの画像を学習させな問題を優先的に出題することで学習効率を高めるた独自の Al と搭載したカメラにより，その有無を一方，苦手な問題ばかり解くことによる学習意欲の使用者に伝え，転落事故や交通事故の防止に繋げる低下が指摘されている．生徒の学習意欲の向上は学ことができる．

習量の増加だけでなく，e-learning の提供者にとっまた，センサではなく，カメラ画像から前方の歩てはユーザのサービス利用時間増加の便益がある．

行者や自転車を検知することで，より早くそれらの我々は，学習効率と学習意欲のトレードオフの関係存在を伝え，衝突事故を回避することが可能となる．と市場経済における需要と供給の関係の間にアナロジーを見出し，多腕バンディット問題に帰着させる．

中高生研究賞優秀賞#77 Otemon Earth Challenger：バーコード読み取

これにより多腕バンディット問題の最適化手法を用いることが可能になり，学習効率と学習意欲の両立りを利用した「ゴミ分別促進アプリ」の開発（図 -2）
西住 悠（追手門学院大手前高等学校 2 年）
【概要】
近年，私たちの身の回りにある物は多様化し，分別の方法が周知されておらず，間違った廃棄による環境問題が発生している．そこで，その問題を解決するために，「ゴミ分別促進アプリ」を開発した．
ゴミの分別を正しく行うことで無駄なゴミの焼却を抑え温室効果ガスである二酸化炭素や有害物質であるダイオキシンの発生を抑制しリサイクル可能なものを増やすことで循環型社会の促進を目的としている．アプリの機能は商品についているバーコードを読み取ることにより，その商品の分別方法や地域ごとのゴミ収集日が表示されるシステムの開発に取り組んだ．私の開発したアプリによって，地球環境の改善につながれることを期待する．
#90 宇土高等学校：Dynamic Questioning：強化学
習を用いた生徒の学習意欲維持と学習の効率化を両立する出題アルゴリズム（図 -3）
吉野泰生（熊本県立宇土高等学校 3 年）

図 -2 Otemon Earth Challenger：バーコード読み取りを利用した「ゴミ分別促進アプリ」の開発

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を実現する．我々は，模擬実験を行い提案法の有効タリングするシステムを開発した．このシステムは性を確認する．

換気のタイミングを音声や LINE による通知で知らせたり，自動で換気扇を回したりすることができる．

中高生研究賞奨励賞・情報処理教育委員会委
員長賞

また，このシステムを実際に校内で稼働させ，データを収集した．この結果，数理モデル「ザイデ#15 群馬県立高崎高等学校物理部 2 年：予測で換気ルの式」で計算した CO₂ 濃度の理論曲線と，CO₂ セを促す次世代 CO₂ モニター ～「Raspberry Pi」を用ンサで測定した実験データがよく一致することが分いたシステム開発と数理モデルによる解析～（図 -4）かった．これを応用し，数時間後の CO₂ 濃度を計算

佐藤弘基（群馬県立高崎高等学校 2 年）
，伊藤俊介
（同し，事前に換気を促す次世代 CO₂ モニターの開発に2 年），山本航紀（同 2 年），渡部翔太郎（同 2 年）も成功した．

【概要】
新型コロナウイルス感染症対策として，本研究では学校生活における教室での換気を促したり，CO₂中高生研究賞奨励賞・初等中等教育委員会委員長賞

濃度と在室人数との関係を調べたりする目的で，小#74型コンピュータ「Raspberry Pi」を用いて，CO₂ 濃度との開発（図 -5）

在室人数（カメラと物体検出 AI で測定）を同時にモニ末永温和（大阪府立千里高等学校 2 年）
，奥村友陽
（同

図 -3 宇土高等学校：Dynamic Questioning：強化学習を用いた生徒の学習意欲維持と学習の効率化を両立する出題アルゴリズム

図 -4 群馬県立高崎高等学校物理部 2 年：予測で換気を促す次世代 CO2 モニター ～「Raspberry Pi」を用いたシステム開発と数理モデルによる解析～

千里放送録音班：校内放送自動録音システム-【解説】第 4 回中高生情報学研究コンテストの作品紹介 -418

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2 年）
，池上聡範
（同 2 年）

みの動作に切り替わることで，安定性の向上を図っ【概要】

た．試験運用は成功しているので，今後は本校関係

本校では生徒，教職員の呼び出しなどの連絡に校者にも使ってもらい，使用感の改善にも努めたい．

内放送が用いられている．しかし，周囲の雑音によって聞き取りにくいことがあり，大きな問題となっている．そのため，校内放送を自動録音し，さ今後への期待らに音声認識によって文字情報化したものを共有す

中高生情報学研究コンテストの中高生研究賞最優ることで，重要な連絡の聞き逃しを防止できるので秀賞，中高生研究賞優秀賞，および中高生研究賞奨はないかと考えた．このシステムはマイクに接続し励賞を受賞した作品 19 件のうち情報処理教育委員

た Raspberry Pi をスピーカに設置して校内放送を録会委員長賞と初等中等教育委員会委員長賞を受賞し音するもので，既存設備の変更を伴わない．そして，た 2 件について紹介したが，普段の生活や学校生その音声および音声認識によって生成された文字情活の中から情報学に関するテーマを見つけ，授業で報を共有することができる．2 カ所に設置された 2

学んだ知識と技能をベースに，文献，情報を調べる

台の Raspberry Pi を用いて録音されたそれぞれの音等して，ものづくり，アプリ開発，アルゴリズム探声データを比較することで，雑音の録音を除去する索，システム開発，モデル構築につなげていったもことができた．また，一方の故障時にはもう一方ののである．中には，環境問題と持続可能性に注目し実用化が待たれる作品，機械学習といった新しい手法を取り入れることで最先端の研究成果に迫る作品もあった．また，地域や学校生活の中で利用し改善していくことで，さらなる発展が見込まれる作品も少なくなかった．今回，応募された中高生が，情報学に関するテーマに興味を持ち続けてくれることで，近い将来，情報学とその関連分野の発展や新しい技術開発につながっていくことと期待している．
参考文献
1） 第 4 回中高生情報学研究コンテスト，https://www.ipsj.or.jp/
event/taikai/84/84PosterSession/2） 第 84 回情報処理学会全国大会 第 4 回中高生情報学研究コン
テスト，「みらいぶ」高校生応援（河合塾），https://www.milive.
jp/live/220301/（2022 年 4 月 27 日受付）稲垣知宏（正会員） inagaki@hiroshima-u.ac.jp

図 -5

千里放送録音班：校内放送自動録音システムの開発

1995 年広島大学大学院理学研究科博士課程修了．
博士（理学）．広島大学情報メディア教育研究セン
ター教授．大学における情報教育改革に取り組んでいる．本会情報処理教育委員会委員長．

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