仙台高等専門学校における AL 導入に関して-一般教室での ICT を活用した AL の実践矢島邦昭、柏葉安宏、高橋晶子、早川吉弘
仙台高等専門学校 広瀬キャンパス〒989-3128 仙台市青葉区愛子中央 4－161－1

Introduction of Active Learning and Analysis in NIT of Sendai College
National Institute of Technology、 Sendai College、 Hirose
Kuniaki YAJIMA、 Yasuhiro KASHIWABA、 Akiko TAKAHASHI and Yoshihiro HAYAKAWA
が経過している．
１．背景

仙台高等専門学校（仙台高専）では、これに対

これまでの日本の教育は、幼稚園や小学校に応し、2014 年の公募型補助金事業である文部科

おいて、生徒達は授業に積極的に参加し、自ら学省・大学教区再生加速プログラムのテーマⅠ：考え、協働するという能動的な授業が行われてアクティブ・ラーニングの助成のもと、仙台高いるにもかかわらず、中学・高校と進むにつれ専の特色を生かした情報・電子分野のコンピュて、教師が一方的に授業をし、生徒は授業を聞ータ分野を生かした新しい教育システムとしていてノートを取ることが主となる受け身の授業

A3 学習システムを提案し、学内での AL の推進、が一般的であった．生徒達の能力、入学試験を環境整備を進めている[3]．AL 授業推進のため筆頭に常にテストで評価されるため、生徒達はに、一般教室の ICT 環境の整備を進めてきた．

学習内容を暗記することが目的となっていた．

AL 授業に ICT は必須ではないが、授業効率等

この背景には、大学入試を突破することが目的を考えると環境整備は推進すべきである．となり、学びを通した人間力や問題解決の能力

本稿では、仙台高専広瀬キャンパスにおけるの向上は軽視されていたためであると考えられ

AL 実施のための環境整備とカリキュラムにおる．中央審議会は複雑化多様化する社会の要求

ける ICT 環境の活用について報告する．に対応した人材の育成が緊急の課題であり、教育の質の転換を求めている[1]．つまり、これま

２．情報・電子分野の授業の分類での教員が中心となり、知識の伝達、注入を目

2－1．全体像的とした一方向型の単なる知識の詰め込みでは

仙台高専広瀬キャンパスでは、情報・電子分なく、教員と学生が意思疎通を図りつつ、一緒野を中心とする知能エレクトロニクス工学科、に切磋琢磨し、相互に刺激を与えながら知的に情報システム工学科、情報ネットワーク工学科

成長する場を創り、学生が主体的に問題発見・の３学科を有しており、それぞれ、以下を授業解決までができる能動型学習手法であるアクテの要としてカリキュラムを編成している．

ィブラーニング（AL）を提唱している[2]．AL

知能エレクトロニクス工学科では、インテリは世界的に注目されており、日本でも AL 導入

ジェント化が進む機器の動作を理解し、それらを小学校から大学まで広く取り組まれている．の開発に必要な各要素技術を広く学修さること、すなわち、日本全体として能動的に行動できる情報システム工学科では、ソフトウェア技術を人材を育成するための教育が推進されて、4 年中核とする情報システムの基礎から応用までを段階的に学修させること、そして情報ネットワ

良く講義、実習のサイクルを授業に入れこむこーク工学科では、情報の伝達・流通という観点とが容易であるため、AL としては取り組みやすから、ネットワーク技術、電気通信技術を中核い分類と考えられる．とする情報システム及びネットワークシステム

また、すべての学科で開講されている実験にの基礎から応用までを学修させる、としている．

おいては、学生主体の活動であり、元々AL 型授業であると言える．

２－２．基礎科目系
低学年(16～18 歳)では、電気回路、電子回路、

２－４. 情報系

電気磁気学、ディジタル回路を開講している．

低学年では、コンピュータリテラシ、プログ

これらを基礎として高学年（19～20 歳）では、ラミング、ネットワーク基礎、ネットワーク技

電磁気工学、電気回路工学、電子回路工学、応術を開講している．これらを基礎として高学年用物理学、電子デバイス、基礎 LSI 回路、電磁では、応用プログラミング、プログラミング応波工学、電波工学などが開講している．

用、ネットワークプログラミング、データ管理、電気回路系においては、回路方程式の扱い方や交流回路での独特な表示・計算方法など、回路特有の数学を自在に扱えることが必要であり、その為には反復練習を要する科目である．

ソフトウェアデザイン、解析、情報科学、離散コンピューティングなどを開講している．
プログラム関係は、実習・演習が中心のカリキュラムであり、比較的完全習得学習(Mastery

電子回路系においては、電気回路基礎が理解Learning)に近い授業が導入しやすい科目であされていることを前提としていること、更に高る．更に、コンピュータ科学を含む情報系の科

学年で開講されている電子回路は電子回路の基目はレベル設定の問題はあるが、知識の積み上礎が理解できていることも前提としているため、げを必ずしも必要とせず、科目で閉じたカリキ

入り口の電気回路基礎、電気回路が重要となる．

ュラムを設計可能である．

また、電磁気学系においても同様であり、いわゆる積み上げ型の科目である為、低学年での３．ICT 環境の整備状況

導入のカリキュラムが極めて重要となる．

３－１．一般教室の ICT 環境整備
これまで黒板と OHP 投影用スクリーンで構

２－３．実習系

成されていた一般教室をホワイトボード、プロ低学年では、ディジタル回路、ディジタル技

ジェクタ、書画カメラによる ICT 化を進めた．

術、マイクロコンピュータ、工学基礎実験、工AL 推進に ICT は必要不可欠ではないが、効率学基礎を開講している．これらを基礎として高的な授業の運用に有効的であるため、教室の整学年では、ディジタルシステム、コンピュータ備を進めている．図１に初期の一般教室の ICTシステム、組込みシステム、ディジタル制御、かの実施例を示す．可動式のホワイトボード、コンピュータアーキテクチャ、工学実験を開講

専用のデスクを準備した．

している．

図２は、同様の装置となっているが、学生 PBL、ディジタル回路系においても、電気・電子回技術職員との協力による自前の設置による一般路と同様に積み上げ型の科目ではであるが、導教室の ICT 化である[5]．図 3 に示すように学入時にはブール代数と論理演算を押さえれば良生同士で黒板にホワイトボードシートの最適なく、容易に習得可能な内容である．更に、本高貼り方を検討し、施工を行っている．図 4 は技専においては実習環境も整備されており、効率術職との協力により、極短焦点のプロジェクタ

を設置している状況である．

図 4 プロジェクタの設置
図１ 一般教室の ICT 化 Ver.1
教室の ICT 化(AL 対応型教室への変更)を自前の人材で行うことにより、コストの削減、工期の短縮が可能となり、教室利用への影響を抑えることができた．
３－２．ICT 機器環境の整備
校内情報ネットワークの情報コンセントは研究・実験室等に設置され、パソコンやタブレッ
ト端末等を用いて情報ネットワーク及びインターネット接続ができるようになっている．学生
図 2 一般教室の ICT 化 Ver.2が授業などで一斉に利用可能なパソコン等は、教育用計算機システムとして、電算機室オープン利用機器室、ＵＮＩＸ端末室、ＣＡＤ／ＣＡ
Ｉ実習室、コンピュータ演習室にそれぞれ約 50台のパソコンが設置され、主として授業で利用されている．オープン利用機器室をはじめこれらの端末は開放されており、正規の授業の妨げにならない限り、平日は放課後まで自由に利用できる．校内情報ネットワークでは学生全員の利用できる学生用メールサービスが提供されており、授業教材のサーバとして高専機構におい

図 3 黒板のホワイトボード化て管理されている Blackboard などを活用している．
AL 推進のため、各実験室に 2 つ、教室に１つの無線アクセスポイントの設置を設置した．また、約１２０台のタブレット端末が導入されており、ＩＣＴを活用した授業で活用している．

図 5 に示すタブレット端末等利用申込書（短期・長期）にて使用する科目にて申請を行うことで、でに 2016 年度前期の開講科目まで実施した．
アンケート項目は、校内でタブレット端末を活用することが可能でi.学生が能動的に授業に参加するための仕組みある．iPadAir25 台、iPad mini50 台、Surface2(キii.授業内容の理解・定着に有効なツールーボード付き)44 台を準備している．一般教室

iii.学生と授業中にコミュニケーションをとるにて、これらの端末を校内 LAN に接続可能でのに重要な教員のスキルあり、授業教材のサーバへの接続、ネットワーから構成した．また、各教員の AL に対する意

ク検索やシミュレータによる回路解析が可能の識が向上することを期待して、AL に関連した基である．現在は、学生の持ち込み端末への対応

礎的なキーワード等がアンケート項目になるよ（BYOD）を進めている．

うに工夫した．なお、2014 年度のアンケートで教材共有サービスでは、講義資料の配布、レは、「授業にアクティブラーニングを取り入れてポート提出の他に、演習課題の回答ビデオ、レいるか」という項目を設け、この項目への回答

クチャキャプチャコンテンツの公開や実験の補から AL を授業へ導入しているか否かを判断し助動画や効果的なプレゼンテーションの方法がた．2015 年度および 2016 年度前期のアンケー納められたコンテンツがある．

トでは、上記 i)から iii)までに対応した 27 項目

また、これまで有線で接続された PC 環境に対して、授業への取り入れ頻度を「いつも、でないと実施することが困難であった ICT の活

だいたい、約半分、まあまあ、少し」の 5 段階用環境を校内無線 LAN に接続することで、一で回答して貰った．「いつも」を 5 点、「少し」般教室でも比較的容易に学生が自発的な学習・を 1 点とし、回答の合計が 30 点以上となれば、調査を行いやすくなった．教員は、授業の理解AL を導入していることとした．従って、2015度などをリアルタイムに知ることができるクリ

年、2016 年度の評価基準は、2014 年度よりもッカーの利用の可能となった．

厳しいと言える．なお、回答科目数は 2014 年

平成 27 年からの 2 年間で貸出回数を表にま度、2015 年度および 2016 年度前期において、とめる．およそ、授業の 50％はシミュレータをそれぞれ、132、143 および 96 である．本校に用いた回路解析や問題解決型学習ための方法収

おける AL 導入の初期にあたる 2014 年度およ集、解決のための調査などで活用している．

び 2015 年度には、「授業の進め方」、「授業の工夫」、「AL 導入の準備」等に関する質問も適宜お表１．タブレット端末貸出情報

こない、記述式で回答して貰った．

タブレット端末
iPad min iPAD air Surface
貸出授業数1205450444
貸出回数322531
タブレット端末平成28年度
iPad min iPAD air Surface
貸出授業数16328051038
貸出回数475132
平成27年度４．ＡＬ導入の分析
AL 導入の分析にあたり、教員対象にアンケート調査を行うことで、ＡＬの実施率を評価した．
アンケート調査は、2014 年から開始し、これま

図 5．AL 型授業の実施状況

今回対象とした情報・電子分野に関する全科可能であることを示した．
また、
ICT を活用した AL

目におけるＡＬ実施率のアンケートの集計結果

推進の例として、導入事例と利用に関して報告しを図１に示す．2014 年に AL の導入が開始し、た．今度の課題としては、ＡＬ実践の調査するアン2015、2016 年と AL の実施率が向上している．

ケートの改善と、ＡＬ自体の効果の定量的な評価

特に、 2015、 2016 年はＡＬ実施の判断基準をを行う手法を確立したい．

2014 年よりもシビアに設定しているにも関わらず、2014 年と比較して、2015、2016 年はＡ

参考文献

Ｌ実施率が向上している．
[1]教育再生実行会議:「これからの大学教育等の在り方につい５．考察
図 5 に示されるように、情報・電子分野でのＡＬの実施を開始した 2014 年の AL 実施率は比較的低い値であった．この状況を改善しようと、教員の研修等により AL 導入を促し、教員のスキルアップと努力により、2015 年のＡＬ実施率は増化したと見られる．しかし、2016 年ではＡＬ実施率の下落がみられた．これは、基礎科目を担当する教員の多くが、情報・電子分野の基本科目の修得には、ＡＬでの授業実施が困難であると判断し、従来の知識定着型の教授方法に戻したためではないかと思われる．1 考察であるが、基礎科目は、情報・電子分野における基盤となる知識であるため、自ら考えて学ぶより、必要な知識を定着させるための教育が必要であると考えられる．AL による問題発見、解決の能動的な学びより、演習などで提示して、修得したちしきにて問題を解決することにより定着型の学習が有効であるという考え方と思われる．一般に確認テストや小テストにて素の進捗状況を確認するが、この際に自分でその進度を確認することが可能な学習システムであるＭ
Ｌ(Mastery Learning の要素を適用することで、学生の能動的な学びを促すことは可能であると考える．て（第三次提言）」、平成 25 年 5 月 28 日.
[2] 中央教育審議会：初等中等教育における教育課程の基準等の在り方について（諮問）、平成 26 年 11 月 20 日、26 文科初第 852 号.
[3]Takahashi、 Akiko; Kashiwaba、 Yasuhiro;、 Okumura、Toshiaki; Ando、 Toshihiko; Yajima、 Kuniaki; Hyakawa、Yoshihiro; Takeshige、 Motomu; Uchida、 Tatsuo: "Designof Advanced Active and Autonomous Learning System for
Computing

Education-A3

Learning

System-" 、IEEE

Teaching Assessment and Learning for Engineering (TALE)
2015、 p.48 (2015).
[4]川崎浩司、笈口誠志、高田稔、山内誠、森弘則、菅原利弥、
加藤武信、若生一広、矢島邦昭:「仙台高専におけるアクティブラーニングへの取り組み～自前で行う教室の ICT 化および SNSを活用した情報発信」、第 21 回高専シンポジウム in 香川、F11 (2016.1).
[5] Kuniaki YAJIMA、Akiko TAKAHASHI、 Seishi OIGUCHI、

Yashuhiro KASHIWABA、 Yoshihiro HAYAKAWA:Construction of
Active Learning Environment by the Student Project、 20thInternational

ConferenceonKnowledge-BasedandIntelligent Information & Engineering Systems、 k16is102、 pp. 1195-1204[6] Kuniaki Yajima、Yasuhiro Kashiwaba、 Akiko Takahashi
and Yoshihiro Hayakawa :About promotion of AL and theevaluate of the AL lecture in NIT Sendai college 、The

６．まとめ
本報告では、一般教室の ICT 化について報告した．AL 授業ために ICT は必須ではないが、効率的な授業運営には積極的に活用すべきと考える．素の環境を低コストにて、短時間で導入することが5th International GIGAKU Conference in Nagaoka(IGCN
2016)、P-95、p.105、(2016.Oct.6-7)