ISSN

2432 5902

Journal of the Japan Society of Technology Education in Kyushu Branch

25

2017

2

1

1

7

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(I)

15

0
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19
27

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35

Kevin Muhamad Lukman
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2017 H29

(1)
(6)

2017
2017
2017
2017
2017

(8)

(15)
(17)

ii

Journal of the Japan Society of Technology Education in Kyushu Branch
Vol.25 (2017)
Contents
Research Paper(s)A Study of Beginner’s Mistakes of Drawing Multi-line Connection Diagram on Electrical
Construction·············································································································· Tadashi ISHIBASHI

1

Research for Investigate Images of Programming in Junior High School Students and High SchoolStudents··············································· Shotaro SUGIYAMA, Hisashi NAKAHARA and Yasushi ICHIHARA7

Educational use of Charcoal Kiln for Sustainable Society (I)― Optimization of the Charcoal Making Technology ―·············· Katsuya TERATOKO, Sota KOYAMA, Mizuki HIGASHI, Mitsuru IKEDA and Miyo RYUNO

15Development of a Manufacturing Teaching Material Using Calabash Gourd― A Study on the Cultivation and Post-Harvest Handling ―····························································································· Yu SOBONITA and Kenji HIRAO19

Input Speed and Accuracy Measurement on Tablets by Web Application Programs for Elementary
School Students································ Masato SHIRAISHI, Hiroki HORIHATA , Shintaro IMOTO and Yoshifumi SEO27

Changes of Elementary School Students’ Awareness and Behavior in “Wood Education Workshops”
Mizuki HIGASHI, Katsuya TERATOKO, Ryuzo FURUKAWA, Masae MITSUHASHI································································································· and Kevin Muhamad Lukman35

A Study on Teaching Materials of Metal Work of Junior High School Technology Education in
Kagoshima Prefecture - I: Situation of Teaching Material Equipment –········································································ Kazuyoshi FUKAGAWA and Maika FUKUNAGA

43

A Study on Teaching Materials of Metal Work of Junior High School Technology Education in
Kagoshima Prefecture - II: Situation of Teaching Materials Utilization ········································································ Kazuyoshi FUKAGAWA and Maika FUKUNAGA

51

Proposition and Valuation of Evaluation Criteria corresponding to Acquisition Standards forTechnology Education Teacher Training Course in Information Area····························· Masato SHIRAISHI, Koudai MACHIDA, Syoukei NAKANO and Hirokazu MITO57

Development of a Web Application to Support Creative Composition Process Using Tablets····························································· Yoshifumi SEO, Hirokazu MITO and Masato SHIRAISHI

69

A Trial of Text-based Programming Education by TabletsAssuming Use at Elementary School································· Hirokazu MITO, Toshiki FUJIKANE, Yoshifumi SEO and Masato SHIRAISHI

75

A Sinusoid Generator using PIC and its Application to Soil Moisture Measurement························································································································· Cosy MUTO 81

Curriculum Development for Forest Environmental Education in A Teacher Training Course··············································································· Yumiko SAKAMOTO, Hirotsugu TAGUCHI 89

Development of a Teaching Material for Theoretical and Practical classes of Soil Improvement
I Improvement of the Simple Method for Measuring Physical Properties of Soil and Preparation of
those Index Performing Commercially Available Soils for Crop Culture·································································································· Shu IKEDA and Yoki ASANO 97iii

Studies of Changes of States of Feelings and Moods Effected by Manufacturing Activities
Conducted at the Preventive Long-term Care Base Facility·························· Yukako SONODA, Hirotsugu TAGUCHI, Tomoko HARASHIMA and Masami SATO 103

Development of Teaching Materials ”Cube Puzzle” for Skill Teaching of Wood Working inTechnology Teacher Education Course at University···················································································· Keiichi SAKATA and Riew KINOSHITA 109

Practical Paper(s)Development and Practice of an In-school Training Program to Improve the Skills of Utilizing ICT
for Teaching – About the Approach Combined APDCA Cycle and Using Rubric –············································································································ Kenichi KURAMOTO 117

A Practical Study on Instructional Method for Promoting Students’ Awareness for Reading
Technological Design Through Disassembly and Reassembly of a Product Using Energy
Conversion Technology······························································ Naotaka HAGIMINE, Keita SERA and Jun MORIYAMA 125

Designing and Practicing Enjoyable Drawing Lessons using Woody Blocks as Teaching Materials··························································································· Ping YANG and Yusuke OKA 133

Curriculum Practice Based on Phased-Introduction of Iceberg Model Cards in the Area ofTechnology of Materials and their Processing················································································· Keitaro MORI* Hirotsugu TAGUCHI 139

Study on Improving Safety Education Aiming to Lead the Students to Become Sensitive to Danger··············································································································· Rikio HIKIJI 147

Teaching Practice with Newly Developed Power Generation Instruction Material to Foster an
Ingenious and Creative Mind················································ Yuma KINJOU, Yasuhiro TAMASIRO and Kiyomitu ONODERA 155

Proceedings (in Japanese) ······························································································ (1)Commendation (in Japanese) ························································································· (6)Agreement for JSTE Kyushu Branch (in Japanese) ···························································· (8)Detailed Regulations for JSTE Kyushu Branch(in Japanese)Award Provisions (in Japanese)
Submission Provisions (in Japanese)
Privacy Policy (in Japanese)
Paper Stationery (in Japanese) ······················································································ (15)Society Information (in Japanese) ·················································································· (17)iv

日本産業技術教育学会九州支部論文集 第25（2017）1〜6

電気工事の複線図作成における初学者のつまずきに関する研究
A Study of Beginner’s Mistakes of Drawing Multi-line Connection Diagramon Electrical Construction
石橋 直*
Tadashi ISHIBASHI**Faculty of Education, University of Teacher Education Fukuoka
電気工事士は，工業高校の電気系学科において取得を推奨されている国家資格の一つである。本研究は，電気工事の作業に必要な複線図作成において，初学者がどのような問題でつまずくかについて調査することを通して，電気工事の指導に有用な知見を得ることを目的とした。その方法として，電気工事の初学者を対象に，複線図作成方法の習得に関する授業を実施し，その後，電源・ジョイントボックス・点滅器・照明負荷・コンセントで構成された単線図を複線図に変換する問題に取り組ませた。加えて，回路図から実体配線図に変換する問題に取り組ませた。
その結果，次のことが明らかになった。(1)接地側電線を負荷，非接地側電線を点滅器に接続する手順の段階では，ほとんどの初学者はつまずかない。(2)点滅器とコンセントが同一箇所に配置されている場合に誤結線を起こしやすい。(3)単線図における 1 本の線に 3 本以上の電線を割り当てる場合に配線及び色のつまずきを起こしやすい。(4)実体配線図作成技能と複線図作成技能に相関関係は無い。
キーワード：工業教育，電気工事，複線図，初学者，つまずき

1. はじめに第一種及び第二種電気工事士は，電気工事士法に基づく国家資格である。中でも，第二種電気工事士は，
一般住宅や店舗などの600ボルト以下で受電する設備の工事に従事できる資格であり，多くの工業高校において取得が奨励されている。工業高校で当該資格の取得を教育活動の一部として位置付けている学科は電気科のみならず，電子機械科，情報技術科，電子情報科，機械科など，電気に関する科目を有する学科において取り組まれている。その背景として，第二種電気工事士を取得しておかなければ従事できない業務
が建設業をはじめとして多数あり，工業高校在学中に取得することを望む企業が多いことが挙げられる。第二種電気工事士の受験申込者は年々増加しており，平成18年度の約10万人に対して，平成28年度には約15万人に上昇している1)ことからも，その需要の高さが窺える。
高等学校学習指導要領2)において，改訂の趣旨に「将来のスペシャリストの育成に必要な専門性の基
礎・基本を一層重視し、…（中略）…資格取得や有用な各種検定、競技会への挑戦等、目標をもった意欲的な学習を通して」生徒を育成していくことが示されている。また，原則履修科目「工業技術基礎」や「課題(2017 年 10 月 24 日受付，2017 年 11 月 21 日受理)
*福岡教育大学教育学部
2017 年 10 月 第 30 回九州支部大会にて発表-1-

研究」において，職業資格への理解やその取得を学習内容として位置付けている記述がある。電気工事の学
習内容は「課題研究」や「実習」にて扱われることが多く，実際の作業を通して学習する科目において実施されている3)。
電気工事士の取得にあたっては，第一種・第二種
ともに特別な場合を除き，筆記試験と技能試験の受験が必須であり，筆記試験を合格しなければ技能試験の受験資格を得られない仕組みになっている。そのいずれにおいても，単線図を複線図に変換する問題が出題されていることから，この作業を行う能力は電気工事を行う上で重要な技能といえる。一般的に，教科書4)や参考書5)においては，複線図作成の手順は次のように説明されている。
①電源，点滅器（スイッチ），コンセント，負荷などの器具を配置する。
②電源の白線（接地側電線）を負荷につなぐ。
③電線の黒線（非接地側電線）を点滅器につなぐ。
④点滅器と負荷の余った線をつなぐ。
⑤コンセントに白線，黒線をつなぐ。
工業高校における指導においては，生徒の複線図作成技能の習得状況を確認するために，生徒が作成した複線図を教師が一枚ずつ確認しなければならない
が，正誤の確認作業にはかなりの時間と労力がかかってしまう。複線図作成におけるつまずきの傾向を把握することができれば，教師は指導のポイントを絞ることができるとともに，生徒の技能習得の到達度を確認

表１ 複線図作成に関する授業の流れするための指標を得られるため，効率的な指導につなげることができる。しかし，電気回路の学習に関して，回路図のような概念的に記されたものを実体に具現化する過程で生じるつまずきを研究した事例は極めて少ない6)。また，本研究のように電気工事における複線図作成を扱った先行研究は見当たらない。本研究は，電気工事の初学者が単線図を複線図へ変換する過程において，どのような構成の場合につまずきやすいのかについて明らかにすることで，電気工事の指導に有用な基礎的知見を得ることを目的としたものである。なお，初学者を対象としていることから，構成要
素はできるだけ少なくすることを心掛けた。要素は，電源・ジョイントボックス（JB）・点滅器（片切ス
イッチ）・照明負荷（ランプレセプタクル）・コンセ
ントとし，単純なものから複雑なものへステップアッ
プしていく過程において，どの程度までルールや手順を適用できるかについて調査した。さらに，複線図作成の能力と，電気回路図を実体配線図に変換する能力の相関についても検討した。

内容
導
入
15
分

(1) 電気工事士試験の概要(2) 屋内配線図の見方
・屋内配線図の単線による表記
・図記号の意味，イ・ロ・ハ等の文字や機能(3) 複線図作成の必要性について

展
開
45
分

(4) 取り扱う図記号について・電源（Ｎ：接地側(白線)，Ｌ：非接地側(黒線)）
・ジョイントボックス
・点滅器（片切スイッチ）
・照明負荷（ランプレセプタクル）・コンセント(5) 複線図作成の手順とルールについて① 白（Ｗ）を負荷につなぐ② 黒（Ｂ）を点滅器（片切スイッチ）につなぐ③ のこりの線をつなぐ
以下，回路に応じて適用するルール※１：コンセントがある場合は，電源から直接つなぐ※２：線が３本必要な場合は，３本目に原則として赤（Ｒ）を使用する（３心）※３：線が４本必要な場合は，原則として２心ケーブ
ルを２本使用する（２心×２）(6) 例題と演習問題を繰り返す(7) 電気工事（例題１の回路）の実演を観察

調
査
30
分

(8) 調査の実施
・複線図作成に関する調査
・実体配線図作成に関する調査

2. 方法
2.1 調査対象・時期
調査は，電気工事士免状を所有していない電気工事初
学者の大学生・大学院生 26 人を対象とし，平成 29 年７月に実施した。
複線図 学習プリント
屋内配線などの電気配線図は，単線図（１本の線）で描かれている。この単線
図を電気回路図に書き直すことを「複線図に変換する」という。

（演習１）自己評価（易１・２・３・４・５難）

（例題１）
電源

ジョイントボックス（接続部）

N

イ

L

・接地側電線は白（Ｗ）

電源
レセプタクル（負荷）・非接地側電線は黒（Ｂ）

点滅器（スイッチ）

イ

上図の「単線図」を「複線図」に変換するには，次の手順で行う。
① 白（Ｗ）を負荷につなぐNW（演習２）自己評価（易１・２・３・４・５難）
N L

W

電源

L

イ

イ

② 黒（Ｂ）をスイッチにつなぐ
N
L

W

W

（例題２）コンセント

BB③ のこりの線をつなぐ
N
L

W

W

B

B
B

N

電源

イ

W

※電線は白と黒（及び赤）が 1 本のケーブルに納められている
イ※コンセントがある場合は，電源から直接つなぐ（最優先）

図１ 授業で使用した学習プリントの一部-2-L日本産業技術教育学会九州支部論文集 第25（2017）1〜6

2.2 複線図作成に関する授業の実施
単線図から複線図への変換方法を身に付けることを目的として，表１の流れで授業を実施した。使用した学習プリントの一部を図１に示す。はじめに，導入段階として電気工事士の概要と試験内容・方法について説明を行った。ここでは，第二種電気工事士試験について取り上げ，低圧屋内配線作業には資格が必要であることや，資格と職業の関連性について説明した。次に，実際の第二種電気工事士試験の過去問題における屋内配線図を見せ，図記号同士を結ぶ電線が単線で描かれていることに着目させることで，実際の工事には単線図を複線図に変換して作業しなければならないことについて説明した。展開
の段階では，まず，取り扱う図記号を伝え，複線図作成
手順とルールについて説明した。その後，例題と演習問
題を通して，複線図作成技能の習得を図った。さらに，
実際の電気工事を授業者が実演することで，ケーブル内には２色または３色の電線が組になって存在しているこ
問題１

問題２

とや，作業は複線図を参照しながらすすめていくことを実物で演示した。
2.3 調査方法
調査は，単線図を複線図に変換する問題 15 問（図２）と，回路図を実体配線図に変換する問題５問（図３）で構成し，30 分で実施した。複線図作成問題と実体配線図
作成問題は，問題が進むにつれて器具数が増えるものとした。器具の配置によって配線経路や電線数が変化する
ため，同じ器具数であっても，器具の配置を変えることで複数の出題パターンになるようにした（表２）。複線図作成問題の解答の際には，対象者は学習プリントを参照
してもよいこととした。実体配線図作成問題は端子間の配線を手書きで記入する回答方式で，問題は工業高校で用いられる実習の教科書 4)を参考に作成した。

問題３
イ

イ

イ

ロ

イ

イ

イ
ロ

イ

問題４

問題５

図３ 実体配線図作成問題の例（問題４）

問題６

表２ 実態配線図作成問題の出題パターン

ハ

イ

問題番号
イ

1

2

スイッチの数

1

1

1

1

1

電流計の数

1

0

1

1

2

電圧計の数

0

1

1

1

2

負荷の数

1

1

1

2

2

イ ロハ

イ

イ

イ

ロ

問題７

問題８

問題９
イ

3.1 複線図作成の調査結果と考察
複線図作成問題の結果を表３に示す。①～④は配線の手順におけるつまずきの数，⑤～⑦は電線色のルール適用におけるつまずきの数，⑧は接続点に関するつまずきの数である。

イ

イ
ロ

2

問題 10

問題 11

イ

イ

イ

ロ

問題 12

イ

イ

イ

ロ

ロ

問題 13

3.1.1 配線に関するつまずき
手順のつまずきについては，問題４・６・８・12・13・
15 でつまずいた人数が目立ち，約２～４割を占めた。不正解者は，「①白を負荷」と「②黒を点滅器」の手順でつまずいた人数は少なく，「③残りをつなぐ」の段階で誤結線を起こすことが多かった。問題４では，点滅器と照明負荷との対応（イ・ロ・ハの対応）を取れていないものが目立った。問題６・８は，点滅器とコンセント一箇所にまとめられており，渡り線を適切に活用しなければ手順通りに進められないため，図４左のように点滅器とコ

イ
ロ
ハ

ロ

ロ

ハ

イ

問題 14

問題 15
ロ

ロ

ロ

ロ

ロ

イ

イ
ロ

5

3. 結果と考察
ロ

イ

4

イ

イ

イ

3

イ

イ
イ

図２ 複線図作成技能の調査問題-3-

表３ 複線図作成問題の結果(n=26)
問題番号
1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

正答率[%]

100

100

85

27

96

58

81

35

62

38

35

19

35

65

19

配線の正答率[%]

100

100

96

77

96

77

92

81

96

88

85

81

73

88

62

①白を負荷

0

0

0

0

1

0

0

1

0

0

0

0

1

0

3

②黒を点滅器

0

0

0

1

0

2

0

2

0

2

1

0

0

0

1

③残りをつなぐ

0

0

1

5

0

0

0

1

1

1

3

5

5

3

3

④コンセント

-

-

-

-

0

4

2

1

-

-

-

-

1

0

3

0

0

1

6

1

6

2

5

1

3

4

5

7

3

10

-

-

2

-

-

5

-

-

-

12

12

11

18

7

6
12

配線手順の
つまずき[人]小計
色ルール適用のつまずき（のべ数）[人]

⑤３心
⑥２心×２

-

-

-

14

-

-

-

12

-

-

-

11

-

-

⑦その他

0

0

1

2

0

2

2

3

9

2

2

0

3

2

1

0

0

3

16

0

7

2

15

9

14

14

22

21

9

19

0

0

1

3

0

2

1

0

1

7

10

5

2

1

6

小計

⑧接続点のつまずき[人]５のように，接地側（白）と非接地側（黒）の２色で完結するような，単純な問題におけるつまずきは無かった。
「⑤３心」を使用する回路や，「⑥２心×２」を器具間に使用する回路では，表１に示した「※２：線が３本必
要な場合は，原則として赤（Ｒ）を使用する（３心）」と「※３：線が４本必要な場合は，原則として２心ケーブ
ルを２本使用する（２心×２）」のルールを適用できていない解答が多かった。つまずきの例として，３心ケーブルを使用する問題では，「白・黒・赤」とすべきところ
を「白・黒・黒」のように赤色を使用していないものや，
２心ケーブル２本を使用する問題では，「白・黒，白・黒」とすべきところを「白・黒・赤，赤」のように３心ケー
ブルのルールを無理に適用しようとする事例があった。
「⑦その他」については，色を記入していないものや，⑤・⑥以外の間違いを計上した。
電線の色を正しく指定するためには，配色ルールの根拠となっている，実物の仕組みを把握できていなければならない。感想に，「線が増えた場合の色の使い方が分からなかった」「白線と黒線を使ったら，次はなぜ赤線になるのか，よく分からなかった」といった意見が挙がったことから，色のつまずきについては，実物の理解が不十分だったことに起因したと考えられる。

図４ 渡り線のつまずき

図５ JB 間結線のつまずき

ンセントの電線を並列に接続したり，図４右のように渡り線を使用せずに接続点から分岐して点滅器とコンセン
トに電線をつなげたりしたものがあった。また，同様の誤答は問題 15 でも見られた。問題 12・13・15 について
は，図５のように，単線図の通りにジョイントボックスを経由できていないものが目立った。これは，ジョイン
トボックスを接続箇所として使用することや，２本または３本の電線がケーブルに内在していることへの認識が不十分であることが原因と思われる。さらに，問題４・８・12・15 については，ジョイントボックスと器具の間に２心ケーブルを２本使用するため，電線の本数が増えて煩雑になったこともつまずきの要因と考えられる。
この結果から，複線図作成の基本的な技能は，「Ⅰ：３
つ以上の点滅器と負荷の対を仕組んだ問題」「Ⅱ：点滅器とコンセントが同一箇所にある問題」「Ⅲ：単線図における 1 本の線に 3 本以上の電線を割り当てる問題」に取り組ませることで評価できることが分かった。

3.1.3 接続点に関するつまずき
接続点の黒丸の記入は，リングスリーブ圧着や差し込
みコネクタによる接続など，ジョイントボックス内での接続箇所を把握するために重要である。
「⑧接続点のつまずき」の事例として，図６のように電源から遠い側のジョイントボックスに電線を伸ばす際に，電源側のジョイ
ントボックス内で中継することを忘れているものが多かった。配色ルールの場合と同様に，「ジョイントボックス
内でケーブル同士を接続する」という，図と実物との関連性に対する認識を深められていなかったことが原因であると考えた。

3.1.2 電線の色に関するつまずき
電線の色に関するつまずきについては，問題１・２・-4-

日本産業技術教育学会九州支部論文集 第25（2017）1〜6と答えた割合は65.38％だった。また，「実技もやってみたい」「屋内配線図の成り立ちや見方が分かって面白かった」「やり方が分かれば，意外と単純だと感じた」といった好意的な感想を得られたことから，複線図作成技能は，指導方法の工夫によってつまずきを減らすことができれば，意欲的に身に付けさせることができると考えられる。

図６ 接続点のつまずき（左側ＪＢ）

3.2 実体配線図作成の調査結果と考察
実体配線図については，
極性の間違いなどの誤結線や，重複する冗長な配線については，全て間違いとした。その結果，機器数が増えていくにしたがって正答率が減少した。回路図にあらかじめ極性が記されていたため，極性の間違いは少なかった。一方，機器数が増えていくにしたがって未結線による誤答が目立ち，特定人物に誤答が偏る傾向があった。
表４ 実体配線図問題の結果 (n=26)
問題番号
正答率[%]

1

2

3

4

5

89

89

81

65

46

3.2.1 複線図作成技能と実体配線図作成技能の相関
複線図作成技能と実体配線図作成技能の関係について検討するために，複線図結線誤答数と実体配線図
誤答数の相関係数を算出した。その結果，r=.116であり，ほとんど相関がみられなかった。散布図を図７に示す。このことから，複線図作成における思考と，回路図をもとに配線を施す実体配線図作成にける思考は，異なる種類であると考えられる。そのため，複線図作成技能の習得には，実体配線図作成技能を準備的な能力として必要としないことが分かった。

本研究では，電気工事の複線図作成におけるつまずきの特徴や，実体配線図作成技能との関わりについて，電気工事の初学者を対象とした授業及び単純な構成要素による複線図作成問題を通して検討した。その結果，以下の点が明らかになった。
(1) 接地側電線を負荷，非接地側電線を点滅器に接続する手順の段階では，ほとんどの初学者はつまずかない。
(2) 点滅器とコンセントが同一箇所に配置されている場
合に誤結線を起こしやすい。
(3) 単線図における 1 本の線に 3 本以上の電線を割り当てる場合に配線及び色のつまずきを起こしやすい。
(4) 実体配線図作成技能と複線図作成技能に相関関係は無い。
今後の課題は，発展的な内容として３路回路や４路回路，パイロットランプ，展開接続図の複線図作成におけるつまずきを調査することである。このことを通して，複線図作成の指導に更に有用な知見を得られるよう研究を進め，電気工事の効果的な指導方法の確立につなげて
いく。

参考文献

実
体
配
線
図
誤
答
数

複線図結線誤答数

図７

4. おわりに

複線図結線誤答数と実体配線図誤答数の散布図

3.3 事後アンケート
対象者への事後アンケートによると，実体配線図作
成が「難しい」と答えた割合は88.46％だった。対して，今回初めて学んだ複線図作成について「難しい」-5-1) 電気技術者試験センターHP
www.shiken.or.jp/situation/s-construction02.
html (2017年10月18日確認)
2) 文部科学省：高等学校学習指導要領解説工業編，
実教出版，(2010)3) 長谷川ら：科学研究費補助金・基盤研究(C)「高校工業科における実習教育の内容等の歴史的分
析と教員養成に関する実証的調査研究」中間報告書，(2017)，41-65
4) 新井芳明ら：電気・電子実習１，実教出版，(2010)，
140-1585) 電気書院：平成28年度第二種電気工事士技能試
験候補問題丸わかり，電気書院，(2016)，20-40
6) 例えば，宮川洋一：電気回路学習の実体配線図作成における生徒のつまずきの分析に基づく学
習指導方法の検討，信州大学教育学部附属教育
実践総合センター紀要『教育実践研究』No．8，(2007)，33-42

Abstract
Technical high school students who belong to electrical department are advised to obtain the national license of electricalconstruction. The purpose of this study is to get a basic finding for instruction of electrical construction through research the
beginner’s mistakes on making multi-line connecting diagram. First, the beginners were given lessons of making a multi-line
connecting diagram. Second, the skills that make a multi-line diagram which consists of power supply, joint box, switch,
lamp, and outlet were checked. In addition, the skills that make a real wiring diagram from electric circuit were checked.
Finally, the following result was obtained. (1) Almost all beginners didn’t make mistakes at the phase of connecting groundwire and non-ground wire. (2) Wiring mistakes were likely to occur when switch and outlet has been located at the sameplace. (3) Coloring mistakes were likely to occur when three or more wires has assigned on single-line diagram. (4) There
was no correlation between the skill of making a real wiring diagram and the skill of making a multi-line diagram.
Keywords : Industry Education, Electrical Construction, Multi-line Connection Diagram, Beginner, Mistakes-6-日本産業技術教育学会九州支部論文集 第25（2017）7〜14

中学生と高校生の持つプログラミングに対するイメージの調査
Research for Investigate Images of Programmingin Junior High School Students and High School Students
杉山昇太郎*

中原久志** 市原靖士**

Shotaro SUGIYAMA*， Hisashi NAKAHARA**， Yasushi ICHIHARA*** Graduate School of Education， Oita University** Oita University
本研究の目的は，中学生と高校生が持つプログラミングに対するイメージを探索的に調査し，発達段階に応じたプログラミング教育の学習指導への一助となりうる基礎的知見を得ることである。中学生 488 名，高校生
180 名を対象とした調査を行った結果，男女間，「プログラミング理解」，「プログラミング学習意欲」などの肯定群・否定群間においてプログラミングに関する項目に有意な差異が認められた。また，校種間のプログラミングに関する項目に有意な差異が認められた。校種ごとに生徒の持つプログラミングに対するイメージについて自由記述の回答をテキストマイニングを用いて分析した結果，中学生に比べ高校生の方がプログラミングに対してより具体的なイメージを持っていることが分かった。以上のことから，生徒のレディネスに応じて，教材や指導方法の使い分けを行う必要性が推察された。
キーワード：プログラミング，イメージ，中学生，高校生

１．はじめに
平成28年6月に示された「日本再興戦略2016」を受けて，小学校段階からのプログラミング教育が位置づけられた1)。これを受けて文部科学省は，平成29年3月
公示の小学校学習指導要領では，教科等においてプロ
グラミングを用いた体験的な活動について記述する
とともに，コンピュータに意図した処理を行わせるために必要な論理的思考力の育成を目的とした学習活動を盛り込んだ2)。それにより，中学校の技術・家庭科技術分野（以下，技術科）や高等学校の共通教科「情報」においてのプログラミング教育の在り方が体系的に再編されることとなった。そのような中，小・中・高における体系的なプログラミング教育の在り方を考えることは喫緊の課題であると言える。
これまでプログラミング教育に関する研究や教材，
指導方法の開発は数多く行われている。例えば，吉田らは，「プログラムによる計測と制御」を学ぶため，
LilyPad ArduinoとPENを用いた初学者向けの学習環
境を開発し実践を行い，シミュレータを利用した学習環境の有用性を示している3)。また，辻らは，プログラムによる計測・制御のためのRaspberry Pi用写経型(2017 年 10 月 31 日受付,2017 年 12 月 8 日受理)
*大分大学大学院教育学研究科(院生)**大分大学教育学部
2017 年 10 月 第 30 回九州支部大会にて発表-7-

教材の開発を行っており，普通高校で実践をした結果，
開発教材がプログラミング初学者の学習効率を向上させ，教員がプログラミングを教える難しさを軽減できることを示唆している4)。一方で海外では，プログ
ラミング教育における概念マップの評価手法の調査研究が行われており，その妥当性や信頼性が検証されている5)。その中では，Java言語におけるUIの設計の場面で概念マップを利用する有用性について指摘している。
また，プログラミングに関する情意的側面に関する研究もいくつか行われている。例えば吉村らは，児童の持つプログラミングに対するイメージを探索的に調査するとともに，得られたレディネスを踏まえた授業実践を行っている6)。児童はプログラミングについての予備知識が少なく，プログラミングに対して悪いイメージを持っていることが少なからずあること示
し，プログラミングを経験することで正しいプログラ
ミングの知識を持たせることが重要であることを示唆している。また，福井・森山は高校生がプログラミ
ング学習に対して興味・関心を抱くためのレディネス
としての創造性に着目し，その役割を明らかにしている7)。具体的には，創造的態度の高い生徒の方がプロ
グラミング教育に対する興味・関心が高い傾向にある
ことを示した。
以上のように，プログラミング教育に関する先行研
究では，教材開発や指導方法の提案及び試行的な実践は行われているものの，プログラミング教育を行う学習者の意識や意欲について，体系的に調査したものは少なく，学習者の発達段階ごとにプログラミングに対する意識やイメージを比較した研究はまだ行われていない。今後，学校教育においてプログラミング教育
が縦断的に行われることから，発達段階によるプログ
ラミングに対する意識やイメージを把握することは，
生徒のレディネスという視点からも，授業を行う上で重要な知見であると言える。また，プログラミングの学習を展開する上では，タブレット端末やスマートフ
ォンが身近に存在し，情報機器を日常的に取り扱っている現在の生徒の持つプログラミングに対するイメージを把握し，生徒の生活環境・習慣に即した教材や学習方法を検討する必要があると言える。
そこで，本研究では中学生と高校生が持つプログラ
ミングに対するイメージを探索的に調査し，発達段階に応じたプログラミング教育の学習指導への一助となりうる基礎的知見を得ることを目的とする。その際，技術科において，内容「D 情報に関する技術」の計測・制御学習でプログラミングを経験している生徒がいることを踏まえて，プログラミングに対する理解度やプログラミング学習に対する学習意欲等を把握するとともに，校種間による比較を行うものとする。

２．調査方法2.1 調査対象
調査対象者は，大分県内の公立中学校2校の2・3年
生488名と大分県内の公立高等学校11校の1～3年生
180名である。なお，調査を行った高校生は高大接続の開放講義の受講生であることから，各学校20名程度の人数である。調査期間は，2017年5月から6月にかけて行った。中学生は，技術科の内容「D 情報に関する技術」を未履修の生徒である。
2.2 調査方法
測定尺度として，これまでに「プログラミングをした経験はありますか（以下，プログラミング経験）」，「論理的に考えることは好きですか（以下，論理的思考の好嫌意識）」，「問題を解決することは好きですか（以下，問題解決の好嫌意識）」，「何かデザインすることは好きですか（以下，デザインすることの好嫌意識）」，「理科は好きですか（以下，理科の好嫌意識）」，「数学は好きですか（以下，数学の好嫌意
識）」，「英語は好きですか（以下，英語の好嫌意識）」，「国語は好きですか（以下，国語の好嫌意識）」，「技術は好きですか（以下，技術の好嫌意識）」，「ものづくりは好きですか（以下，ものづくりの好嫌意識）」，「パソコンの取り扱いについて得意である（以下，パ
ソコンの取り扱い）」，「スマホの取り扱いについて得意である（以下，スマホの取り扱い）」，「ロボットに興味がありますか（以下，ロボットへの興味）」，-8-「ゲームに興味がありますか（以下，ゲームへの興味）」，「ゲームを制作してみたいと思いますか（以下，ゲーム制作意欲）」，「プログラミングとは何か知っていますか（以下，プログラミング理解）」，「将来プログラミングを学びたいと思いますか（以下，プ
ログラミング学習意欲）」の17項目の質問をプログラ
ミングに関連する項目として設定した。回答形式は「1.
はい 2.いいえ」の2件法とした。
また，自由記述として『「プログラミング」についてイメージすることを自由記述で記入してください。
(以下，プログラミングのイメージ)』を設定した。調査に使用した質問紙を図1に示す。
３．調査結果3.1 調査対象者と有効回答
調査の結果，中学校の調査対象者488名のうち，有効回答は465名，有効回答率は95.2%であった。また，
高校生の調査対象者180名のうち，有効回答は154名，
有効回答率は85.5%であった。
3.2 中学生の調査者の状況
まず，中学生の回答を集計した。プログラミングに関連する17項目の質問において，肯定的な回答をした人数の割合を集計した。その際，「1．はい」の回答
を肯定群，「２．いいえ」を否定群として集計した。
男女別に群分けを行いχ2検定を行った結果，表に示す13項目において有意差が認められた（表1）。「プ

図 1 プログラミングに関するアンケート

日本産業技術教育学会九州支部論文集 第25（2017）7〜14

ログラミング経験」，「プログラミング理解」「プログラミング学習意欲」に関しては女子より男子の方が肯定群の割合が有意に高い結果となった。これは，男子の方がプログラミングに強い興味を持ちやすく，自主的にプログラミングについて経験をし，知識を得ているのだと考えられる。「デザインすることの好嫌意識」に関しては，男子よりも女子の方が肯定群の割合が高かった。これは，女子の方が制作物の見た目や形などを構想することを好む傾向があると考えられる。
「技術の好嫌意識」，「理科の好嫌意識」，「数学の好嫌意識」については，女子よりも男子の方が肯定群の割合が高いことから，男子の方が理系科目が好きであると考えられる。
次に，「プログラミング理解」の肯定群，否定群別にその他の16の質問項目のそれぞれの回答数について，χ2検定を行った結果，表に示す10項目において有意な差が認められた(表2）。χ2値が大きい項目として，「プログラミング経験」，「論理的思考の好嫌意識」，「パソコンの取り扱い」，「プログラミング
学習意欲」が挙げられる。これらはいずれも肯定群の生徒の方が，否定群の生徒に比べて，回答率が有意に高い結果であった。「プログラミング経験」では，体験活動やプログラミングそのものの経験はプログラ
ミングの理解に大きく影響するため，プログラミングについて認識させるためには，まず体験させることが重要であると考えられる。「論理的思考の好嫌意識」
では，論理的思考に対して積極的に取り組む生徒ほど，自主的にプログラミングについて調べたりしていると考えられる。「パソコンの取り扱い」では，パソコンが好きな生徒はプログラミングの体験や知識を得やすい傾向にあると考えられる。「プログラミング学
習意欲」については，プログラミングについて学習意
欲を持っている生徒のほうがプログラミングに学習意欲を持っていない生徒に比べプログラミングとはどんなものか認識しているといえる。
「プログラミング学習意欲」の肯定群，否定群別に
χ2検定を行った結果，表に示す13項目において有意差が認められた(表3）。χ2値が大きい項目として，「ロボットの興味」，「ゲーム制作意欲」，「論理的思考の好嫌意識」，「問題解決の好嫌意識」，「ゲーム興味」の5項目が挙げられる。これらも肯定群の方が否定群の生徒に比べて，回答率が有意に高い結果であった。「ロボットの興味」では，ロボットはプログ
ラムで動いているというレディネスがあり，ロボットを製作や制御したいという願望が学習意欲に影響すると考えられる。
「ゲーム制作意欲」と「ゲーム興味」
では，プログラミングの学習意欲がある生徒は，ゲー
ムに興味があり，自分でプログラミングしてオリジナ
ルのゲームを創造・設計したいという願望があるのではないかと考える。
以上の結果から，中学生は男子の方が女子よりも，
プログラミングの経験や学習意欲が高い傾向にあるが，全体的にプログラミングの経験が少なく，学習意
欲も低いことが明らかになった。プログラミングについて経験や理解をしている生徒は学習意欲が高いものの，その他の生徒は学習意欲が低い傾向にあった。
3.3 高校生の調査対象者の状況
次に，高校生の回答を集計した。男女別に群分けを行いχ2検定を行った結果，表に示す11項目において有意差が認められた（表4）。「技術の好嫌意識」「プ表 1 中学生男女間のχ２検定
男子(225)
女子(240)
人数 割合 人数 割合
37 16.4%
11
4.6%
プログラミング経験
83 36.9%
46 19.2%
論理的思考の好嫌意識
159 70.7% 163 67.9%
問題解決の好嫌意識
108 48.0% 159 66.3%
デザインすることの好嫌意識
137 60.9%
83 34.6%
理科の好嫌意識151 67.1% 118 49.2%
数学の好嫌意識109 48.4% 123 51.3%
英語の好嫌意識66 29.3% 116 48.3%
国語の好嫌意識201 89.3% 176 73.3%
技術の好嫌意識191 84.9% 185 77.1%
ものづくりの好嫌意識
80 35.6%
72 30.0%
パソコンの取り扱い
140 62.2% 142 59.2%
スマホの取り扱い
120 53.3%
40 16.7%
ロボットへの興味
184 81.8% 121 50.4%
ゲームへの興味
115 51.1%
60 25.0%
ゲーム制作意欲
24 10.7%
8
3.3%
プログラミング理解
76 33.8%
48 20.0%
プログラミング学習意欲**p<0.01 *p<0.05

表2

中学生男女間のχ 2検定
χ 2(1)＝
χ 2(1)＝
χ 2(1)＝
χ 2(1)＝
χ 2(1)＝
χ 2(1)＝
χ 2(1)＝
χ 2(1)＝
χ 2(1)＝
χ 2(1)＝
χ 2(1)＝
χ 2(1)＝
χ 2(1)＝
χ 2(1)＝
χ 2(1)＝
χ 2(1)＝
χ 2(1)＝

17.65 a18.20 a0.41 a15.82 a32.24 a15.34 a0.37 a17.60 a19.38 a4.57 a1.63 a0.45 a69.18 a50.61 a33.73 a9.75 a11.27 a

**
**
n.s.
**
**
**
n.s.
**
**
*
n.s.
n.s.
**
**
**
**
**

表3 中学生のプログラミング学習意欲
肯定・否定群間のχ2検定

中学生のプログラミング理解
肯定・否定群間のχ2検定

肯定群(32) 否定群(433)
人数 割合 人数割合
15 46.9%
33
7.6%
プログラミング経験
19 59.4% 110
25.4%
論理的思考の好嫌意識
28 87.5% 294
67.9%
問題解決の好嫌意識
16 50.0% 251
58.0%
デザインすることの好嫌意識
23
71.9%
197
45.5%
理科の好嫌意識24 75.0% 245
56.6%
数学の好嫌意識20 62.5% 212
49.0%
英語の好嫌意識18 56.3% 164
37.9%
国語の好嫌意識31 96.9% 346
79.9%
技術の好嫌意識28 87.5% 348
80.4%
ものづくりの好嫌意識
21 65.6% 131
30.3%
パソコンの取り扱い
17 53.1% 265
61.2%
スマホの取り扱い
19 59.4% 141
32.6%
ロボットへの興味
26 81.3% 279
64.4%
ゲームへの興味
17 53.1% 158
36.5%
ゲーム制作意欲
19 59.4% 105
24.2%
プログラミング学習意欲**p<0.01 *p<0.05

中学生のプログラミング理解
肯定・否定群間のχ 2 検定
249.60 aχ (1)＝
χ 2(1)＝ 17.15 a
χ 2(1)＝ 4.50 aχ 2(1)＝ 0.77 a
χ 2(1)＝ 8.32 a
χ 2(1)＝ 4.15 a
χ 2(1)＝ 2.18 a
χ 2(1)＝ 4.22 a
χ 2(1)＝ 4.54 a
χ 2(1)＝ 0.57 a
χ 2(1)＝ 16.94 a
χ 2(1)＝ 0.81 a
χ 2(1)＝ 9.49 a
χ 2(1)＝ 3.73 a
χ 2(1)＝ 3.51 a
χ 2(1)＝ 18.80 a

**
**
*
n.s.
**
*
n.s.
*
*
n.s.
**
n.s.
**
n.s.
n.s.
**

肯定群(124) 否定群(331)
人数 割合
人数 割合
プログラミング経験
20 16.1%
28
8.5%
論理的思考の好嫌意識
66 53.2%63
19.0%
問題解決の好嫌意識
106 85.5% 216
65.3%
デザインすることの好嫌意識
85 68.5% 182
55.0%
理科の好嫌意識79 63.7% 141
42.6%
数学の好嫌意識88 71.0% 181
54.7%
英語の好嫌意識70 56.5% 162
48.9%
国語の好嫌意識54 43.5% 128
38.7%
技術の好嫌意識116 93.5% 261
78.9%
ものづくりの好嫌意識
115 92.7% 261
78.9%
パソコンの取り扱い
58 46.8%
94
28.4%
スマホの取り扱い
74 59.7% 208
62.8%
ロボットへの興味
85 68.5%
75
22.7%
ゲームへの興味
102 82.3% 203
61.3%
ゲーム制作意欲
83 66.9%
92
27.8%
プログラミング理解
19 15.3%13
3.9%**p<0.01 *p<0.05-9-

中学生のプログラミング学習意欲
肯定・否定群間のχ 2 検定

χ 2(1)＝
χ 2(1)＝
χ 2(1)＝
χ 2(1)＝
χ 2(1)＝
χ 2(1)＝
χ 2(1)＝
χ 2(1)＝
χ 2(1)＝
χ 2(1)＝
χ 2(1)＝
χ 2(1)＝
χ 2(1)＝
χ 2(1)＝
χ 2(1)＝
χ 2(1)＝

6.16 a54.78 a20.93 a8.57 a18.24 a11.93 a2.91 a1.38 a17.15 a15.42 a15.25 a0.07 a87.32 a20.81 a61.85 a18.80 a

*
**
**
**
**
**
n.s.
n.s.
**
**
**
n.s.
**
**
**
**

ログラミング理解」，「プログラミング学習意欲」については，中学生と同様の傾向が見受けられた。一方
で，「プログラミング経験」「デザインすることの好嫌意識」については高校生では有意な差は見受けられなかった。「プログラミング経験」は技術科の「D 情報に関する技術」において計測・制御を履修していることが理由として考えられる。「デザインすることの好嫌意識」は，視覚的なデザインの構想だけではなく機能などの内部的な側面の構想を行うようになったことが予想される。
次に，「プログラミング理解」の肯定群，否定群別にχ2検定を行った結果，表に示す7項目において有意差が認められた(表5）。その結果，「プログラミングの経験」，「パソコンの取り扱い」については中学生と同様の傾向が見受けられた。高校生の特徴的な例として，「技術の好嫌意識」の肯定群の生徒の方が，否定群の生徒に比べて，プログラミングとは何か認識している割合が高い結果となった。技術科の「情報に関する技術」では現学習指導要領において，学校教育で初めてプログラミングの概念を取り扱うものである
ため，プログラミングの理解に大きな影響を与えるものだと考える。「スマホの取り扱い」の肯定群の生徒の方が，否定群の生徒に比べて，プログラミングの理
解度が高い結果となった。プログラミングの理解度が表4

高校生の男女間のχ2検定

男子(80)
女子(74)
人数 割合 人数
割合
23
28.8%
22
29.7%
プログラミング経験
61 76.3%
38
51.4%
論理的思考の好嫌意識
77 96.3%60
81.1%
問題解決の好嫌意識
43 53.8%
45
60.8%
デザインすることの好嫌意識
67 83.8%
43
58.1%
理科の好嫌意識62 77.5%
38
51.4%
数学の好嫌意識
29
36.3%
43
58.1%
英語の好嫌意識25 31.3%
31
41.9%
国語の好嫌意識72 90.0%
42
56.8%
技術の好嫌意識70 87.5%
58
78.4%
ものづくりの好嫌意識
28 35.0%
20
27.0%
パソコンの取り扱い
49 61.3%
45
60.8%
スマホの取り扱い
51
63.8%
18
24.3%
ロボットへの興味
73 91.3%
39
52.7%
ゲームへの興味
58 72.5%
22
29.7%
ゲーム制作意欲
23 28.8%
10
13.5%
プログラミング理解
56 70.0%
15
20.3%
プログラミング学習意欲**p<0.01 *p<0.05

表5

高い生徒はスマホアプリやOSプログラミングが関係していることを認識しているためプログラミングの理解がスマホの取り扱いに影響していると考える。
「ゲームへの興味」や「ゲームの制作意欲」の肯定群の生徒の方が，否定群の生徒に比べて，プログラミン
グの理解度が高い結果となった。プログラミングとゲームは身近なものだと認識し，プログラミングを理解していることで自らゲームを制作してみたいという意欲が発生することが予想される。一方で「論理的思考の好嫌意識」，「問題解決の好嫌意識」については
高校生では有意な差は見受けられなかった。これは，中学校では論理的思考や問題解決が好きな生徒が自
主的にプログラミングを行っていたが，技術科で全員が計測・制御でプログラミングを学習しているため差が得られなかったと考える。
「プログラミング学習意欲」の肯定群，否定群別に
χ2検定を行った結果，表に示す9項目において有意差が認められた(表6）。その結果，「論理的思考の好嫌意識」，「問題解決の好嫌意識」，「ものづくりの好嫌意識」については中学生と同様の傾向が見受けられた。高校生の特徴的な例として，「技術の好嫌意識」の肯定群の生徒の方が，否定群の生徒に比べて，プロ
グラミングの学習意欲が高い結果となった。技術科の授業での学習がプログラミングの学習意欲に影響するものと考える。「ロボットの興味」の肯定群の生徒の方が，否定群の生徒に比べて，プログラミングの学
習意欲が高い結果となった。技術科では計測・制御の単元でロボットを使った教材が多くあるため，ロボッ
トはプログラミングで動いているという知識があると考えられる。それらの経験や知識からロボットの興
味はプログラミングの学習意欲に大きく影響するものと考える。「ゲーム興味」，「ゲーム制作意欲」の肯定群の生徒の方が，否定群の生徒に比べて，プログ
ラミングの学習意欲が高い結果となった。技術科のプ
ログラミングの教材ではゲーム的なものも多くゲー
ムの興味が学習意欲に影響するものと考える。さらに，
プログラミングによって簡単なゲームが作れるとい高校生男女間のχ 2検定2

χ (1)＝
χ 2(1)＝
χ 2(1)＝
χ 2(1)＝
χ 2(1)＝
χ 2(1)＝
χ 2(1)＝
χ 2(1)＝
χ 2(1)＝
χ 2(1)＝
χ 2(1)＝
χ 2(1)＝
χ 2(1)＝
χ 2(1)＝
χ 2(1)＝
χ 2(1)＝
χ 2(1)＝

0.02 a10.38 a7.53 a0.78 a12.39 a11.54 a7.38 a1.88 a22.09 a2.28 a1.14 a0.00 a24.16 a28.80 a27.46 a5.30 a38.26 a

n.s.
**
**
n.s.
**
**
**
n.s.
**
n.s.
n.s.
n.s.
**
**
**
*
**

高校生のプログラミング理解
肯定・否定群のχ2検定

肯定群(33) 否定群(121)
人数 割合 人数 割合
19 57.6%
26
21.5%
プログラミング経験
23 69.7%
76
62.8%
論理的思考の好嫌意識
30 90.9% 10788.4%
問題解決の好嫌意識
23 69.7%
65
53.7%
デザインすることの好嫌意識
24 72.7%
86
71.1%
理科の好嫌意識23 69.7%
77
63.6%
数学の好嫌意識16 48.5%
56
46.3%
英語の好嫌意識13 39.4%
43
35.5%
国語の好嫌意識30 90.9%84
69.4%
技術の好嫌意識31 93.9%
97
80.2%
ものづくりの好嫌意識
18 54.5%30
24.8%
パソコンの取り扱い
26 78.8%
68
56.2%
スマホの取り扱い
19 57.6%
50
41.3%
ロボットへの興味
30 90.9%
82
67.8%
ゲームへの興味
24 72.7%
56
46.3%
ゲーム制作意欲
22 66.7%
49
40.5%
プログラミング学習意欲**p<0.01 *p<0.05

表6

高校生のプログラミング理解
肯定・否定群間のχ 2 検定

χ 2(1)＝ 16.33 a
χ 2(1)＝ 0.46 a
χ 2(1)＝ 0.01 aχ 2(1)＝ 2.70 a
χ 2(1)＝ 0.03 aχ 2(1)＝ 0.42 a
χ 2(1)＝ 0.05 aχ 2(1)＝ 0.17 a
χ 2(1)＝ 5.16 a
χ 2(1)＝ 3.51 a
χ 2(1)＝ 10.70 a
χ 2(1)＝ 5.56 a
χ 2(1)＝ 2.77 a
χ 2(1)＝ 5.88 aχ 2(1)＝ 7.05 aχ 2(1)＝ 7.15 a

**
n.s.
n.s.
n.s.
n.s.
n.s.
n.s.
n.s.
*
n.s.
**
*
n.s.
*
**
**

高校生のプログラミング学習意欲
肯定・否定群間のχ２検定

肯定群(71) 否定群(83)
人数 割合 人数割合
25 35.2%
20
24.1%
プログラミング経験
57
80.3%
42
50.6%
論理的思考の好嫌意識
68 95.8%
69
83.1%
問題解決の好嫌意識
44 62.0%44
53.0%
デザインすることの好嫌意識
57 80.3%
53
63.9%
理科の好嫌意識50 70.4%
50
60.2%
数学の好嫌意識28 39.4%
44
53.0%
英語の好嫌意識24 33.8%
32
38.6%
国語の好嫌意識
66
93.0%
48
57.8%
技術の好嫌意識66 93.0%62
74.7%
ものづくりの好嫌意識
27 38.0%
21
25.3%
パソコンの取り扱い
41 57.7%
53
63.9%
スマホの取り扱い
47 66.2%
22
26.5%
ロボットへの興味
66 93.0%
46
55.4%
ゲームへの興味
58 81.7%
22
26.5%
ゲーム制作意欲
22
31.0%
11
13.3%
プログラミング理解**p<0.01 *p<0.05- 10 -

高校生のプログラミング学習意欲
肯定・否定群間のχ 2 検定

χ 2(1)＝
χ 2(1)＝
χ 2(1)＝
χ 2(1)＝
χ 2(1)＝
χ 2(1)＝
χ 2(1)＝
χ 2(1)＝
χ 2(1)＝
χ 2(1)＝
χ 2(1)＝
χ 2(1)＝
χ 2(1)＝
χ 2(1)＝
χ 2(1)＝
χ 2(1)＝

2.29 a14.68 a5.01 a1.25 a5.06 a1.74 a2.83 a0.37 a22.76 a7.84 a2.89 a0.60 a24.38 a25.32 a45.91 a7.15 a

n.s.
**
*
n.s.
*
n.s.
n.s.
n.s.
**
**
n.s.
n.s.
**
**
**
**

日本産業技術教育学会九州支部論文集 第25（2017）7〜14

う意識があると考える。
以上の結果より，高校生はプログラミングの経験に
男女間の差はなかった。これは技術科で計測・制御を履修済みであるため差異がなかったと考える。しかし，経験をしたことがある生徒が男女互いに3割程度であるのは，生徒が計測・制御で行った活動をプログラミ
ングであると認識していない。もしくは，提示教材のみで生徒自身がプログラミングを体験していないことが予想される。また，中学生と同様に男子の方がプログラミングの学習意欲が高い結果となった。
3.4 中学生と高校生の比較
プログラミングの意識に関する17項目の質問において，中学生と高校生で群分けを行いχ2検定を行った結果，表に示す8項目に有意な差が見られた(表7)。
「プログラミング経験」に関しては中学生より高校生の方が肯定群の割合が高い結果となった。高校生はプログラミングについて技術科の「情報に関する技術」
での学習に加えて，他教科やイベント等で経験していると予想される。
「論理的思考の好嫌意識」，「問題解決の好嫌意識」
に関しては中学生よりも高校生の方が肯定群の割合が高い結果となった。これは発達段階や学習歴に応じで論理的思考や問題解決的能力が向上し，好嫌意識に影響していると考える。「ロボットへの興味」に関しては，中学生より高校生の方が肯定群の割合が高い結果となった。技術科の「情報に関する技術」での計測・制御で扱われる教材がロボットを用いたものが多い
ため，計測・制御履修後の高校生の方がロボットへの興味が高いことが予想される。「ゲーム制作意欲」に関しては中学生よりも高校生の方が肯定群の割合が高い結果となった。技術科の「情報に関する技術」を学んだことでプログラミングによるゲームの仕組みを理解し，ゲーム制作の手法が分かり，制作意欲が高まるのではないかと考える。「プログラミング理解」
に関しては中学生より高校生の方が肯定群の割合が高い結果となった。
高校生は中学校で技術科の「情報に関する技術」を履修しているのでプログラミングの理解が高いのは当然である。しかし，「情報に関する技術」を履修しているにもかかわらずプログラミングについて理解している生徒が2割程度であるのは少なすぎると考える。「プログラミング学習意欲」に関しては中学生よりも高校生の方が肯定群の割合が高い結果となった。
プログラミングについて体験や学習を行ったことによって将来プログラミングを学んでみたいと思う学
習意欲が高いことから，技術科では体験活動を通してプログラミングの意義や役割を学習し，学習意欲や理解を高めていくことが重要であると考える。
3.5 自由記述の集計
次に，プログラミングに対するイメージを把握する
際に必要なキーワードを得るため樋口らの作成した KH
Coder(ver.2.00)を用いてテキストマイニングを行った 8)。
『「プログラミング」についてイメージすることを自由記述で記入してください。文章でできるだけ書いてください。
』（以下，プログラミングに対するイメー
ジ）について自由記述の分析を行った。テキストファイ
ルの各行に 1 件ずつ入力された自由記述を読み込み，
テキストから自動的に語を取り出し，頻出語を確認したうえでそれらの語の共起関係を探った。
3.6 中学生の自由記述の集計
中学生のプログラミングに対するイメージを把握するため，テキストマイニングを用いて抽出を行った。文章の単純集計を行った結果，
1，
229 の文が確認された。
総抽出語数は 6，312，異なり語数（語の種類を示す数）は 553 であった。頻出語句のうち上位 30 語とその出現頻度を表に示す（表 8）。その結果，「楽しい」や「役に立つ」といったポジティブなワードより「難しい」や「大変」，「複雑」といったネガティブなワードの方が頻出していた。
KH Corder を用いて「プログラミングに対するイメージ」の自由記述それぞれの中で，共起の程度が強い語を線で結んだ共起ネットワークの図を作成した。なお，出現語に関しては出現数が 5 以上の語句のみ選択した。
描画する共起関係の絞り込みについては描画数を 60 に

表7

校種間のχ2検定

中学生(465) 高校生(154)
人数 割合 人数割合
48 10.3%
45
29.2%
プログラミング経験
129 27.7%
99
64.3%
論理的思考の好嫌意識
322 69.2% 137
89.0%
問題解決の好嫌意識
267
57.4%
88
57.1%
デザインすることの好嫌意識
220 47.3% 110
71.4%
理科の好嫌意識269 57.8% 100
64.9%
数学の好嫌意識232 49.9%72
46.8%
英語の好嫌意識
182 39.1%
56
36.4%
国語の好嫌意識
377
81.1%
114
74.0%
技術の好嫌意識376 80.9% 128
83.1%
ものづくりの好嫌意識
152 32.7%
48
31.2%
パソコンの取り扱い
282 60.6%
94
61.0%
スマホの取り扱い
160
34.4%
69
44.8%
ロボットへの興味
305 65.6% 112
72.7%
ゲームへの興味
175 37.6%
80
51.9%
ゲーム制作意欲
32
6.9%
33
21.4%
プログラミング理解
124 26.7%
71
46.1%
プログラミング学習意欲**p<0.01 *p<0.05

設定した。線の太さは共起関係の強さを表しており，太校種間のχ 2検定

χ 2(1)＝
χ 2(1)＝
χ 2(1)＝
χ 2(1)＝
χ 2(1)＝
χ 2(1)＝
χ 2(1)＝
χ 2(1)＝
χ 2(1)＝
χ 2(1)＝
χ 2(1)＝
χ 2(1)＝
χ 2(1)＝
χ 2(1)＝
χ 2(1)＝
χ 2(1)＝
χ 2(1)＝

32.36 a66.40 a23.46 a0.00 a27.03 a2.41 a0.46 a0.38 a3.50 a0.39 a0.12 a0.01 a5.36 a2.68 a9.78 a26.05 a20.26 aい線ほどと強くなっている。円の大きさは語句の出現

**
**
**
n.s.
**
n.s.
n.s.
n.s.
n.s.
n.s.
n.s.
n.s.
*
n.s.
**
**
**

数の多さを表しており。出現数が多いほど大きくなっている。円の色は媒介中心性を表しており，ネットワー
ク構造の中で中心性の大きいものほど色が濃くなっている。以上の方法で作成した中学生の「プログラミング
に対するイメージ」についての共起ネットワークを図に示す(図 2)。
「プログラミング」と「難しい」が強い
つながりがあることが示唆された。また「プログラミン
グ」と「難しい」は「楽しい」ともつながりがあった。

- 11 -

媒介中心性の特に大きいものとして，「使う」があった。

そのイメージの構成に大きく影響しているのは技術科「使う」は「パソコン」や「ゲーム」，「機械」といったでの学習に加え，共通教科「情報」における学習の経験

語句とつながりがあることが示唆された。中学生はまが考えられる。また，技術科の「情報に関する技術」のだ経験したことがなく，あまり知らないプログラミン

履修前の中学生を対象にプログラミングに対するイメ

グについて困難感を持ちやすいと考える。しかし難しージをテキストマイニングで調査した際には，「ロボッ

いからこそやってみたいといった困難感が興味・関心

ト」や「ソフト」などの語句からつながりがなかったたにつながる例もあると考える。また，中学生はプログラ

め，技術科の「情報に関する技術」の履修後にイメージ

ミングがパソコンやゲーム，機械に使われていて，便利がより具体化されたと考えられる。

なものであると漠然とではあるが認識していることが４．まとめと今後の課題予想される。
3.7 高校生の自由記述の集計

本研究の範囲内で得られた知見より，以下を本研究

高校生のプログラミングに対するイメージを把握すの結論とする。中学生，高校生ともに男子と女子でのプる際に必要なキーワードを得るため，テキストマイニ

ログラミングの理解や，学習意欲に大きな差がある。中ングを用いて抽出を行った。文章の単純集計を行った

学生段階で女子はデザインすることが好きな傾向にあ

結果，285 の文が確認された。総抽出語数は 1，678，異るため。デザイン性のあるプログラミング学習を展開

なり語数（語の種類を示す数）は 340 であった。頻出することで，女子のプログラミングへの理解や学習意

語句のうち上位 30 語とその出現頻度を表に示す（表 9）。

欲を高められるのではないかと考える。

その結果，「パソコン」，「作る」，「使う」などの語句がまた，プログラミングの経験はプログラミングの理

頻出していた。中学生と比べ「難しい」といったネガテ

解や学習意欲に大きく影響するものであるためプログィブワードは少なくなっていた。また，中学生の調査時

ラミング学習の際には体験的活動を取り入れていく必には記述がなかった「C 言語」や「C++」といった具体要があると考えられる。中学校段階ではロボットの興的なプログラミング言語名の記述が見られた。

味がプログラミングの理解と学習意欲に影響するため

中学生の自由記述の集計と同様の手続きのもと，テロボット等を用いたプログラミング学習は効果的と考

キストマイニングの結果を共起ネットワークで図 3 にえる。高校段階ではゲームの興味や制作意欲がプログ示す。
「プログラミング」は「技術」や「動かす」といラミングの理解と学習意欲に影響するため，ソフトやった語句と強いつながりがあることが示唆された。まシステムを用いて学習を行うことが効果的と考える。

た，「動かす」は「ロボット」や「ソフト」といった語

中学生と高校生を比較したところ，プログラミング

句と強いつながりがあることが明らかとなった。もっの学習意欲や理解は高くなっているものの，学習意欲

とも頻出した語句である「パソコン」は「使う」，「作る」

に関して約 5 割，理解に関しては約 3 割と高くない数といった語句と強いつながりがあることが示唆された。

値である。プログラミングの学習意欲や理解を高める

テキストマイニングの結果から，プログラミングとは指導や方略を検討するのが今後の課題といえる。イメ

ロボットを動かしたり，ソフトやシステム，アプリなどージに関して，中学生はプログラミングについて漠然を作ったりするものだと認識していると考えられる。

と難しいというイメージを持っていた。中学生にはプ

表 8 中学生の持つプログラミングに対する

表 9 高校生の持つプログラミングに対するイメージの頻出語
抽出語
1 プログラミング
2 難しい
3 思う
4 聞く
5 使う
6 分かる
7 知る
8 楽しい
9 プログラム
10 イメージ
11 作る
12 パソコン
13 人
14 機械
15 自分

出現回数
290
219
64
46
45
44
42
37
35
34
24
20
18
17
17

抽出語
16 ゲーム
17 大変
18 いろいろ19 役に立つ
20 良い
21 少し
22 感じ
23 出来る
24 世界
25 複雑
26 名前
27 役立つ28 コンピューター
29 初めて30 頭

イメージの頻出語

出現回数
15
13
12
12
12
11
10
10
10
10
10
10
9
9
9

抽出語
1 パソコン
2 作る
3 使う
4 機械
5 ロボット
6 ゲーム
7 難しい
8 イメージ
9 コンピュータ
10 数学
11 システム12 プログラム
13 プログラミング
14 動かす15 インターネット- 12 -

出現回数
51
39
39
27
24
23
18
15
14
12
9
9
8
8
7

抽出語
16 データ
17 技術
18 入力
19 複雑
20 ソフト
21 思う
22 動く
23 動き
24 いろいろ
25 人
26 設定
27 操作
28 動作
29 文字
30 アルファベット

出現回数
7
7
7
7
6
6
6
5
4
4
4
4
4
4
3

日本産業技術教育学会九州支部論文集 第25（2017）7〜14

図 2 中学生の持つプログラミングに対するイメージの共起ネットワーク

図 3 高校生の持つプログラミングに対するイメージの共起ネットワーク- 13 -

ログラミングの概念や役割を伝えることでさらにイメージを具体化させる必要があると考える。また，プログ
ラミングを体験させることでポジティブなイメージを持たせ，より学んでみたいといった将来的にも学習ができる姿勢を身に着けさせることも必要であると考える。一方，高校生は，プログラミング言語名や具体的なプログラミングの利用例が出るなどイメージがかな
り具体化されていた。高校生は具体化されたイメージ
をレディネスとして捉え，そのレディネスを活用し，発展させていくような学習をしていくとよいと考える。
本論文では調査対象が中学生と高校生であったため，
小学生や大学生にも同様の調査をし，さらに広い発達段階での比較を行う必要がある。それにより，学校教育で体系的に行われるプログラミング教育の一助となる知見が得られるだろう。また，プログラミングの理解の有無については回答者の主観に基づいたものであるため，アチーブメントテスト等で客観的な理解を測る必要がある。これらについてはいずれも今後の課題とす
る。

参考文献

3) 吉田智子他：「プログラムによる計測と制御」を学ぶための学習環境の開発と教育実践～
LilyPad Arduinoシミュレータ機能付PENを利用して～，研究報告コンピュータと教育（CE），
15，(2015)，1-104) 辻仁志・喜多一：Raspberry Piを用いた計測・制御教材の開発とその実践，研究報告コンピュー
タと教育（CE），4，(2014)，1-9
5) Jeroen Keppens・David B. Hay：Concept
map assessment for teaching computer
programming，
https://www.researchgate.net/publication/250
888358_Concept_map_assessment_for_teachi
ng_computer_programming（平成29年11月25日閲覧）6) 吉村光平他：児童のプログラミングに対するイ
メージに関する研究，日本産業技術教育学会
第60回全国大会（弘前），(2017)，76
7) 福井昌則・森山潤：高校生のプログラミングに対する興味・関心と創造的態度との関連性，日本産業技術教育学会 第60回全国大会（弘前），(2017)，76
8) 樋口耕一：KHCoder2.x リファレンス・マニュ
アル 2013，http://jaist.dl.sourceforge.net/

1) 内閣官房日本経済再生総合事務局：日本再興戦
略2016－第4次産業革命に向けて－，(2016)2) 文部科学省：小学校学習指導要領，(2017)

project/khc/Tutorial/forKHCoder2.x/khcoder_tutorial.pdf（平成 29 年 10 月 20 日閲覧）

Abstract
Purpose of this research is to investigate images for programming in junior high school students andhigh school students and to obtain basic knowledges of learning guidance for programming education according
to developmental stage. The subjects were 488 junior high school students and 180 high school students. As aresult， there were significant differences related to programming between positive groups and negative groups
such as gender and "programming understanding" and "motivation for programming learning". In addition，
there were significant differences in items related to programming in junior high school students and highschool students. Next， we analyzed the free description about image for programming of junior high schooland high school students using text mining. As a result， we found that high school students have more specificimage to programming than junior high school students. Based on the above， it was inferred that the use ofteaching materials and teaching methods should be used according to student's readiness.
Keywords：

Programming， Image，Junior High School， High School- 14 -

日本産業技術教育学会九州支部論文集 第25（2017）15〜18

持続可能な社会のための炭焼き窯の教育的利用（Ⅰ）－製炭技術の最適化－
Educational use of Charcoal Kiln for Sustainable Society (I)- Optimization of the Charcoal Making Technology 寺床勝也*

小山壮太** 東 瑞希*** 池田 充**** 龍野巳代****Katsuya TERATOKO*, Sota KOYAMA**, Mizuki HIGASHI***, Mitsuru IKEDA**** and Miyo RYUNO*****Faculty of Education, Kagoshima University**Kinko-Cho Tashiro Junior High School, Kagoshima Prefecture***Graduate School of Education, Kagoshima University****Kamoike Experimental Field Education, Kagoshima University
本研究は，持続可能な社会を構築するための教材として，炭焼き窯の教育的利用を目指している。炭焼き窯の炭化室内径は 750mm で，窯壁高は 500mm であり，鹿児島大学キャンパス内に製作された。製炭実験の目
的は，炭焼き窯の操業技術を最適化することとした。製炭技術の評価は，トレードオフの関係にある「収炭率」と「精錬度」の最適値で判断した。その結果，最もよい木炭となるには，炭化時間が約 10 時間,排煙温度が約100℃であった。
キーワード：持続可能な社会，炭焼き窯，最適化，製炭技術，収炭率，精錬度

１．はじめに
木材は，森林資源を起源とした素材であり，樹木を伐採後，木造住宅や木製品，紙等さまざまな木製品に加工され私たちの暮らしを支えている。木製品には，生産されてから廃棄されるまで，多様な「サービス期間」がある。それゆえ，樹木を伐採した跡地に植林し，収穫期までの期間まで，木製品を長く賢く使用すれば，二酸化炭素の排出を抑制できる。さらに，廃棄される
木製品や端材をカスケード利用 １）すれば，二酸化炭
素の長期間の炭素固定となることから，木材利用は，
3R（リユース・リデュース・リサイクル）を学ぶ環
境教育の題材としての活用が期待できる循環可能資源である。
そこで，木材の環境教育の題材としての意義を整理すると，①再生可能資源であること，②カスケード型利用が可能であること，③二酸化炭素の放出抑制・固定をコントロールできること，④3Rを学ぶ環境教
育の題材として活用できる等，4点に集約できると考えた。当研究室では，学校教育現場の技術科室から排(2017 年 10 月 31 日受付，2017 年 12 月 8 日受理)
*鹿児島大学教育学部**鹿児島県錦江町立田代中学校***鹿児島大学大学院生****鹿児島大学教育学部附属鴨池実習地
2017 年 10 月 第 30 回九州支部大会にて発表

出される木質系廃棄物（廃材）に着目し，おがくずの再利用の教材化２）を実施してきた。
教育現場からの木質系廃棄物は，定期的な入手が容易と考えられるが，形状や大きさが多種多様なエレメントが排出されると推測できる。これらの木質系廃棄物を一定期間収容しておき，学校年間スケジュールの中で数回，「炭焼き」を実施することで，木材の新しい循環利用に着目できる教材として利用可能ではないかと考えた。
鹿児島県における炭焼き窯の先行研究 ３）では，炭焼き窯を教育的に利用している学校側の実施目的が，環境学習に特化した炭焼き体験教育であることがわ
かっている。ただ，炭焼きを実施する際には，熟練者の勘と経験知が必要であることがあげられ，また一方で，製炭経験者の数は年々減少し指導者の確保は難し
いことが指摘されている。熟練者でなくとも，最適な製炭技術を確立できれば，炭焼き窯の教育的利用を実践する上での支援となり，技術の保存につながる。
本研究では，持続的な社会を構築するために炭焼
き窯を教育的利用する観点から，実際に炭焼き窯を築窯するところからはじめ，製炭技術を確立するための製炭実験を行い，科学的知見をもとに最適な製造手法を考察したので報告する。

２．炭焼き窯の教材開発の意義
炭焼きとは，炭素化合物である木質系材料に対して酸素を可能な限り遮断しながら熱を加え，木材の自- 15 -

プルも同時に採取し，全乾法により生材時の含水率を測
定した。

排煙口

炭化室
加熱室
（内径750mm）

窯口

煙
道
口

平面図
煙
天井
突
木
酢
液
抽
出
経
路

煙
道
口

煙
道

窯壁高 500mm

然発火点(270℃)以上の温度で熱分解４）させるもので，その結果，得られた生成物は，木炭と木酢液に分離される。一般に木材の元素組成は，木材乾燥重量の約50％が炭素とされ，無酸素状態で加熱すれば理論的には歩留り50％で純度100％の炭化物が生成できるはずである。しかし，実際はさまざまな制約条件と技術的なトレードオフが存在するため歩留りや炭素含有量は異なる。より良い炭を焼くためには，熟練と経験が必要と言われる由縁となっている。
炭焼きにおけるトレードオフの関係は，「歩留り」と「炭素含有量」である。歩留まりを高くすれば炭素含有量が減り，粗悪な木炭が生まれる。その逆に，炭素含有量を高めると歩留まりが下がる。それゆえ最適な製造技術をトレードオフの関係から試行的に探索することが求められている。以上の観点から，技術科教育の題材としてもふさわしいと捉えられる。
また別の視点で教材の意義を述べると，2015年にUNESCOが世界遺産に登録した「明治日本の産業革命遺産」の構成資産である「寺山炭窯跡（鹿児島市）」
は，鹿児島市吉野台地のシラス斜面を削り出して作られた一般的な穴窯式炭焼き窯であり，この窯は，集成館事業の洋式反射炉で鉄を還元するために必要な木炭を生産供給した基地でもあった。このことは，伝統的な技術に対して焦点化でき地域教材を発信できる
題材としても適していると考えた。

天井中央高
150mm
炭化室

炭材搬出入

窯 口

排煙口(40×60mm）

加熱室

側面図

図 1 炭焼き窯の概要（平面図・側面図）

３．炭焼き窯の設計と築窯
炭焼き窯の材料は，石（火成岩の一種）を基材として，窯土と耐火セメントの混合物を隙間なく塗り固めて成形し，すべて耐熱素材で構成されている。耐火セ
メント以外は，鹿児島県大隅半島側の山林（農学部高隅演習林内）から採取された粘土質土壌であり，桜島
降下物起源の自然素材である。
炭焼き窯の炭化室は，内径750mmの円形底面とし，窯壁高は500mmとした。この炭化室内部に天井築窯用の炭材としてマツ丸太材を立て積みし，その上部にコモと呼ぶ藁を敷き，その上からシラスとセメントを５：１で配合した窯土をドーム状に塗り固めて天井部を成形し，１週間ほど乾燥養生した後，加熱室より点火しながら，内部に仕込んだマツ丸太材を炭焼きし炭
焼き窯を焼結成形した。その結果，天井中央高150mmの炭焼き窯が得られた（図1参照）。

４．製炭実験と評価方法
木炭の原材料（以下「炭材」という）は，鹿児島大学
教育学部附属寺山自然教育研究施設内の実習林より伐採したカシ類（直径 100mm 前後）を選木し，長さ約 400mmに切断の後，炭化室に立てて搬入して炭化した。製炭実
験の前に，歩留まりを算出するために，搬入直前の炭材
全重量（生材時）を測定した。また，含水率測定用サン- 16 -

図 2 炭焼き窯の正面（開口部が窯口）
製炭実験の流れは，「炭材搬入→点火→炭化→精錬→
密閉→窯内消火→出炭」を製炭フェーズとした。特に，注意すべき点は，「炭化」開始の判定であり，今回は，排煙温度を 80℃以上，および排煙色で判断した。排煙温度の測定は，図 1 の煙道口と煙突の隙間から K 熱電対により計測し，製炭技術操作の根拠とした。
炭焼きの良否は，
製炭フェーズに沿って，窯口の「しぼり」によって空気の流入をコントロールしながら，炭化室温度を最適な木
材着火温度に維持する必要がある。図 2 は，製作した炭焼き窯の正面で窯口の全開放している状況を示す。窯口
は，加熱室も兼ねているが，炭化初期になると，空気の流入を抑えるために「しぼり」によってコントロールする必要がある。一般的な排煙温度や排煙色との関係につ日本産業技術教育学会九州支部論文集 第25（2017）15〜18

れる収率を「収炭率」と区別している５）。単木の追跡は困難なことから，本稿では，すべてまとめて「収炭率」で評価することとした。
また，木炭の「精錬度」は，製炭時 1 窯から出炭する
木炭 3 本をランダムに選抜し，各々3 箇所を木炭精錬計で測定した 9 点の結果を平均値で代表した。ただし，木炭 3 本の採取位置は，炭化室の前方部，中央部，奥部（排煙口付近）とした。

表 1 製炭フェーズと窯口のしぼりと排煙の関係
phase

点

火

炭

化

精

錬

消

火

窯口の
しぼり
縦×横
(mm)

全開放
320×240

しぼり
120×120

しぼり
180×120

密閉
0×0

排煙色
温 度

黄色・白
40～50℃

白・黄色
80～100℃

青透明
250～600℃

排煙なし
常温「点火」当初は，窯口を全開放の縦 320×横 240 の開口とした。点火は，炭化室内部の室温を，木材の着火温度まで上げるため，図 1 の窯口から薪を燃やして熱源を供給した。そのときの排煙色は黄色~白の「水煙」と呼ばれる水分を多く含む重く冷たい排煙で，排煙温度は 40～50℃である。
「点火」から「炭化」への移行を，急激に排煙温度を上げてしまうと，炭材が燃焼しすぎて歩留まりが減少するため，徐々に数時間かけた緩徐運転で，排煙温度を 80℃近くに達しなければならない。また，排煙色が黄白色となり酢酸臭の刺激のある煙が排出されるときを「炭化初期」と位置づけ，「炭化」フェーズに移行する。
「炭化」では，窯口のしぼりを 120mm×120mm に狭め，空気の流入をコントロールする。この時点で，窯口における薪の熱源供給は終わり，炭化室内部の炭材自体が燃焼を持続する「自燃（じねん）」と呼ばれる自然発火
現象が連鎖的に反応する。この炭化フェーズにおいて，空気の流入が多いと，燃えすぎることになり，窯口をしぼりすぎたために，空気が吸い込まず，炭化室の温度が下がることもあるため，細心の注意を払いながら，窯口のしぼりを調整する必要がある。それゆえ，表 2 で示し
た窯口のしぼりは，フェーズを移行するための目安としての寸法とし，常に変更が加えられる。
炭化が進行すると次第に，排煙温度が上がり，250℃を超えたあたりで，「精錬」操作に入るわけであるが，今回の炭焼き窯の性能が判断できていないため，精錬フェー
ズ時のしぼり開放は行っていない。炭化の状況観測により，排煙温度の上昇や煙の色が青透明色となった時点で「精錬」終了と判断し，完全密閉，窯内での「消火」フェーズとし，煙突も外部と密閉し煙突のドラフト効果を停止し窯口を完全閉塞した。消火後，窯内部の温度が常温となる３日後に窯口を全開し出炭した。
以上が製炭実験の一連の流れであり，試行錯誤しながら，よりよい最適な製炭技術を確立するために，製炭実験を 3 回実施した。最適な技術とは，木炭の評価により判定した。木炭の評価は，トレードオフの関係である木炭の歩留りと精錬度を計測し，両者が最適な値となるよ
うな製炭条件について総合的に判断した。
ここで，歩留まりの取り扱いについてであるが，一般的に，炭化原料木材「炭材」の単木あたりの木炭の収率
を「炭化率」と呼ぶのに対して，製炭時 1 窯から生産さ- 17 -

５．結果および考察
3 回の製炭実験について，経過時間と排煙温度の推移を図 3 に示す。製炭実験 1 は，初めての試行であったた
め，どこまで排煙温度が上昇するかを観察したものである。
700■ 製炭実験１○ 製炭実験２▲ 製炭実験３600
排煙温度（℃）

いて表 1 にしぼり操作を整理したので一例を示す。

500
400
300

200
100

0
0

5

10

15

20

経過時間（ｈ）

図 3 製炭時における排煙温度の推移
製炭実験 1～3 に共通していることは，点火開始 5 時間
までに排煙温度が 80℃に達したことから，「炭化」初期のフェーズになったことが読み解ける。
製炭実験 1（■印）は，炭化フェーズで，窯口のしぼりを縦 120mm×横 120mm に狭め，18.7 時間後の排煙温度 609℃の最高温度に達するまで炭化状態を維持した。
経過 10～15 時間のデータは欠損しているが，
温度上昇を
看取でき，
「精錬」フェーズの排煙温度 250℃以上を超えて 5 時間高温状態となり急激な温度勾配ではないかと思われた。
製炭実験 2（○印）では，経過 5 時間後から「炭化」とし，窯口のしぼりを縦 60mm×横 20mm に狭め，排煙温度を 12.5 時間で 300℃を超えさせ短時間で「精錬」温度まで達した。炭化時間は 5～6 時間程度と判断した。
製炭実験 3（▲印）では，開始 5 時間から炭化フェー
ズに入り，15 時間後の 10 時間を炭化時間とした緩徐運転にコントロールした。排煙温度 100℃前後を保持しな
がら，排煙色を確認した。操作としては，窯口のしぼりを縦 20mm×横 40mm にし，最も小さく狭めた。そのままの状態で，18.5 時間後に 250℃の精錬温度を超えたと考えられ，結果的に精錬時間を 1 時間半程度の短さで終了した。
表 3 炭材の投入量と出炭量および含水率
炭材投入量
(kg)

出炭量
(kg)

炭材含水率
（%)

製炭実験１

122.6

10.3

37.1

製炭実験２

101.3

16.7

71.0

製炭実験３

78.3

9.9

71.0

６．総括および今後の課題

木炭の評価について，表 3 に出炭量（kg）を示す。製炭実験では，カシの生材を 120kg～80kg を投入し，出炭量は 10kg 前後であった。
炭材含水率は製炭実験 1 が 37%で，製炭実験 2 と 3 は 71%の，いずれも生材状態であった。そこで，表 3 の結果をもとに，収炭率を計算した結果と木炭精錬計で測定した精錬度を表 4 に示す。
表4

収炭率と精錬度
精錬度

収炭率
生材時換算
(%)

収炭率
全乾時換算
(％)

製炭実験１

8.4

11.5

2.1

製炭実験２

16.5

28.1

3.2

製炭実験３

12.6

21.6

2.3

その理由を考察すると，緩徐運転による「炭化」フェーズへの移行がうまくいったこと，さらに，炭化時
間を他の製炭実験より十分に確保できたこと，さらに，精錬温度を250℃以上にするタイミングと精錬時間を比較的短時間で終え「消火」フェーズに移行できたことが考えられた。

本研究では，製作した炭焼き窯の最適な製炭技術を解明するために，トレードオフの関係である「収炭率」と「精錬度」の値で検討した。その結果，炭化時間を約10時間,排煙温度を約100℃をキープする緩徐運転がよい効果をもたらしたといえた。今後は，炭材の種類や形状等，教育現場から排出される木質系廃棄物を素材に炭焼き実験のデータを随時継続していく。
ところで，平成29年3月に次期学習指導要領６）が告示され，「技術・家庭科」の目標に「よりよい生活の実現や持続可能な社会の構築に向けて」の文言が追加された。「技術の見方・考え方」から「よりよい生活の実現」を目指す体験的学習を炭焼きは実現できると考えられる。炭焼き窯の教材開発を検討していく予定
である。

参考文献
1) 林野庁編：森林・林業白書（2017）,170
2) 原ら：学校現場における木質系廃棄物の有効利
用と教育的効果，日本産技会九州支部，19巻，(2012)，101-105
3) 寺床ら：鹿児島県における炭焼き窯の教育的利用，日本産技九州支部，第13，(2006)47-52
4) 伏 谷 賢 美 ら ： 木 材 の 物 理 , 文 永 堂 (1989),
206-2075) 林産試験場監修：木材工業ハンドブック（第3版）, (1984), 886-888
6) 文部科学省：中学校学習指導要領（平成29年3月）P.117

生材時換算の収炭率で比較すると，製炭実験1では最も収炭率の低い8%を示し，そのときの精錬度は2.1となった。ここで，精錬度の数値が小さいほど炭素含有率が高いことを示し，製炭実験1は良質の炭材であるといえた。その反対に，製炭実験2では，収炭率は16.5%と高いが，精錬度が3.2となり炭素含有率は最も低い結果となった。精錬温度を高くした製炭実験1では，精錬度を上げることに成功したが，歩留まりは低い結果といえ，製炭実験2はその逆の結果といえた。
それゆえ，製炭実験3の結果は，収炭率12.6%，精錬
度2.3という最適な値が得られたと判断できた。

Abstract
The purpose of this study is to aim at educational use of Charcoal kiln development for educational
materials to build sustainable society. The Charcoal kiln was made with 750mm inside diameter and
500mm inside wall high in Kagoshima University campus. The purpose of experimental result ofCharcoal kiln was optimized by the charcoal making technology. The evaluation of the charcoal making
technology was shown as the most suitable value of “Carbonization product yield” and “Refinement
degree of charcoal” in the relations of the trade-off. As a result, approximately 100 degrees Celsius at
smoke temperature and approximately 10 hours in carbonization time were most suitable for wood
charcoal.
Keywords: Sustainable society, Charcoal kiln, Optimization, Charcoal making technology, Carbonization
product yield, Refinement degree of charcoal- 18 -

日本産業技術教育学会九州支部論文集 第25（2017）19〜25「ヒョウタン」を利用したものづくり教材の開発― 栽培および果実の収穫後処理に関する検討 ―Development of a Manufacturing Teaching Material Using Calabash gourd― A study on the cultivation and post-harvest handling ―祖母仁田湧* 平尾健二**
Yu SOBONITA* and Kenji HIRAO***Master Course Student, Graduate School, University of Teacher Education Fukuoka**Technology Education, University of Teacher Education Fukuoka
学校教育において，「ヒョウタン」を栽培し，収穫した果実を使ってものづくりを行う教材を提案した。そのために，大きさの異なる数種の品種を用いて比較栽培を行った結果，大型の果実をつける品種（大瓢系）は栽培難易度が高く，果実の収穫量も少ないことから，学校での栽培には適さないことが明らかとなった。また，
畑のない学校においては，小型の果実をつける品種（小瓢系）が，容積 2L のプランターから栽培・収穫が可能であり，より大きな容積で栽培することで，大きなサイズの果実が収穫できることが明らかとなった。さらに，収穫した果実を材料にするための新しい処理方法として，煮沸処理による簡易・減臭方法を考案した。この方法は，果実に穴を開ける必要がなく，材料としての利用の幅を広げられるメリットも持っている。
キーワード：ヒョウタン，栽培学習，収穫後処理，ものづくり，教材開発

1. はじめに栽培活動は，学校種を問わず幅広く行われている。
それらは「食べる」ことを目的とする普通作物や園芸作物だけでなく，「加工」を行うことを目的とする工芸作物（例えば，藍やケナフなど）も含まれており，教材としての研究も行われている 1），2）。多くの場合，それらは，‘原料’として扱われ，その植物の形そのものを‘材料’として扱う植物は少ない。そこで本研
究では，‘材料’となって工作をすることができる栽
培植物として，「ヒョウタン」を提案することとした。
ヒョウタン（学名：Lagenaria siceraria (Molina)
Standley）とは，アフリカ原産（諸説あり）ウリ科
ユウガオ属の一年生のつる性植物である。そのユニー
クな形の果実は，我が国においても，大衆的によく知られている。人類最古の栽培植物の一つともいわれ
3)，4)，古代から現代に至るまで，世界中で広く栽培されている。例えば，南アフリカ共和国では，政府が農産物としての生産指針（production guideline）を定めており，その葉や果実や種子は食用，薬用と幅広く消費されている 5）。一方で，日本で一般的に流通している品種は，果実に弱毒性の苦みの成分であるククル（2017 年 10 月 30 日受付，2017 年 12 月 15 日受理）
*福岡教育大学大学院教育学研究科教育科学専攻
教科教育創造コース技術教育領域**福岡教育大学技術教育講座
2016 年 08 月 第 59 回全国大会
2016 年 10 月 第 29 回九州支部大会
2017 年 08 月 第 60 回全国大会 にて発表

- 19 -

ビタシン B を含有しており，実際に小学校において，理科で栽培したヒョウタンによる食中毒事件が発生している 6）。その果実の最も特筆すべき利点は，完熟した果実の「ものづくり材料」としての利用である。
その利用は，容器，食器，茶道具，喫煙具，石灰入れ，装飾品，生活雑貨，農具，漁具，狩猟用具や武具，医療具，薬，仮面，祭器や神器や呪具を含む儀式用具，
シンボル，楽器，虫籠，遊具，装飾品，鑑賞栽培，さらに上記にあてはまらない特殊な用途や，スピーカーのように新しく開発された用途など，20 あまりの分野に大別でき，楽器や美術品の種類を分けず一つと扱っても，240 にものぼる 3）といわれている。
先行研究として，栽培教育とものづくり体験の融合
教材としてヒョウタンを栽培し，装飾するといった研究 7）や，小学校自閉症・情緒障害特別支援学級において，その栽培から果実の加工・利用までを各教科間において関連的に位置付けた実践研究 8）が行われている。しかし，学校においてヒョウタンを「栽培」し，果実の「収穫後処理」を行い，「工作」した上で「活用」するといった，「ものづくり」における各プロセスを行うことを想定した場合，いくつかの検討課題が挙げられるが，それについての研究事例はない。そこ
で，本研究では，上記のプロセスのうち，「栽培」，「収穫後処理」に着目し，学校で実践することを想定しながら，各種の検討を行った。

2. 研究の概要
ものづくり材料として用いるためには，その果実を収穫することを目的として栽培する必要がある。そのために，栽培プロセスと収穫後処理プロセスに分けて，各実験を行った。以下にその概要を示す。

2.1. 栽培

ヒョウタンには数多くの品種が存在し，その形状と大きさは多種多様である 9），10）。実験１ではその中か
ら，いくつかの品種を比較栽培し，果実の収穫数や品質の面から，教材として用いるための，品種の検討を行った。さらに，実験２では，選定した小型の果実が成る品種「千成」について，学校内の限られた栽培環境を想定し，学級全員分の材料を得るための，土容積の検討を行った。

（２）栽培方法―簡易化と減臭化―

収穫した果実を工作材料とする場合，一般的には収穫後処理を行う。その方法は，収穫した生の果実に穴をあけ，水に長時間漬け込み，外皮及び内部の‘ワタ’を分解させ，種子及び腐敗した溶解液を取り出し，乾燥させ，残存する硬質部分のみを取り出すというもの
である 9），10）（図 1：本論文ではこれを水漬分解処理
法と呼称する）。しかし，この水漬分解処理法は，学
校教育における実践のしやすさという観点から，「多くの手間がかかる」，「強烈な腐敗臭を発生させる」という 2 点に大きな問題がある。本実験では，その 2つの問題点を改善できる新たな収穫後処理方法の開発を行った。実験 3 では，「穴あけ」と「水漬け」を行わず，煮沸処理と自然乾燥によって材料とする方法を検討した。実験 4 では，その結果をもとに，「穴なし煮沸水漬分解処理法」（図 1）を開発し，材料とするために必要な分解処理期間の検討を行った。実験 5では，「水漬け」時に発生する臭気について，煮沸処
理による減臭効果の調査を行った。

図1

3.1.1 材料と方法（１）実験材料
材料として，小型の果実品種「一寸豆」「ミニ」「千成」，中型の果実品種「百成」
「天宝」
「宝来」
「中国」，
大型の果実品種「天下一」「大長」の苗（NPO 法人全日本愛瓢会福岡支部より提供）を用いた。

―品種および土容積の検討―

2.2. 収穫後処理

3. 栽培プロセスにおける検討
3.1. 実験１「品種に関する検討」

一般的な方法（左）と開発した方法（右）のプ
ロセス- 20 -

福岡教育大学技術科実験実習農場の露地にパイプ製の棚を設け，栽培を行った。用いた区画（畝）の面
積は 6.5m×1.5m，畝高 15 ㎝とした。元肥は全国愛瓢会による栽培方法 11）を参考にし，1m2 当たりバー
ク堆肥 2000g，有機石灰 100g，化成肥料（8-8-8）25g，
鶏糞 400g，油粕 200g，骨粉 100g を投入した。追肥は，2 週間おきに１株当たり化成肥料（8-8-8）20g
を計 3 回行った。株間は小型および中型を 50 ㎝，大型を 100 ㎝とし，１つの畝にすべての苗を定植した。
2015 年 4 月 22 日に定植を行った。潅水は土が乾燥しないように適宜行った。着果を促すために，親蔓がネットに達するまでは子蔓を除去し，その後は，親蔓を摘心し，子蔓と孫蔓を成長させた。7 月 29 日にうどん粉病が発生したため，ベンレート水和剤を散布した。

（３）調査方法
8 月 26 日に完熟果を収穫し，果実数と果実サイズ（全長）を測定した。

3.1.2 結果および考察
収穫した各品種の果実数と姿を表 1 および写真 1に示す。果実のサイズの小さい品種ほど，収量が多い
ことが明らかとなった。大型の品種である，「大長」及び「天下一」は果実数の平均が 2 であり，収穫数は少なかった。さらに，栽培過程において葉及び茎，実の各所において水浸状や褐色の斑点が見られ，その後融合拡大し，果実の完熟を待たずに枯死してしまった。
その症状より，褐斑細菌病であると考えられた 12）。
収穫時，一見完熟しているように見えた果実であったが，収穫後処理での「水漬け」分解の段階で一部が壊れてしまった。通常，果実サイズの大きな品種ほど着果から完熟まで，長い栽培期間が必要となる。大型の品種では，約 2 ヵ月 10）とされており，本実験では褐
斑細菌病により枯死したため，46 日という短い期間で収穫することとなった。そのため，果皮が薄く，収穫後処理の段階で壊れてしまったものと推察された。

日本産業技術教育学会九州支部論文集 第25（2017）19〜25

表1


&%'



40~75cm





  



1





3

各品種における果実の収穫数

18~30cm



7

4

6






7



  
7
6~13cm)(9        &%'!#"

78
$



ョウタンを栽培する場合，例えばクラス全員分のヒョ
ウタンを確保することを考えると小型の品種「千成」を用いるのが望ましいと考えられる。

3.2. 実験 2 「容器栽培における土容積の検討」

写真 1

3.2.1 材料と方法（１）実験材料

収穫した果実（乾燥後）（左から：天下一，中国，宝来

天宝

百成

千成

ミニ

一寸豆）

さらに，大型の品種はその果実の大きさから，成長に伴い増加する自重を，蔓が支えきれないため，紐や板による「支え」が必要となった。以上より，大型の品
種は，それより小さいサイズの品種と比べて，①栽培期間が長いことによる病気感染のリスク，②果実重を支えるための特別な管理の必要性，の 2 点から，栽培難度が高いことが明らかとなった。しかし，その大きな果実の迫力のある姿と重量は，算数における「重さ」の学習場面の教具として用いることができ，子どもの関心を引き出すことができるといった利点も存在している 8）。
中型の品種である「中国」「宝来」「天宝」「百成」は，大きな果実を実らせたものの，自重を蔓で支えることができたため，特別な管理を必要としなかった。
また，この点については小型の品種も同様であった。
小型の品種において「千成」「ミニ」に比べ，「一寸豆」の収量が著しく多いことが確認された。小型の品種である「千成」や「ミニ」は，大型や中型の品種に比べ，多くの果実を収穫することができるが（実験2 よりも明らか），本実験では中型と同程度の収量となった。これは，同一畝内で隣接して栽培したことにより，品種同士の根の競合が生じており，限られた栄養条件下において，「一寸豆」の生育の旺盛な特性 11）が現れたものと推察された。
以上より，栽培しやすい品種は，中型および小型であることが明らかとなった。また，本実験において用いた，いくつかの品種の種子および苗は，一般的に流通しておらず，現時点では，インターネットなどの通販によって入手が可能である。「千成」についてはホームセンターなどの量販店において販売されており，
誰でも簡単に入手することが可能である。以上の点を踏まえると，学校においてものづくり材料として，ヒ- 21 -

材料として小型の品種の中から「千成」（サカタのタネ（株））を用いた。

（２）栽培方法2015 年 4 月 16 日，400ml ポリポットに播種し，屋外の日当たりのよい場所で育苗した。36 日間育苗した個体を，プランターの土容積を 2L，10L，30L
および 60L に変化させた 4 つの区に 1 株ずつ定植し，栽培を開始した。各区 4 反復とした。培養土には「野菜の土（元肥入り）」（株式会社サンブルーム）を用い，元肥は施さなかった。追肥は化学肥料（8-8-8）を培
土の容積 1L あたり 2.5g とし，30 日おきに計 3 回行った。また，整枝は行わず，発生する蔓は放任した。
潅水については土が乾燥しないように適宜行った。

（３）調査方法
9 月 13 日に完熟果を収穫し，果実数と果実サイズ（全長）を測定した。

3.2.2 結果および考察
各容積による果実数と果実サイズを図 2，図 3 に示す。2L の容積において平均 3 つの果実が収穫できた。
さらに，その果実サイズは 60L の区と比べて有意差（p＜0.01）があるものの，他の区と比べて大きな変化はなかった。以上より，「千成」は少ない土容積でも結実し完熟することができることが明らかとなった。このことから，小学校低学年のアサガオ栽培用キットのような少ない容積のプランターでも栽培し，収穫することができると考えられた。また，各容積間の果実数には有意差があることが明らかとなった（p＜0.01）。よって，培土容積の増加に伴い，果実数も増加することが明らかとなった。
培土容積が大きくなるほど平均サイズが大きくなる傾向にあることが明らかとなった。これは，図 4より，大きな容積ほど，果実の最大サイズが増加して

おり，さらにその度数が多いためであった。2L では
12.5cm 以上の果実が収穫されていないことから，2Lの容積では，「千成」は充分に生育することができないものと考えられた。しかし，収穫された果実は完熟しており，工作材料として十分に利用可能であった。
以上より，容器栽培におけるヒョウタンの栽培は容積 2L から可能であり，大きな容積ほど大きな果実を収穫することが可能である。よって，畑のない学校でも任意の培土容積で，ヒョウタンを栽培し，工作材料とするための果実を入手することが可能であることが明らかになった。

4. 収穫後処理プロセスにおける検討
4.1. 実験 3 「煮沸処理による自然乾燥の検討」
4.1.1 材料と方法（１）実験材料
材料として実験 1 で収穫した「一寸豆」の果実（60~81g）を用いた。

（２）実験方法
実験区として，収穫後何も処理を施さない「無処理」，
熱湯で加熱した時間の異なる「煮沸 15 分」，「煮沸 30
分」，以上計 3 区を設定した。各区 3 反復とし，各区3 つの果実の生鮮重量の合計が 214±5g となるようにした。各処理後，屋外の雨や直射日光の当たらない
場所にて静置し，自然乾燥させた。

（３）調査方法

図2

実験開始日を基準として，毎日一回（日没後），各個体の重量を，電子秤を用いて計測した。2015 年 10
月 13 日に実験を始め 23 日間重量を測定した。実験
開始時の重量を基準として，各計測日の重量変化率（%）を算出した。また，各区の果実の完全乾燥後の状況を撮影し比較した。

培土容積が果実数に与える影響

4.1.2 結果および考察

図3

培土容積が果実サイズに与える影響

図4

各容積における果実サイズの度数分布

各区の重量変化率を図 5 に示す。「無処理」は重量の変化が緩やかであり，23 日目においても重量は85%であり，他の区と比べて大きな変化はなかった。
それに対し，「煮沸 15 分」，「煮沸 30 分」は同様の変化を示した。両区共に実験開始翌日より急激に重量が減少し，約 25%に達した 19 日目以降，重量が変化しなくなった。以上の結果より，煮沸処理を行うことで，果実の組織を破壊し，乾燥を早めることができることが明らかとなった。さらに，乾燥時には腐敗臭がなく，手順は煮沸のみと簡単であった。しかし，得られた材料は，写真 2 に示した 0 週目のように，カビを発生させていた。「無処理」については，カビを発生させながら乾燥していき，完全乾燥後，黒や茶色のいびつな斑模様が果実表面に現れた。「煮沸処理」では，雨天時など，湿度が高まった環境においてカビが発生したことを確認している。しかしながら，カビの発生は「無処理」に比べ，比較的穏やかであり，見た目の変化は少なかったが，子どもが触れる材料としては，カビの発生した材料では，見た目が悪いというだけでな
く，衛生的な問題が生じると考えられた。以上の点より，乾燥後のカビの発生を抑えるためにも，被分解質を完全に除去させる必要があると考えられた。

- 22 -

日本産業技術教育学会九州支部論文集 第25（2017）19〜25

ことも考えられた。以上より，今回考案した手法を用いることで，収穫後処理が簡易化されるだけでなく，材料としての利用の幅も広がることが明らかとなった。しかし，この方法は一部の中型・大型の品種のよ
うな大きな果実では，煮沸処理を行うことが難しいと考えられ，小型のヒョウタンに対して有効な方法であると考えられた。

図5

各処理区の重量変化の推移
写真 2

4.2. 実験 4「穴なし水漬分解処理法の検討」

各区の様子

4.3. 実験 5 「穴なし煮沸水漬分解処理法
による臭気の改善」
4.3.1 材料と方法（１）実験材料

4.2.1 材料と方法（１）実験材料
材料として実験 2 で収穫した「千成」の果実（サイズ 10~11 ㎝）を用いた。

材料として実験 2 で収穫した「千成」の果実（サイズ 10~11 ㎝）を用いた。

（２）実験方法（２）実験方法

果実を熱湯中で 30 分間加熱させた後，24L の水道
水を満たした容器に 18 個体を浸漬させた。実験は最大５週間とし，開始直後から 7 日ごとに 3 個体ずつサンプルとして取り出して屋外で自然乾燥させた。また，水は 7 日ごとに新しく入れ替えた。

実験区として，収穫後何も処理を施さない「無処理」，
熱湯で加熱した時間の異なる「煮沸 15 分」，「煮沸 30
分」，以上計 3 区を設定した。果実 3 つを水道水 600mlで満たしたポリビニール袋内に浸け，屋外の雨や直射日光の当たらない場所に静置した。途中の開封や水替えは行わなかった。反復はとらず，各区一個体ずつとした。

（３）調査方法2016 年 10 月 15 日に実験を開始し，各区の果実の完全乾燥後の様子を撮影した。

（３）調査方法

4.2.2 結果および考察
各週における様子を写真 2 に示す。3 週目以降より，
取り出し乾燥させた個体は，カビが発生することもな
く，水漬分解処理法と同等の質の材料となっていた。
このことから，今回考案した「穴無し煮沸処理」は従来の方法と比べ，①同等の品質の材料となること，②「穴あけ」「種だし」の過程が省略できること，が明らかとなった。省略されたこの二つの作業は作成したい工作物により適宜行うことになるが，種子とワタの体積が乾燥して小さくなっていること，水分がないた
め摩擦力が減少していることから，スムーズに「種だし」を行うことができる。また，収穫後処理を行った個体は，画鋲などの小さな針を用いることで，「穴あけ」行うことができる。例えば，下書きをした穴の淵の円周に沿って細かな穴をあけていくことで，任意のサイズの穴あけ加工をすることが可能である。また，
この方法を用いることで，穴が開いていない材料とすることができるため，作成できる工作物の幅が広がる- 23 -

ヒョウタンの分解処理過程で発生する臭気の原因物質の特定は複合臭気と考えられ，その原因物質の特定は困難である。そのため本実験では，発生する臭気をレベルで表示することのできる，ポータブル型ニオ
イセンサ（新コスモス電機（株）製 XP-329IIIR（表示範囲 0～2000））を用いた。なお，臭気センサーの示すレベルと特定物質の濃度（ppm）の間には複合臭気下においても，直線的相関があることが知られている 13）。本実験では臭気を無風の室内において，ポリ
ビニール袋ごと振って撹拌した後，口を開放した時の臭気を測定した。1 分間測定を行い，その時の最大値を代表値とした。2016 年 10 月 19 日に実験を開始し，開始後 30 日目に各区の臭気を測定した。

4.3.2 結果および考察
各区の臭気レベルを図 6 に示す。「無処理」に対して，「煮沸 15 分」，「煮沸 30 分」は臭気レベルが減少していた。特に「煮沸 30 分」は「無処理」に対して，
大きく臭気が減少していることが確認された。以上より，煮沸 30 分処理を行うことで，発生する臭気を減少させることができることが明らかとなった。

図6

引用文献
1) 瀬戸房子・馬場園佳奈・池田充・龍野巳代：藍各区における臭気レベル

5. おわりに
本研究は，「ヒョウタン」をものづくり教材とするために，栽培および果実の収穫後処理プロセスに注目し，いくつかの課題について検討した。各種の実験結
果より，以下の 3 点が明らかとなった。
（1） 露地における品種間比較栽培より，大型の品種
は栽培難易度が高く，収穫数は少ないことが明らかとなった。
（2） 小型の品種「千成」を用いた，容器栽培における培土容積比較栽培より，2L の容積から果実の収穫は可能であり，大きな容積で栽培すること
で，大きなサイズの果実を収穫できることが明らかとなった。
（3） 収穫後処理の方法として，穴をあけずに 30 分
間煮沸処理をした後に，水漬分解処理を行うことで，作業の簡易化と，においの減臭化が可能となるだけでなく，材料としての工作の幅が広がることが明らかとなった。
今後の課題としては，栽培における適切な施肥量の検討を行う必要がある。また，収穫後処理で発生する
臭気は，煮沸処理によって減少が図られたとはいえ，未だ改善の余地を残すものであった。そのため，さらなる減臭を可能とする処理法の開発を行う必要があると考えられる。

謝辞
本研究の遂行にあたり，ご指導とご助言を賜りました全国愛瓢会九州支部松井宏喜氏，許斐賢三氏及び瀧口玉代氏，鹿児島大学准教授浅野陽樹博士に深くお礼申し上げる。
また，本研究は JSPS 科研費 16H03061 の助成を受けたものである。

- 24 -

染めの学校教育への導入に関する基礎的研究
第 1 報:生葉染めした絹布の色彩に及ぼす染色時
間と酸化時間の影響，鹿児島大学教育学部研究紀要 自然科学編，66 巻，（2015），67－73
2) 増尾慶裕・土屋英男・清水雅登：ケナフに対する中学生の認識実態とそれを教材とした環境教
育の学習指導法，京都教育大学環境教育研究年報，8 巻，（2000），59－69
3) 湯浅浩史：ヒョウタン文化誌―人類とともに一万年―，岩波書店，東京，（2015），76－116
4) Decker-Walters D. S, Wilkins-Ellert M.,
Chung S-M, and Staub J. E. :Discovery andgenetic assessment of wild bottle gourd[Lagenaria siceraria (Mol.) Standley;
Cucurbitaceae] from Zimbabwe, Economic
Botany, 58 (4), (2004), 501-508
5) REPUBLIC OF SOUTH AFRICA,
Department of Agriculture, Forestry and
Fisheries：Bottle Gourd, Production
guideline,(2016),http://www.daff.gov.za/daffw
eb3/Branches/Agricultural-Production-Health-Food-Safety/Plant-Production/Production-Gui
delines，（2017 年 10 月 31 日最終確認）
6) 山口瑞香・野村千枝・清田恭平・梶村計志，：ヒョウタンによる食中毒事例について，大阪府立
公衛研所報，第 52 号，（2014），41－43
7) 岡正明・井畑恵理奈・大和田彩加・横山貴洋：
教員研修と連動した e ラーニング教材の作成 :栽培 教育とものづくり体験の融合教材，宮城教育大学情報処理センター研究紀要，第 21 号，（2014），11－14
8) 祖母仁田湧・有田雅子・平尾健二：小学校特別支援学級におけるものづくり教材としてのヒョ
ウタンの実践研究―果実を利用した合科的・関連的な指導―，福岡教育大学紀要，第３分冊（2018）（印刷中）9) 森義夫：ひょうたん・へちまを楽しむ―育て方
から加工まで―，家の光協会，東京，（2010），2－6，14－15
10) 大槻義昭：ヒョウタンの絵本 (そだててあそぼう(29))，農山漁村文化協会，東京，（2001），10－
11，20－21，34
11) 全国愛瓢会：ひょうたんの育て方と作品作り～
初心者向け一寸豆瓢・千成を中心に～，全国愛瓢会，埼玉，（2015），38－40
12) 鈴木崇之・本郷武・手塚徳弥・斎藤司朗：ユウ
ガオ褐斑細菌病(仮称)の発生」，関東東山病害虫研究会年報，第 24 集，（1977），350－351

日本産業技術教育学会九州支部論文集 第25（2017）19〜25

13) 房家正博・雨谷敬史・松下秀鶴：臭気センサーによる複合臭気の評価手法の検討（Ⅰ）臭気セ
ンサーの指示値と臭気物質濃度との相関，大気環境学会誌，33（5），（1998），297－305

Abstract
In the school education, manufacturing teaching materials for students to cultivate "Calabach gourd"
and make things using the fruits were proposed. At first, comparative cultivation was perfomed using
several varieties and it became clear that cultivars with large fruits “large gourds” had higher difficulty ofcultivation and less harvest. From these results, it was judged that large gourds cultivars were
unsuitable for cultivation at school. And at schools without fields, it became clear that cultivars withsmall fruits “small gourds” can be grown and harvested from a 2 L volume planter, and larger size fruits
can be harvested by growing in a larger volume planter. In addition, as a new method for post-harvest
handling, a simplified / deodorizing method by boiling fruits was contrived. This method can be carriedout without opening a hole in the fruit, and it also has the merit of widening the range of use as amaterial.
Keywords: Calabash Gourd, Cultivation Study, Post-harvest Handling, Manufacturing,
Development of Teaching Materials- 25 -

- 26 -

日本産業技術教育学会九州支部論文集 第25（2017）27〜34

Web アプリケーションプログラムを用いた小学生によるタブレットの入力速度と精度測定
Input Speed and Accuracy Measurement on Tablets by Web Application
Programs for Elementary School Students
白石 正人*

堀畑 弘樹**

井本 慎太郎***

瀬尾 佳良****

Masato SHIRAISHI*, Hiroki HORIHATA** , Shintaro IMOTO*** and Yoshifumi SEO*****Faculty of Education, University of Teacher Education Fukuoka** Kitakyusyu Municipal Touno Elementary School***Undergraduate Student, Faculty of Education, University of Teacher Education Fukuoka****Master Course Student, Graduate School of Education, University of Teacher Education Fukuoka
小学生の文字入力速度や精度を調査するために，OS に依存しない測定用 Web アプリケーションプログラムを開発した。開発したプログラムを用いて福岡県内の公立小学校の児童 10 名を被験者として iPad を用いて授業実践した。タブレットの入力方法として「フリック入力」，「ローマ字入力」，「手書き入力」の 3 つで，15 文
字程度の全角・半角文字が混在する短文を各々2 回入力してもらったところ，手書き入力が統計的に最も早く平均 24.22 文字／分であった。また，不正解文字数も平均 1.1 文字と他の入力方法に比べて劣るものの統計的な有意差は認められなかった。さらに 1 回目から 2 回目ではいずれの入力方法もかなり入力速度が向上したことが認められた。事前アンケートでは「自信がない」と答えた児童も事後では「楽しかった」という回答の割合が多く，短時間の試行においても，児童はタブレットの文字入力に違和感なく対応できることが判明した。
キーワード：タブレット，入力速度，小学生，Web プログラム

１．緒言
文部科学省の「教育の情報化ビジョン」1)には，タ

新小学校学習指導要領 7)では，プログラミング体験おブレットを児童・生徒が利用することにより，個別学

よびプログラミング的思考の育成を図ることが求め

習や協働学習などのタブレットの特徴を生かした学られており，この教育においても文字入力は必要不可

習スタイルが可能になると述べている。また，文部科欠である。

学省の調査では，2010 年に iPad が発売されてからこれまで，小学生のキーボードからの文字入力速度

2014 年に至るまでに，149 自治体で 1 人 1 台のタブについては，約 6 文字／分程度（5 年生の平均）であ

レット導入が行われ，62 自治体では，全校導入が実ることが明らかにされている 8)。石原ら 9)は，小学生現した。さらに，普通教室の校内 LAN 整備率は，を対象としたタブレットの入力文字数を調査してい87.7％と高い数値を示しており，タブレットおよび校るが，入力方法や精度については明らかにしていない。

内 LAN はともに急速に整備されている 2)。

森山ら 10)は大学生を対象にタブレット PC の入力評

ただ，これまでのタブレットの教育利用については，価を行っている。ただし，これは 10 年前であり，調表示デバイスや動画記録デバイスとしての教育利用

査対象のタブレット PC が古く，特に手書き入力技術が主であった 3)-6)。しかし，学習履歴を評価に利用すが既存のものとはかなり劣っていた。また，長谷川らるポートフォリオや e-Learning システムとの連携等

11) はタブレットのソフトウェアキーボードの入力作を想定した場合，児童・生徒が直接タブレットへ文字

業時の年齢や利き手に関する入力特性について調査

入力することは欠かせない基本操作となる。さらに，した。しかしながら，タブレットにおける文字入力に2017 年 10 月 31 日受付，2017 年 12 月 15 日受理

関して，小学生を対象にした入力特性について調査し*福岡教育大学教育学部**北九州市立塔野小学校***福岡教育大学学部生****福岡教育大学大学院生
2017 年 10 月 7 日

第 30 回九州支部大会にて発表

たものはほとんど見当たらない。
瀬尾ら 12)は，タブレットを用いた作文指導を想定した Web アプリケーションプログラム（以下，Web
アプリと略す。
）を開発している。例えば，6 文字／分の入力速度を想定した場合，400 字詰め原稿用紙 1 枚- 27 -

程度の作文入力では，約 67 分を要し 1 単位の授業時

れぞれ別の文を入力するようにした。また，児童が各間内で文字入力すら達成できない。このことが作文指入力方法を経験していないことを考慮し，入力速度を導においてタブレットを利用することの大きな課題

測定する前に練習する機会が必要であると考えたたとなっている。

め，トップページと練習のページ，そして各入力方法

また，タブレットに文字を入力する場合，フリックのページの合計 5 ページを設けた。

入力やローマ字によるキーボード入力（以下，ローマ字入力と略す），手書き入力など数多くの入力方法が

表１存在する。そのため，入力する際にどの入力方法が小入 力 方 法学生に適しているかも明らかにする必要がある。そのフリック入力ため，現在の小学生のタブレットへの文字入力スキルについて，調査する必要があると考えた。

ローマ字入力本研究では，入力速度と精度測定を行う Web アプ
手書き入力

リを開発するとともに，それを用いて福岡県内公立小選定した入力方法
選

定

理

由

スマートフォンの主流となっている
小学校中学年でローマ字を履修し，パソコンで入力する際によく用いられる児童が普段の学習に使う，紙と鉛筆に近い直観的な操作が可能である

学校の児童を対象にタブレットを用いた試行授業を行った。同授業内で複数の入力方法を各々2 回試行してその入力速度等の測定を行った。また，授業の前後
でアンケート調査を実施した。それらの結果について論じる。

２．測定用 Web アプリ
本研究では，児童にタブレットを用いて簡単な文を異なる入力方法で入力させ，入力に要した時間と誤字
脱字の 2 つの面から児童に適した入力方法を検証する。したがって，この検証のためには文字の入力時間(a)フリック入力(b)ローマ字入力(c)手書き入力(d)入力結果を測定する機能と入力文字の正誤判定を行う 2 つの機能を備えたプログラムが必要になる。通常のタイピ
ング練習ソフト等では，1 文字入力毎に正誤判定を行っており，フリック入力や手書き入力を想定した場合，複数文字が同時に入力されるため，入力終了後に正誤判定を行う必要がある。また，入力課題文についても小学生を対象とした漢字等の利用についても配慮しなければならない。そこで，HTML5 のスクリプト言語である JavaScript 言語と一部 PHP 言語を利用した測定用 Web アプリを開発した。
時間測定は Web ブラウザ側の JavaScript 言語に

図 1 各入力方法の入力画面と入力結果の内容

よるストップウォッチのプログラムを応用し，正確な入力時間を測定するために文字の入力と同時にタイマーが作動するようにしている。正誤判定は入力完了
後に正解文と入力文を 1 文字ずつ分割し，その一致不一致を 1 文字目から順番に調べるように設定した。時間測定については，画面表示を秒単位とし，測定についてはミリ秒単位まで測定している。
本プログラムで想定した入力方法として，タブレッ
トでよく利用されるであろう「フリック入力」と「ローマ字入力」と「手書き入力」の 3 つの入力方法を選定した（表 1 参照）。そして，児童の反復による入力
速度への影響を排除するために，3 つの入力方法でそ

各ページのプログラムにリンクを貼り，ボタンを押すことで次のページに移動できるようにしている。各入力ページには「stop」と「次へ」の 2 つのボタンがあるが，入力が終わった後に押す「stop」ボタンは，時間を測定しているストップウォッチの横に設定している。入力を終えてこの「stop」ボタンを押すと，入力データが表示されて，ページ下部に隠されていた「次へ」ボタンが画面上に現れる仕組みになっている。
測定したデータとして，正解文の文字数，入力した文字の正解数，不正解数，入力した文，正解文，入力時- 28 -

日本産業技術教育学会九州支部論文集 第25（2017）27〜34

間，入力文字数，1 文字当たりの入力時間，入力した入力文は，これら 3 つの入力方法で難易度の偏りが

日付・時間，入力方法，端末番号の順で表示される。

ないようにひらがな，カタカナ，漢字，数字，アルフ

そして，「次へ」のボタンを押すことで，次の入力方

ァベット，句読点が混在した 15 文字程度の簡単な文法の画面にジャンプするとともに，サーバ側にこの測の入力によって実施した。図 2 に試行授業中の様子を定データが転送されて保存される。図 1 に本 Web ア示す。
表 3 各入力方法の入力課題文

プリの操作画面を示す。

３．試行授業について
今回は iPad Air2 を 10 台用意し，教室内に無線
LAN 環境を設定し，開発したプログラムを先のタブ

入力方法

入力課題文

フリック

week は、1 週間を表す。

ローマ字

5 は、英語で five と書く。

手

テレビの電源を、off にする。

書

き

レットから無線 LAN 経由でブラウザによりアクセス
する方法で，2016 年 12 月 9 日に福岡県内公立小学

表 4 入力方法別の 1 分間当たりの入力文字数

校第 6 学年児童 10 名を被験者として実施した。

（A）と不正解数（B）
フリック

ローマ字

手書き

A

B

A

B

A

B

No.1

5.81

1

4.24

2

18.00

2

No.2

14.40

1

16.80

0

31.03

0

No.3

8.67

0

7.00

0

13.23

0

No.4

11.14

0

12.00

2

24.61

2

No.5

22.94

0

12.72

0

20.45

0

No.6

6.84

0

18.66

0

29.03

0

No.7

13.75

3

12.35

1

26.25

1

No.8

9.40

0

4.88

0

24.32

3

No.9

16.09

2

13.77

0

33.33

2

ね備えたフリック入力，ローマ字入力，手書き入力の

No.10

13.92

0

19.50

1

21.95

1

3 つの入力方法を検証した。具体的には iPad に備わ

平均

12.29

0.7

12.19

0.6

24.22

1.1

表 2 試行授業の流れ
時間

内

5分

1.

試行授業の内容説明

5分

2.

事前アンケート

10 分

3.

各入力方法の練習

10 分

4.

1 回目の入力測定

10 分

5.

2 回目の入力測定

5分

6.

事後アンケート

入力者

容

入力方法は，授業での利用を想定した現実的な入力方法として，習得性，効率性，可搬性，機密性を兼っている「日本語－かな（フリック入力のみに制限したもの）」（以下，「フリック」と略す）と「日本語－４．測定結果ローマ字」（以下，「ローマ字」と略す），手書き入力

本試行授業で得られた結果を上の表 4 に示す。ま

アプリケーションである「MyScript－Stack」（以下，た，入力文字数毎の各入力方法の分布を図 3 に示す。

「手書き」と略す）の 3 つを用いた。また，かな漢字表のデータから，被験者 10 名の 1 分当たりの入力文

変換における学習機能の影響を排除するために，同機

字数の平均は，フリックとローマ字が約 12 文字だっ

能および辞書を試行前にリセットして実践した。

たのに対して，手書きは倍の約 24 文字であった。不正解数の点では，いずれの入力方法にも有意差はなく，不正解数は入力方法に因らないことがわかる。これより，小学校においてタブレットを教育利用する際に，児童に最も適した入力方法は手書きであることがこの試行授業から認められた。

５．アンケート結果
試行授業については，事前と事後にアンケートを実施した。事前アンケートでは児童のこれまでの生活体
験が入力にどのように関わっているかを調査し，事後
アンケートでは各入力方法の使用感や楽しさについ
図 2 試行授業中の被験者の様子て調査した。表 5 にその一部を示す。

- 29 -

[％]

フリック入力
手書き入力

50

ローマ入力

６．分析結果と考察
IBM SPSS Statics Version22 により各入力方法の40

有意差を検出したところ（*一元配置の分散分析，5％

30

棄却率）
，F 値が 5.411 でその有意確率が 0.011 であ20った。つまり有意確率 0.011≦有意水準 0.05 より，310

つの入力方法には差があることがわかった。そこで，

0～4

5～9 10～14 15～19 20～24 25～29 30～ [字]図 3 試行授業での１分間当たりの入力文字数

テューキーの方法による多重比較を行ったところ，以下の表 6 のようになった。
ここでは各入力方法の 1 文
字当たりの入力速度を比較している。フリック入力と手書き入力，及びローマ字入力と手書き入力において

表 5 事後アンケート集計結果
問
1

3

5

内容

有意確率が 0.05 以下となり，統計的な有意差が認め平均られた。したがって，試行授業で入力動作を行った児

入力のしやすさは(1)フリック

4.4

童たちは，明らかに手書き入力で文字を速く入力するどうでしたか？

(2)ローマ字4.1

ことができたということが統計的に認められたこと(3)手書き4.4になる。

入力は楽しかった(1)フリック

4.8

ですか？

(2)ローマ字4.8

表 6 各入力方法の 1 文字当たりの入力速度の違い(3)手書き5.0による有意差検定

もっと長い文章を(1)フリック

4.4

入力できそうです(2)ローマ字

3.9

フリック

ローマ字

か？

(3)手書き4.8

5.73366.4242・フリック入力が大変だった。おもって5.7336

平均入力速度

0.836

6.4242

たよりローマ字入力のほうが早かっ

有意確率

手書き

2.68730.046*

2.68730.012*た。もしスマホ，アイパッドをかった

表7

らためしたい。

1 回目と 2 回目の 1 文字当たりの入力速度（A）と不正解数（B）の差異

・これからスマホやタブレットを使う機会は，増えると思うのでこの授業を活

2 回目

F値

A

5.12883.237510.8620.007*

B

0.74070.8889

0.025

0.631

1回目

2回目

かしていきたいです。
・最初は入力するのがおそかったけど 2
回目は早くなっていた。

有意

1 回目

確率

・フリック入力やローマ字入力はちょっと難しかったけど，手書き入力だった

8

自由
記述

らちょっと簡単になっていました。ち[秒]

ょっと難しかったけど楽しかったで

8
6

す。

4

・とても楽しかったです。難しい文字もありましたが，入力できた時はとても

2

うれしかったです。

0

・自分が思っていたより簡単であまりしフリック入力たことないローマ字入力でも以外と

図4

はやく打ててよかったです。
・色々な入力方法があって楽しかった。特ローマ字入力手書き入力

1 回目と 2 回目の各入力方法による 1 文字当たりの入力速度の平均の変化にフリック入力・手書き入力が入力しやすかった。もっと長い文章を入力しまた，今回各入力方法で 2 回の入力測定を行ったてみたい。英語文字が難しかったけどが，1 回目に比べると 2 回目の方がいずれの入力方法

しっかり入力できて，うれしかった。

でも入力速度の面で明らかに向上した（図 4 参照）。

- 30 -

日本産業技術教育学会九州支部論文集 第25（2017）27〜34

有意差検出（*T 検定，両側検定，5％棄却率）においてり生かした授業展開が望めると考えている。

も 3 つの入力方法全体の平均について，上の表 7 のよう

また，教科および単元に応じてそれに適した入力方に有意確率が 0.05 以下を示し，1 回目と 2 回目は統計法を選択することも必要であろう。作文指導では手書

的に有意差があると認められた。したがって， 1 回目

きを選択し，筆順も含めて紙媒体との連携も行う。プの入力測定よりも 2 回目の入力測定の方が入力速度に

ログラミングではローマ字を選択し，中学校への連携

おいて有意性が高いことが判明した。しかし，不正解数に配慮するなどである。その際，入力方法によって入の面では 1 回目と 2 回目でほとんど変化がなかった。

力速度の差をカバーする手立ても必要である。

この結果から，児童は入力の経験を積めば入力速度が今後の課題としては，1 回目と 2 回目の試行で不正

着実に上達することがうかがえる。また，1 回目と2 回

解数に目立った変化がなかった点を鑑みて，手書き入目の試行で不正解数に目立った変化がなかった。これ

力アプリケーションに慣れることや筆順指導を継続

は，入力時間の優劣を競うあまり正確さに力点が置かれ的に続けていくことが重要である。試行授業の際に，なかった結果であったと考察する。この誤字脱字といっ

速さを意識させすぎたあまり誤字脱字への意識が弱た入力精度の改善については，今後検討の必要があるもくなっていたことも原因の 1 つとして考察されたたのと考察する。

め，入力後に入力文字を見直して確認するといった確さらに，スマートフォン所持の有無で各入力方法の1

認動作の指導も検討する必要がある。また，事前アン

文字当たりの入力速度の違いを調べた。スマートフ ォ

ケートの自由記述には，「自信がない」，「難しそう」

ン所持者は被験者 10 人中 4 人であったが，フリックになど入力に対して難色を示す児童がいたが，事後アン

おいてT

検定による有意差検出により有意確率がケートでは，「楽しかった」，「もっと入力してみたい」などすべての児童が肯定的な意見を述べていた。これ

0.05 以下を示し，統計的な有意差が認められた。
したがって，自分用のスマートフォンを所持し日ごろから使用している児童の入力速度はスマートフォンをより，児童のタブレットに対する興味関心や入力に対する意欲は非常に高いことが認められた。

所持していない児童よりも「フリック」において有意に高いことが判明した。しかし，ローマ字と手書きにおい

参考文献ては，有意確率が 0.05 より大きい値を示したため統計

1)

文部科学省：教育の情報化ビジョン～21 世

紀にふさわしい学びと学校の創造を目指して的な有意差が認められなかった。

～，http://www.mext.go.jp/a_menu/shotou/
zyouhou/detail/1387269.htm,（2017 年 10 月

７．結言

23 日確認済）

本研究の結果，タブレットを用いて小学校第 6 学年の児童らを対象として文字入力の速度と正確性の面から

2)

文部科学省：平成 27 年度学校における教育の3 つの入力方法を検証したところ，入力結果と事後アン

情報化の実態等に関する調査結果, http://www.

ケートの結果，手書きが適しているという結果が得られ

mext.go.jp/a_menu/shotou/zyouhou/detail/137

た。これは，森山らの評価結果 10)と異なったものとなっ

6689.htm, （2017 年 10 月 23 日確認済）

た。その原因としては，調査時期が約 10年前であり，

3)

jouhouka.mext.go.jp/school/pdf/kyouiku-

当時の手書き認識機能とタブレットの性能が今回のも

itc_all.pdf, （2017 年 10 月 23 日確認済）のと著しく異なるなど評価機器が異な ったことが挙げ4)られるだろう。

文部科学省：教育 ICT 活用授業実践例集,http://

中岡正年他：グループ活動におけるタブレット

児童のスマートフォンやタブレットの操作経験，入力

端末を有効活用した授業実践モデルの検証, 和に対する自信の強弱に関わらず入力速度が速かったと

歌山大学教育学部教育実践総合センター紀いう点からも，タブレットで児童が文字を入力するとい要,24,（2014）,1-8う場合に関しては手書きが優れていたことが明らかと

5)

坂井敦他：小学校外国語活動におけるタブレッ

なった。手書きが小学校におけるタブレットでの入力方

トを活用した授業実践, http://gakkai.univcoop.

法として確立されれば，タブレットを授業利用する場合

or.jp/pcc/2014/papers/pdf/pcc063.pdf,（2017 年

に課題の

1

10 月 23 日確認済）

つとなっていた入力速度の問題について

は，手書きを用いることで解決できる可能性がある。こ

6)

橋爪智哲他：小学校音楽科におけるタブレットれにより，国語科における作文指導や算数科における型端末を活用した和声学習に関する事例的研究,

計算指導など，タブレットの性能をよ

日 本 科 学 教 育 学 会 研 究 会 研 究 報 告 ,28(3),(2013),1-4- 31 -

7)

mext.go.jp/a_menu/shotou/new-cs/1384661.
8)9)第 41 巻,（2007）,263-269

文部科学省：小学校学習指導要領，http://www.

11) 長谷川旭他：タブレットのソフトウェアキーボ

htm，（2017 年 10 月 23 日確認済）

ードによる文字入力の特性

文部科学省：情報活用能力調査の結果について，

利き手，非利き手による違い－,モバイル学会

http://www.mext.go.jp/a_menu/shotou/zyouho

誌,2(1),（2012）,23-28－加齢効果および

u/1356188.htm, （2017 年 10 月 23 日確認済）

12) 瀬尾佳良他：タブレットによる小学校の作文指石原一彦：附属小学校におけるタブレット PC の導を援用する Web アプリの開発,日本産業技術

環境構築と教育実践, 岐阜聖徳学園大学紀教 育 学 会 第 30 回 九 州 支 部 大 会 講 演 要 旨 集 ,要,51,,（2012）,51-62（2017）,39-40

10) 森山荘平他：手書き情報入力速度の面から見たタブレット PC の評価,広島工業大学紀要研究編,

Abstract
To investigate character input speed and accuracy of elementary school students, a measurement Web
Application program independent of OS was developed. Ten children of public elementary school in
Fukuoka prefecture as tester took a trial class by the iPads using this developed program. When shortsentences mixed with full-width / half-width characters of about 15 characters were input twice each by
three input methods that were “Flick input method”, ”Romaji input method” and ”Handwriting input
method” as input methods of tablets, statistically the handwriting input method was the earliest with anaverage of 24.22 characters/minute. In addition, the number of incorrect answers was inferior to other
input methods with an average of 1.1 characters, but no statistically significant difference was found. From
the first time to the second time, it was confirmed that the input speed considerably improved for three
input methods. In the preliminary questionnaire, children who responded "Not confident" also changed theanswer "Enjoyed" after the class. Even in short-term class trials, it turned out that the child could respondto the character input of the tablet without discomfort.
Key words : Tablet, Input speed, Elementary school student, Web program

textarea {background - color: white; <!--テキスト
エリアの背景色を白にする-->
color: black; <!--テキストエリアの文字色を黒にする-->}</style></head><body onload ="document.form2.txtb.focus();mondai();"><!--ページ更新時にテキストエリアにポインタを当てる-->※注意<br> ・指定された入力方法のみで文章を入力してください。<br> ・入力が全て終わったら，[stop]ボタンを押してください。
< p > 次の文章を下の <ruby> 解答欄 <rt> かいとうらん </rt></ruby> に <em> フリック入力</em>で入力してください。</p><form name = "quiz" ><input type = "text" name = "box1"
style = "width:32em;font-size:200%"
value = "" ></form> <hr> <br>
<script>function mondai() {document.quiz.box1.value = "week は，1週間を表す。";

付録（Web アプリのソースプログラム）<!DOCTYPE html ><head >
<meta charset = "utf-8" ><title > フリック入力計測 </title><!--CSS による設定--><style >body {
background - color: orange; <!--背景
色を橙色にする-->}h1 {color: red; <!--<h1></h1>で指定した文字
色を赤にする-->}h3 {color: black; <!--<h3></h3>で指定した文
字色を黒にする-->}p {font - size: 30 px; <!--<p></p>で指定した文字の大きさを 30px にする-->}
p em {
color: red; <!--<em></em>で指定した文字
色を赤にする-->}- 32 -

日本産業技術教育学会九州支部論文集 第25（2017）27〜34}
beforeText = "week は，1 週間を表す。";
beforeTextArr = beforeText.split("");
afterText = '';for (z = 0; z < beforeTextArr.length;z++) {
afterText += beforeTextArr[z] + " ";}clearInterval(myInterval);
document.myForm.myFormTime.disabled =true;document.form2.txtb.disabled = true;
myButton = 2;
intext = document.form2.txtb.value;//変数 intext に入力文を入れる
timer =
document.myForm.myFormTime.value;
intext2 = intext.split(""); //入力文を1 文字ずつ分割する
var result = new
Array(beforeTextArr);
if (intext2.length <beforeTextArr.length) { //正解文と入力文のうち文字数の多い方を基準とするためのフラグ
long = beforeTextArr;} else {long = intext2;}
var j = 0;
for (var i = 0; i <beforeTextArr.length; i++) {if (beforeTextArr[i] == intext2[j]){result[i] = 1;j++;} else {for (var k = j + 1; k <intext2.length; k++) {if (beforeTextArr[i] ==intext2[k]) {result[i] = 1;
j = k + 1;
break;}}
if (k == intext2.length) {result[i] = 0;}}}
var x = 0;
for (i = 0; i < result.length; i++) {if (result[i] == 1) {x++;}}
var y = long.length - x;
kekka += "正解文文字数：" + z + "文字<br>" + "正解数＝" + x + "<br>不正解数＝"+ y + "<br><br>";for (i = 0; i < intext2.length; i++){if (result[i] == 1) {} else {}}kekka += "入力文：" + intext + "<br>";f = intext2[0];for (d = 0; d < beforeTextArr.length;d++) {
e = beforeText.indexOf(f);h = e + 1;
g = d + 1;
if (e != -1) f += intext2[d + 1];
else f = intext2[d + 1];}
kekka += "<font color = 'black'>正解

function GetCookie(name) {var result = null;var cookieName = name + '=';
var allcookies = document.cookie;
var position =allcookies.indexOf(cookieName);if (position != -1) {var startIndex = position +cookieName.length;
var endIndex =allcookies.indexOf(';', startIndex);if (endIndex == -1) {endIndex = allcookies.length;}
result =decodeURIComponent(allcookies.substring(startIndex, endIndex));}return result;}
myButton = 0;function go() { //時間計測のプログラム
if (myButton == 0) {myStart = new Date();myButton = 1;
myInterval = setInterval("myDisp()",1); //1/1000 秒ずつ計測} else { // キー入力後の動作
myDisp();}}function myDisp() {myStop = new Date();myTime = myStop.getTime() myStart.getTime();myH = Math.floor(myTime / (60 * 60 *1000));
myTime = myTime - (myH * 60 * 60 *1000);
myM = Math.floor(myTime / (60 *1000));
myTime = myTime - (myM * 60 * 1000);
myS = Math.floor(myTime / 1000);
myMS = myTime - myS;
document.myForm.myFormTime.value =//時間の表示を 00:00:00 に指定("0" + myH).slice(-2) + ":" + ("0" +myM).slice(-2) + ":" + ("0" +myS).slice(-2);}
function myCheck() { //正誤判定のプログラム
var kekka = "";document.myForm.myFormButton.disabled= true;- 33 -

文：" + beforeText;
kekka += "<BR>" + "<fontcolor='black'>入力時間：" + "<fontcolor='black'>" + timer + "</font>" +"<br>";
kekka += "入力文字数：" + i + "文字<br>";
mt = myMS + myS + (myM * 60 * 1000) +(myH * 60 * 60 * 1000);
heikin = mt / (i * 1000);
kekka += "１文字当たりの入力時間：" +heikin.toFixed(5) + "秒";var jikan = new Date();kekka += "<br><br>" + "日付：" +jikan.toString() + "<br>";kekka += "<br> フリック入力 <br>";kekka += GetCookie("data1");
document.getElementById("kekka1").innerHTML = kekka;
document.getElementById("datasend").val
ue = kekka;} < /script> < form name = "myForm"
form action = ""method = "post"class = "js-post_include" > < input
type = "text"
size = "28"name = "myFormTime"style = "width:500px;height:100px;fontsize:50px"
value = "00:00:00" > < input type ="button"value = "Stop"
name = "myFormButton"style = "width:100px;height:100px;fontsize:20px"
onclick = "myCheck()" > < /form> <br> <hr > < br > < form action = "myform2"
name = "form2" > [解答欄] < br > <textarea name = "txtb"
id = "dl"value = ""cols = 65 rows = 10 wrap = hard style ="font-size:30px"
onkeydown = "go()" > </textarea> </form> < div id = "kekka1" > < /div> < form
method = "POST"
action = "filerecord1.php" > < input
type = "hidden"name = "datasend"
id = "datasend" > < input type ="submit"style = "width:100px;height:100px;fontsize:20px"
value = "次へ" ></form></body></html>- 34 -

日本産業技術教育学会九州支部論文集 第25（2017）35〜42「木育ワークショップ」における小学生の意識と行動の変化
Changes of Elementary School Students’
Awareness and Behavior in “Wood Education Workshops”
東瑞希*

寺床勝也** 古川柳蔵*** 三橋正枝*** Kevin Muhamad Lukman***

Mizuki HIGASHI*, Katsuya TERATOKO**, Ryuzo FURUKAWA***,
Masae MITSUHASHI***, Kevin Muhamad Lukman**** Graduate School of Education, Kagoshima University** Faculty of Education, Kagoshima University*** Graduate School of Environmental Studies, Tohoku University
小学生を対象とした「木育ワークショップ（以下木育 WS）」において，年間を通した学習と生活への応用に対するアンケート調査を実施し，その効果と評価方法について考察した。「木育 WS」はカッティングボードを製作するものであり，「Ⅰ．製作，Ⅱ．修理，Ⅲ．作りかえ」で構成されている。結果から，ものづくりと環境保全に対する本質的な関心を高めることによって，「木育 WS」への主体的な活動意欲が高まると考えられ，「木育 WS」を楽しむことと，環境問題を関連づけることの重要性が示唆された。
キーワード：木育，ESD，修理，意識と行動の変化，評価方法

１．はじめに近年，地球環境の悪化や少子高齢化，情報化やグローバル化といった社会的変化が加速度的に進展している。今後，益々厳しい地球環境制約を受け，複雑で予測困難な社会となることが予想されており，ライ
フスタイルの変革が必要であると言われている １）。
このような社会において推進されている教育活動に
ESD（Education for Sustainable Development）がある。世界の課題を自らの問題として捉え，身近なところから取り組む（think globally, act locally）
ことにより，世界の課題の解決につながる新たな価値観や行動を生み出すこと，そして各自の取り組みによって持続可能な社会を創造していくことを目指す学
習や活動である。関連する様々な分野を“持続可能な社会の構築”の観点からつなげ，総合的に取り組むことが必要とされている２）が，まだ全国には浸透していない。
一方，森林は環境負荷の小さい循環資源である木材の生産だけでなく，人間の生活と密接に関わる多面的機能をもっている。しかし，国土の67%を森林が占める日本の木材自給率は3割であり３），多くの人工林において適切な維持管理がなされず，森林の多面的機能が低下している。持続可能な森林作りのためには，(2017 年 10 月 31 日受付，2017 年 12 月 15 日受理)
*鹿児島大学大学院生**鹿児島大学教育学部***東北大学大学院環境科学研究科
2017 年 10 月 第 30 回九州支部大会にて発表- 35 -

木材利用に関するものごとへの理解と，地域の森林資源を循環させるための行動が必要であるため，ESDとしての「木育」の普及が望まれる。
「木育」とは，木材の特長を体感することで，森林資源の管理と利用の意義や，木材の良さを学ぶ教育
活動である ４）。「木育」の内容は，すでに小学校の各教科の中で取り扱われている ５）ため，「木育」の導入によって，教科間の繋がりや暮らしとの関わりを認識しやすくなると考える。しかし，「木育」の内容
は各教科に分散しており，連携や「木育」自体の評価が難しく，小学校への導入はあまり進んでいない。
ところで，平成29年に告示された新学習指導要領
では，教科等横断的な学習を充実する必要性 ６）が示された。この学習方法は，関連する様々な分野を“持続可能な社会の構築”の観点からつなげ，総合的に取り組むESDとも近しい。そこで，「木育」の効果と評価方法を見出して教材化することにより，学校教育に教科等横断的な学習とESDを導入することができ，児童を通じてその家族や地域にもESDとしての「木育」を普及することができると考えた。
本研究では，持続可能な低炭素社会を築くため，地域に適した未来のライフスタイルについて研究している東北大学と共同で「木育ワークショップ（以下「木育WS」）」を開発し，日本各地の小学生を対象として開催している。日常生活の変革に直結する「木育WS」を通して，参加者の意識と行動にどのような変化が表れるのかアンケートで調査し，「木育WS」の評価を試みた。

２.「木育WS」の概要「木育 WS」の構成は，東北大学の JST-RISTEX 平成
27 年度採択「未来の暮らし方を育む泉の創造」プロジェ
クトの研究結果を参考にした。具体的には，「失われつつ７）
ある暮らしの価値」 から「何でも手作りする」，「直しながらていねいに使う」，「最後の最後まで使う」の３つの「価値」を学び，体験できるように設計した。以下にシナリオを述べる。木材は自然から得られる炭素を固定した材料であり，少ない炭素排出で加工できる循環資源である。また，手入れを欠かさないことによって長く丈
夫さや清潔さを維持することができる上に，表面的な汚れや傷は，道具の使い方を知っていれば容易に削り落とすことができる。さらに，最終的に他のものに「作りかえ」を行うことができる。体験者に，木材は自らの手で形を変えて無駄なく活用できる素材であること，持続可
能な暮らしにはものづくりの技術が必要不可欠であることを実感してもらうことができると考えた。
製作題材には，普段の生活の中で家族と共有して使用することができ，他のものへの作りかえが可能である面積をもたせたカッティングボード（以下，製作物）を用意した。図１に外形の寸法と，「作りかえ」で使用する木
取り線を示す。木取り線は，あらかじめバーニングペンや直径 1.6mm のトリマーで加工し，「作りかえ」を意識させながら使用することを想定した。五感を刺激するものづくりと製作物の使用を通し，持続可能な環境保全に貢献する意識や行動を家族で身につけることができ，他のものにも応用が可能となると考えられる。

図１ 製作物の基本寸法（単位：mm）
表１に「木育 WS」の流れを示す。製作物を通して，「Ⅰ．製作，Ⅱ．修理，Ⅲ．作りかえ」を体験する，全
3 回のイベントとした。各回では，前半に 20 分程度，環境問題や暮らし方の見直しの必要性，森林と環境と暮らしの関係，自然のすごさや自然から学ぶネイチャーテク
ノロジー８）を中心とした環境学習を実施し，後半に 60分程度の木材加工を行う流れとした。

- 36 -

第1回
（春）

第2回
（夏）
第3回
（冬）

表１ 「木育 WS」の流れ
環境学習
木材加工
環境問題，暮らし方の見Ⅰ.製作
直しの必要性，板選び
昔の暮らしにヒントをやすりがけ見いだす方法，面取り
森と環境と暮らしの関
焼きペン
係について
オイル塗装
自然のすごさ，Ⅱ.修理
環境問題対策としての
キズの確認
自然のすごさのやすりがけ
活用について
オイル塗装
ものを大事に使うとい Ⅲ.作りかえう価値観について切断，磨き

第 1 回の「Ⅰ．製作」では，環境学習の後に子どもたちに好きな板を選んでもらい，#80，#120，#240 の 3 種
類の紙やすりを配布する。粗い紙やすりから段階的にその表面や角を削る作業がメインとなり，途中，講師が製作物の縁に丸みと段差をつけるためにトリマー加工を行う様子を見学後，そこでできたバリも削り取る。1 時間
弱のやすりがけの後，焼きペンでオリジナルのマークを記入し，仕上げに乾性油（亜麻仁油，グレープシードオイル）と不乾性油（オリーブオイル）を比較選択し，塗布して乾いたら終了である。
第 2 回の「Ⅱ．修理」は約 2 か月後に行う。第 1 回で製作した製作物を持参してもらい，カッティングボードとして使用した際の傷や汚れを確認し，修理する。やすりがけとオイル塗装のみとなるが，ただ修理するだけではなく，木製品の維持管理方法の復習を行う場としても重要であると考える。
第 3 回の「Ⅲ．作りかえ」では，約半年間カッティン
グボードとして使用した製作物をのこぎりで切断し，組み合わせたりやすりがけをしたりすることで他の用途のものに作り替える。家族で共有でき，長く使い続けることができるものづくりを想定している。
「木育 WS」は，鹿児島県沖永良部島と鹿児島市，三重県志摩市，兵庫県豊岡市，岩手県北上市，大阪府豊中市，大阪府池田市の全国 8 ヶ所において 115 人の小学生を対象として開催を進めている。多くの地域では自治体
から小学生を公募するため，開催場所としては公民館等の施設にある工作室や，屋外のスペースを利用している。
岩手県北上市では，ある小学校の 1 学年全員を対象としており，同校の図工教室を利用している。使用する木材は，地元もしくは近隣の針葉樹材とし，形状や寸法，
木取り線の加工の有無は各地の加工環境に委ねた。そのため，多くの地域ではスギ材が用いられているが，三重県志摩市ではヒノキ材が用いられている。

日本産業技術教育学会九州支部論文集 第25（2017）35〜42

３.調査手法
3.1 対象者
本稿では，2017 年 8 月時点で第 1 回と第 2 回の「木育 WS」に参加した 8 地域 115 名のうち，両方に参加した
６地域 50 名をアンケート調査の対象者とした。対象者の内訳を表２に示す。
表２ アンケート対象者の内訳
鹿児島県沖永良部島 5 名（公募，5 年生）
三重県志摩市 10 名（公募，3～6 年生）
兵庫県豊岡市 13 名（公募，3～5 年生）
岩手県北上市 11 名（k 小学校 5 年生全員）
大阪府豊中市 6 名（公募，3～6 年生）
大阪府池田市 5 名（公募，2～6 年生）
合計 50 名
3.2 事前アンケートと口頭アンケート「木育 WS」の評価をするために，2 種類のアンケートを行った。
事前アンケートとは，各回の「木育 WS」開始直前に行うものであり，ものづくりやものの使用・修理・作り
かえ，そして環境保全への意識・行動について問う（表３，別表１）。回答は五件法とし，「とてもそう思う」を
５，「まぁまぁそう思う」を４，「普通」を３，「あまりそう思わない」を２，「全くそう思わない」を１と点数化した。ただし，「⑫家族の製作物の使用度」のみ回答が異なり，「毎日使っていた」を５，「良く使っていた」を４，「時々使っていた」を３，「使っていない」を２，「わからない」を１と点数化した。
表３ 事前アンケート項目（一部抜粋）

口頭アンケートとは，「木育 WS」での活動ごとに行うものであり，環境学習後や加工中，加工後などのひとつひとつの活動に対する主観的な評価（良かったか，楽しかったか，大変だったか等）を五件法で問い，さらにその評価の理由を聞き取った（別表２，３）。
事後アンケートを用意しなかった理由は，「木育 WS」
直後のアンケート調査では短期的な変化のみが表れる可能性が高いと考えたからである。代わりに，第 2 回（もしくは第 3 回）の事前アンケートを，前回の第 1 回（もしくは第 2 回）「木育 WS」で得た製作物と，持続可能な暮らし方の価値観を使用した生活を経た上での事後アンケートとして扱う。
一方，事前アンケートにおいて意識と行動の変化がみられた場合，その変化には「木育 WS」以外の，約 2 ヶ月間の様々な学校内外の学びや経験が影響していると考えられる。そこで，事前アンケートの変化の傾向と，口頭アンケートの傾向の関係性を見出すことができれば，「木育 WS」の評価が可能になると考えた。
本稿では，第 1 回と第 2 回の事前アンケートの結果から，各項目の意識と行動にどのような変化がみられるのかを考察する。また，各項目の意識と行動との相関性を調べ，「木育 WS」における意識と行動の変化と口頭アン
ケートとの関係性を考察する。

４．結果及び考察
第 1 回，第 2 回の事前アンケートの平均値を表４に示す。また，表 4 の事前アンケートの番号は，表３の事前アンケート項目と同じ番号が対応する。本稿では，事前アンケートに関係してみられた口頭アンケートの傾向を考察として述べる。
表４ 事前アンケートの内容と結果の平均値
事前アンケート内容
第1回 第2回
4.58
4.54①ものづくりに対する意識
3.72
3.88
②ものづくりに関する行動
4.42
4.06
③使用に対する意識
3.90
3.72④使用に関する行動
3.73
3.72⑤修理に対する意識
3.20
2.93⑥修理に関する行動
3.72
3.88⑦作りかえに対する意識
2.92
2.98
⑧作りかえに関する行動
3.89
4.02
⑨環境保全に対する意識
3.17
3.20
⑩環境保全に関する行動
4.47⑪製作物への愛着－
3.43⑫家族の製作物の使用度－①ものづくりは楽しい（料理や裁縫も含む）②ものづくりをよくする③ものを大切にし，長く使いたいと思う④ものを大切にし，長く使っている⑤ものが壊れたら，自分で修理して長く使いたいと思う⑥ものが壊れたら，自分で修理して長く使っている⑦使えなくなったものを，自分で他のものに作り変えて長く使ってみたい⑧使えなくなったものを，自分で他のものに作り変えて長く使っている⑨良い地球環境を守りたいと思う⑩良い地球環境を守るための行動をしている⑪（第 2 回のみ）前回作ったカッティングボードを，大切に使いたいと思いますか？
⑫（第 2 回のみ）前回作ったカッティングボードを，家族がどれくらい使っていましたか？

- 37 -

表４から，「①ものづくりへの意識」，「③使用に対する意識」，「⑨環境保全に対する意識」，「⑪製作物への愛着」の意識に関する 3 つの項目が４点以上と高評価であった。また，アンケート項目の共通する意識と行動で見た場合，例えば①，②のものづくりに対する意識と行動
では，行動が意識よりも低評価となり，この傾向は全ての項目に共通する意識と行動においてみられた。第 1 回と第 2 回の変化を見比べると，ものづくりについては①の意識が下がり②の行動が上がっているが，使用に関する「③意識」と「④行動」，修理に関する「⑤意識」と「⑥行動」はともに下がり，作りかえに関する「⑦意識」と「⑧行動」，環境保全に関する「⑨意識」と「⑩行動」はともに上がった。これらのことから，意識は高いが行動に至っている人が少ないものの，第 1 回「木育 WS」の環
境学習において，作りかえの意味や環境保全の重要性が対象者に伝わったと考えられる。
次に，事前アンケートの各項目間の相関を調べ，有意性について t 検定を行った。正の相関があったものの決定係数と t 検定の結果を，有意性の高い順に表５に示す。
表５ 事前アンケートの各項目間の相関（決定係数 R２）
第1回
第2回
項目
比較した項目の内容③,④
使用への意識,行動
0.536** 0.452**⑤,⑥
修理への意識,行動
0.522** 0.586**⑨,⑩
環境への意識,行動
0.400** 0.254**⑦,⑧
作りかえの意識,行動
0.271** 0.326**⑪,⑫
製作物への愛着度と使用頻度－
0.185**①,②
ものづくりの意識,行動
0.173** 0.155**①,⑩
ものづくり意識と環境行動
0.080+
0.111*①,⑨
ものづくりと環境への意識
0.079＋ 0.292****p<0.01,*p<0.05,+p<0.10（p:危険率）
表５より，「③,④使用への意識と行動」「⑤,⑥修理へ，の意識と行動」，「⑨,⑩環境保全への意識と行動」，「⑤,⑥修理に関する意識と行動」「⑪,⑫製作物への愛着と使，用頻度」，「①,②ものづくりの意識，行動」については危
険率 1%で，有意な相関が認められた。しかし，これらのうち「⑪,⑫製作物への愛着と使用頻度」，「①,②ものづくりの意識，行動」については，他の 4 つと比べて相関が低かった。また，第 1 回では有意ではなかった「①,⑩ものづくり意識と環境行動」と「①,⑨ものづくりへの意識と環境保全に関する意識」
については，
第 2 回で「①,⑩ものづくり意識と環境行動」が危険率 5%，「①,⑨ものづくりへの意識と環境保全に関する意識」が危険率1%と有意となった。
まず，意識と行動に相関が比較的低かった「⑪,⑫製作
物への愛着と使用頻度」に注目した。製作物を日常生活
でカッティングボードとして使用（行動）することで，製作物への愛着度（意識）が高まると仮定されていた。
個別に⑪と⑫の回答得点を見比べると，「⑪愛着度」が高- 38 -

くない（得点１～４，14 名）対象者は「⑫使用頻度」も低い（得点１～３，12 名）傾向がみられ，「⑫使用頻度」が高い（得点４～５，22 名）対象者は「⑪愛着度」が非常に高い（得点５，19 名）傾向がみられた。これらのことから，相関が低かった理由は，全体的に「⑫使用頻度」が低い（得点１～３，25 名）対象者が多いこと，また使用頻度の低い対象者も「⑪愛着度」が高い（４～５，19名）ことが考えられる。
使用しなかった理由としては，作業中の会話や第 2 回
口頭アンケートの結果から「すでに使用中のまな板が家庭にある」，「もったいなくて使えない」，「物置台として扱われていた」ことや「帰宅後バッグの中に放置していた」ことが挙げられた。一方，第 2 回口頭アンケートの「A.今回，このワークショップに参加することが楽しみでしたか？」において「Ⅱ．修理」への意欲の高さを述べた対象者は 22 名いたが，「⑫使用頻度」のない（１～２，10 名）対象者は 1 名だった。また，第 2 回口頭アン
ケートの複数の項目において，家族とカッティングボー
ドを共有したことを述べている 21 名のうち，修理への意欲が高かった対象者は 15 名であった。逆に，家族と共有したことを述べていない 29 名のうち，修理への意
欲が高かった対象者は 7 名であった。以上のことから，「木育 WS」の評価としては，製作物への愛着度と使用頻度との関係性よりも，修理への意欲（意識）と使用頻度（行動）との関係性に着目し，ともに高める方法を考えるべきだと考えた。ただし，口頭アンケートの意見には地域差があったため，周囲の意見と共感の有無が影響する可能性も高い。
次に，第 2 回で相関が高まった「①,⑨ものづくりと環境への意識」に注目した。表４から，第 1 回と第 2 回の平均値は「①ものづくりに対する意識」
が 4.58 と 4.54，「⑨環境保全に対する意識」が 3.89 と 4.02 であり，ともに大きな変化はなかった。そこで，①と⑨の第 1 回と第 2 回の変化を傾向ごとに分け，以下の 4 つの表に示した。変化のない対象者を表６に，上昇した対象者を表７に，下降した対象者を表８に，どちらかが上昇し，もう片方が下降した対象者を表９に示した。表６～９には，
第 1 回の①と⑨の回答得点を降順に並べ，第 2 回の①と⑨の回答得点を並列させ，右欄に人数を示した。
表６ ①，⑨ともに変化のない回答
第1回
第2回
人数
（人）
項目
①
⑨
①
⑨
5
5
5
5
12
回
答
得
点
平均値

5

4

5

4

2

5

3

5

3

1

4

3

4

3

1

3

1

3

1

4.8

4.4

4.8

4.4

1
計 17

日本産業技術教育学会九州支部論文集 第25（2017）35〜42

表７ ①，⑨どちらかが上昇した回答
第1回
第2回
人数
（人）
項目
①
⑨
①
⑨
5
3
5
5
3

回
答
得
点

平均値

5

3

5

4

1

5

2

5

4

1

5

1

5

5

1

4

5

5

5

1

4

3

5

5

1

4

3

5

3

2

4

1

4

3

1

3

4

5

5

2

3

2

3

3

1

4.2

2.9

4.8

4.3

ートの各項目における理由には，作業に対する関心が低い受動的なもの，また意見がなかったものが多くみられた。反対に評価が高い対象者の理由には，第 2 回で修理をすることへの意識が高く，各活動での楽しさが伝わる，主体的な意見が多くみられた。変化の傾向ごとに見比べると，表７の上昇した対象者，表８の下降した回答者，
表９の上昇も下降もした対象者の意見は上記の傾向がつかみやすく，回答得点が低い対象者ほどつまらない，飽きた，ただ作業するだけ，という言葉が目立った。しかし，表６の変化のなかった対象者，とくに全てに５の高得点をつけているうちの数名からは，受動的で飽きやすい様子が伺える意見がみられた。
「①ものづくりに対する意識」と「⑨環境保全に対する意識」についての考察をまとめる。第 1 回と第 2 回の平均値には大きな変化がみられなかったにも関わらず，全体の 3 分の 2 の回答が多様に変化し，双方の相関が高まったことから，対象者が第 1 回「木育 WS」への参加と第 2 回までの生活によって，ものづくりと環境保全の関係を理解したと考えられる。また，回答得点が低い対象者には「木育 WS」への主体的な活動意欲が低い傾向がみられたが，変化の傾向との関係性はみられず，逆に高得点のまま変化しなかった対象者の一部において活動
意欲の低さがみられた。これらのことから，ものづくりと環境保全に対する本質的な関心を高めることができれば「木育 WS」への主体的な活動意欲が高まると考えられ，ものづくり活動を楽しむことと環境学習を関連づけることの重要性が示唆された。また，①と⑨が下降した
対象者から活動意欲の低下がみられなかったことから，「意欲が低くなった」のではなく，「知識と価値観の拡大により，自らの意識と行動の評価が厳しくなった」とも解釈できる。

計 14

表８ ①，⑨どちらかが下降した回答
第1回
第2回
人数
（人）
項目
①
⑨
①
⑨
5
5
5
4
2

回
答
得
点

平均値

5

5

5

3

3

5

5

3

3

1

5

4

5

3

1

5

4

3

4

1

5

1

4

1

1

4

5

3

4

1

4

4

2

2

1

4.8

4.4

4.1

3.1

計 11

表９ ①，⑨上昇も下降もした回答
第1回
第2回
人数
(人)
項目
①
⑨
①
⑨
4
3
3
4
1
回
答
得
点

3

5

5

3

3

4

4

3

1

平均値

3.3

4.0

4.0

3.3

計3

６. 結論

1

表６から，50 人中 17 人（全体の約 3 分の 1）には変化がみられなかったことがわかる。50 人中 12 人（全体の約 4 分の 1）が全てに５と評価しているため，変化のない回答者の平均値は全体の平均値を上回ることがわかる。表７と表８からは，上昇した回答者の平均値は上昇後に変化なしの平均値付近であり，下降した回答者の平均値は下降前に変化なしの平均値であったことがわかる。
表９からは，上昇と下降のそれぞれがみられた回答者の平均値が全体の平均値を下回ることがわかる。
双方の評価が低い対象者の第 1 回，第 2 回口頭アンケ- 39 -

第 1 回と第 2 回の事前アンケートの結果から，木材を用いたものづくりを通して環境について学ぶ「木育 WS」
により，ものづくりと環境保全の関係を理解できた参加者の存在を，総計的な手法により見出すことができた。
また，ものづくりと環境保全に対する本質的な関心を高めることができれば，「木育 WS」への主体的な活動意欲が高まると考えられ，ものづくり活動を楽しむことと環
境学習を関連づけることの重要性が示唆された。結果を整理すると以下の通りとなる。
a)各項目の平均値において，行動は意識よりも下がった。
また，ものづくりに対する「①意識」と「②行動」以外の項目において，「①意識」と「②行動」の平均値は第 1
回から第 2 回へともに上昇，もしくは下降した。
b)各項目間の相関がみられたのは「③,④使用への意識と行動」，「⑤,⑥修理への意識と行動」，「⑨,⑩環境保全へ

の意識と行動」，「⑤,⑥修理に関する意識と行動」，「⑪,⑫製作物への愛着と使用頻度」，「①,②ものづくりの意
識，行動」であり，危険率 1%で有意であった。しかし，
これらのうち「⑪,⑫製作物への愛着と使用頻度」，「①,②ものづくりの意識，行動」については，他の 4 つと比
べて相関が低かった。
c) 第 1 回では有意ではなかった「①,⑩ものづくり意識と環境行動」と「①,⑨ものづくりへの意識と環境保全に関する意識」については，第 2 回で「①,⑩ものづくり
意識と環境行動」が危険率 5%，「①,⑨ものづくりへの意識と環境保全に関する意識」が危険率 1%と有意となった。
d)第 2 回で相関が高まった「①ものづくりに対する意識」と「⑨環境保全に対する意識」については，第 1 回と第2 回の平均値には大きな変化がみられなかったにも関わらず，全体の 3 分の 2 の回答が多様に変化していた。また，回答得点が低い対象者には「木育 WS」への主体的な活動意欲が低い傾向がみられたが，変化の傾向との関係性はみられず，逆に高得点のまま変化しなかった対象者の一部において活動意欲の低さがみられた。

７. 今後の課題「木育 WS」の評価を行うためには，口頭アンケートの分析方法をさらに検討し，事前アンケートとの関係を指標化することが望まれる。また，ものづくりと環境保全に対する本質的な関心が薄い参加者を，どのように支援して意識と行動を高めるかを検討すべきである。
一方，
第 1 回と第 2 回の意識と行動の低下が「木育 WS」への意欲低下とは結びつかなかったことから，「知識と価値観の拡大により，
自らの意識と行動の評価が厳しくなった」という理由が考えられる。意識と行動の変化の善し悪しを見分ける方法を模索し，学校教育においても既存の教科の評価方法とは独立した「木育」の評価方法を見出し
たい。

参考文献
1) 古川柳蔵・石田秀輝：バックキャスティングによるライフスタイル・デザイン手法とイノベーションの可 能 性 ， 高 分 子 論 文 集 ,Vol.70,No.7,(2013) ，341-350
2) 文 部 科 学 省 今 日 よ り い い ア ー ス へ の 学 び
3) 平成 28 年度 森林・林業白書
4) NPO 法人 活木活木森ネットワーク：木育.jp
http://www.mokuiku.jp/ideology/necessity.php（2017 年 10 月 24 日確認）
5) 中俣滉ら：小学生を対象とした「木育」の教材開発―木製ホイッスルの開発―，
日本産業技術教育学会
九州支部論文集第 23 巻，(2015)，85-91
6) 平成 29 年告示 新学習指導要領
7) 古川柳蔵：バックキャスティングによるライフスタ
イルデザインとその 実践, 自動車技術 ,Vol.69
No.1,(2015),24-30.
8) 石田秀輝・古川柳蔵：地下資源文明から生命文明へ
人と地球を考えたあたらしいものつくりと暮らし方のか・た・ち―ネイチャー・テクノロジー，東北大学出版社，（2014），164.
本 研 究 は ，JST-RISTEX 平 成 27 年 度 採 択「 未来 の 暮 ら し 方 を 育 む 泉 の創 造 」 プ ロ ジ ェ ク ト の
一 環 と し て 実 施 し た も ので あ る 。

Abstract
We develop "Wood Education Workshop s" for Elementary school students, conducting
questionnaire surveys and considering the effect and evaluation method. "Wood Education
Workshops "consists of three steps： “Ⅰ .Produce”,”Ⅱ . Repair”,“Ⅲ .Remake”.
From the results of the first and second questionnaire surveys, t o enhance their awareness ofwood making and essential interest for environmental conservation, their motivation for theactive learning of “Wood Education Workshops” would be improved. The results indicated theimportance of associating “Wood Education Workshop s” for enjoyment with environmental
problems.
Key words： Wood Education， ESD， Repair， Changes of awareness and behavior， Evaluation
Method- 40 -

日本産業技術教育学会九州支部論文集 第25（2017）35〜42

事 前 ア ン ケ ー ト(第 2 回 )

別表１
もく

いく

かん

さんかしゃ

「木 育 」に関 するアンケート
こた

じょうほう

けんきゅう

りよう

まえ

B 参加者（前）こうかい

お答えいただいた情報は、研究のために利用するのみで、ほかに公開することはありません。

さんかしゃ ばんごう

なまえ

名前またはニックネーム：

参加者番号（

せいべつ

おとこ

性別 ：

こ

おんな

・男の子

がくねん

ほいくえん

ようちえん

・保育園/幼稚園

しつもん

かいとう らん

あ

こ

・女の子

学年 ：
つぎ

）

ねんせい

ねんせい

ねんせい

ねんせい

ねんせい

ねんせい

いじょう

・１年生

・２年生

・３年生

・４年生

・５年生

・６年生

・それ以上

1. 次の質問で当てはまる回答欄に〇をつけてください
まった

全く

しつもん

質問
たの

りょうり

さいほう

すこ

あまり

おも

おも

思わない

思わない

少し

ふつう

普通

おも

とても
おも

そう思う

そう思う

つか

まいにち

ふく

1 ものづくりは楽しい（料理や裁縫も含む）
2 ものづくりをよくする
しぜん

ばしょ

い

す

3 自然のある場所に行くのが好きだ
がっこう

ちいき

さんか

す

4 学校や地域のイベントに、参加するのが好きだ
たいせつ

なが

つか

たいせつ

なが

つか

おも

5 ものを大切にし、長く使いたいと思う
6 ものを大切にし、長く使っている
こわ

じぶん

しゅうり

なが

つか

こわ

じぶん

しゅうり

なが

つか

おも

7 ものが壊れたら、自分で修理して長く使いたいと思う
8 ものが壊れたら、自分で修理して長く使っている
つか

9

じぶん

ほか

つく

か

なが

つか

使えなくなったものを、自分で他のものに作り変えて長く使ってみたい
たと

き

ぞうきん

つか

（例え：着れなくなったTシャツを、雑巾にして使うなど）
つか

じぶん

ほか

つく

か

なが

つか

10 使えなくなったものを、自分で他のものに作り変えて長く使っている
てまひま

じぶん

つく

みせ

か

よ

11 手間暇かけて自分で作るより、お店でできたものを買うほうが良い
あたら

か

す

12 新しいものを買うのが好きだ
うれ

13 できなかったことが、できるようになることは嬉しい
みぢか

としよ

14 身近にお年寄りがいる
としよ

く

ちえ

きょうみ

としよ

く

ちえ

おし

15 お年寄りの暮らしの知恵に興味がある
16 お年寄りの暮らしの知恵を教えてもらったことがある
かんきょう
もんだい

りかい

おも

17 環境問題についてよく理解していると思うよ

ちきゅう かんきょう

まも

おも

よ

ちきゅう かんきょう

まも

こうどう

18 良い地球環境を守りたいと思う
19 良い地球環境を守るための行動をしている
20 森林を守るために、木材はどんどん利用すべきだと思う
ぜんかいつく

たいせつ

ぜんかいつく

かぞく

つか

おも

21 .前回作ったカッティングボードを、大切に使っていきたいと思いますか？
つか

22 前回作ったカッティングボードを、家族がどれくらい使っていましたか？

もくざい

じゆう

か

2.「木材」についてのイメージを、自由に書いてください- 41 -

つか

ときどき
つか

よ

わからない使ってない時々使ってた
良く使ってた毎日

別表２ 口頭アンケート（第 1 回）
「木育」に関する心の豊かさ調査票（第１回木育「作る」）

B 参加者（前）

名前またはニックネーム：

性別 ：参加者番号（

１ 男性

２ 女性

）

特徴：

1. 次の質問で当てはまる回答欄に〇をつけて、その理由も聞いてください
1.ひどい

2.悪い

3.普通

4.良い

5.素晴らしい理由

Very Bad

Bad

Soso

Good

Very good

Reazon

調査項目

A

最初の環境についての学習はどうでしたか？良かったですか？そうでもなかったですか？

B

ボードをもらった時、嬉しかったですか？そうでもなかったですか？

C

トリマーで縁を削った時、楽しかったですか？そうでもなかったですか？

D（作成中）紙やすりでボードを削る作業は大変ですか？そうでもないですか？

E

きれいになったボードを確認した時（触ったとき）嬉しかったですか？そうでもなかったですか？

F

バーニングペンで文字や絵を書いた時は楽しかったですか？そうでもなかったですか？

G

オイルを比べた時、面白かったですか？そうでもなかったですか？

H

オイルを塗った時、楽しかったですか？そうでもなかったですか？

I

このWSでカッティングボードを作ってみて、作業は大変でしたか？そうでもなかったですか？

J（終了後）紙やすりでボードを削る作業は楽しかったですか？そうでもなかったですか？

K

全体として今日一日はどうでしたか？

別表３ 口頭アンケート（第 2 回）
「木育」に関する心の豊かさ調査票（第２回木育「直す」）
名前またはニックネーム：

性別 ：B 参加者（前）参加者番号（

１ 男性

２ 女性

）

特徴：

1. 次の質問で当てはまる回答欄に〇をつけて、その理由も聞いてください
1.ひどい

2.悪い

3.普通

4.良い

5.素晴らしい理由

Very Bad

Bad

Soso

Good

Very good

Reazon

調査項目

A

今日、このワークショップに参加することが、楽しみでしたか？

B

最初のネイチャーテクノロジーについての学習はどうでしたか？良かったですか？そうでもなかったですか？

C

カッティングボードを家で使ってもらった時、嬉しかったですか？そうでもなかったですか？

D（傷や汚れについて）傷がつくほど使ってもらってうれしいですか？

E

嬉しくない

普通

すごく嬉しい（傷や汚れについて）傷がついてしまって悲しいですか？

悲しくない

普通

すごく悲しいF（作成中）紙やすりでボードを削る作業は大変ですか？そうでもないですか？

全く大変では
ない

普通

すごく大変

G

汚れや傷がなくなり、きれいになったボードを確認したとき、嬉しかったですか？そうでもなかったですか？

H

今回またオイルを比べた時、面白かったですか？そうでもなかったですか？

I

オイルを塗った時、楽しかったですか？そうでもなかったですか？

J

このWSでカッティングボードを削り直して綺麗にする作業は大変でしたか？そうでもなかったですか？

K

全体として今日一日はどうでしたか？

全く大変ではない- 42 -

すごく大変日本産業技術教育学会九州支部論文集 第25（2017）43〜49

鹿児島県における中学校技術科の金属加工の教材に関する調査研究－ Ⅰ：教材整備について －A Study on Teaching Materials of Metal Work of Junior High School
Technology Education in Kagoshima Prefecture- Ⅰ: Situation of Teaching Material Equipment 深川和良* 福永麻衣果**
Kazuyoshi FUKAGAWA*, Maika FUKUNAGA*** Faculty of Education, Kagoshima University**Former Teacher Education Course, Faculty of Education, Kagoshima University
技術・家庭科技術分野(以下，技術科)における金属加工は取り扱いが少なくなっている。そこで現状を把握するためアンケートによる鹿児島県内の中学校における教材の調査を実施した。調査は，金属加工を対象とし，教材管理，保守点検そして保有する教材の数量についておこなった。調査の結果，チェックシート運用は，教材管理で 40％未満，保守点検に関しては 15％未満であった。教材整備については 5 学級以下の学校の保有率が低い傾向にあった。また，穴あけ加工は約 30％，ねじ切り加工は 50％の学校で学習ができない可能性があることが示唆された。加えて弓のこの保有率が低いことから，扱える金属材料は薄板に限られていることが予想される。卓上ボール盤は効率的な授業のためには，増設が望ましいこともわかった。
キーワード：金属加工，教材整備，鹿児島県，中学校技術科，工具１．はじめにながら，これらは学校，あるいは教員の意向にゆだねられるため，学校間のばらつきが大きい。例えば，鹿児島県のように多くの離島を有する場合，様々な教育条件が課題となってくる。このようなことから，教材・教具および授業開発にあたっては，教材整備等の実態把握が重要である。教材整備については過去にいくつかの報告3)4)5)があるものの，現学習指導要領，また鹿児島県においてはこれらのような報告は見当たらない。そこで，教材・教具および授業開発を念頭に現状を把握するためアンケート調査を実施した。本報
告では，主に金属加工に関して扱う。

中学校の技術科教育においては，金属加工技術の取扱いが縮小の一途であり，金属材料を主たる材料としたものづくりは，木材加工に比べかなり少ない1)。しかし，金属材料を用いた製品は身の回りに多く，ものづくり産業を中心とする技術立国日本を支える材料である。一方，ものづくり産業においては従業者数や若者の入職者数が減少傾向にあり，人材確保は喫緊の課題となっており，ものづくり白書2)ではものづくり
人材を育む教育・文化基盤の充実として，ものづくり
教育の重要性を示している。現在の技術科は生活技術が中心に扱われている傾向にあるが，このような社会的ニーズを考慮するなら産業技術，特に深く関連する
金属加工の学習をおろそかにするべきではない。そのために今後も教材・教具や授業の開発は続けていく必
要がある。
技術科において設備・備品などの教材整備は教育の質に大きく影響を与える。それは，要する数量の確保を意味するだけでなく，保守・点検あるいは更新により技術・技能の本質を教授できる状態を維持し続けることも含められる。特に金属加工はその作業内容，難易度から工具等の整備，保守等は需要である。しかし

２．鹿児島の現状
へき地指定校は，鹿児島県内全公立中学校231校中，94校であり，これは41%を占め，この割合は全国一である（2位沖縄39％，3位北海道38%，全国平均11%）。
またこのうち離島の学校が75校で県内のへき地学校の約70%を占めている6)。また，学校規模については，
過小規模校が17%，小規模校が62%と両者でおよそ80％を占めている。さらに，技術科を担当している，
正式免許を所有していない教員（以下，臨時教員）は44%にあたる7)。

(2017 年 10 月 31 日受付，2017 年 12 月 21 日受理)
*鹿児島大学教育学部**元鹿児島大学教育学部教員養成課程
2016 年 10 月 第 29 回九州支部大会にて発表- 43 -

３．調査方法鹿児島県下の公立中学校221校を対象とし，アンケ
ート調査をおこなった。調査期間は平成27年8月から

- 44 -

チェックシート利用率

80%
60%

無

40%

有

20%
0%
6～11
12～24
学級数

(a)

全体

学校規模

100%
80%
無

60%

有

40%
20%
0%
0～10

４．調査結果10～20 20～30
技術科経験年数

全体

チェックシート利用率(b) 技術科経験年数
図１ チェックシート利用率（教材管理）
100%
80%
60%

無

有

40%
20%
0%
～5

6～11
12～24
学級数

(a)
チェックシート利用率

回答は35校からあり，回収率が16%であった。うち，
有効回答数は，教員および学校，そして教材の管理と保守点検状況に関しては35校，整備状況については32校であった。なお，教材の管理と保守点検状況については学校規模と教員の経験が影響すると考え，また教材の整備状況に対しては学校規模の影響が大き
いとし，それぞれの関係を分析した。学校規模は5学級以下，6～11学級（以下，11学級以下）そして12～24学級（以下，24学級以下）の3グループに分けて検討している。
4.1 教員および学校について
回答校において，技術科の正式免許所有教員（以下，所有教員）は63%であった。また，学校規模の分類においては，5学級以下が57%，11学級以下が23%，
24学級以下が20%になった。免許の所有状況を学校規模でみると，臨時教員は5学級以下のみで，5学級以下のうち65%を占めていた。一方，技術科担当の経験
年数は10年未満（以下，初任期）が40%，20年未満（以下，中堅期）が26%，30年未満（以下，円熟期）
が34%となり，臨時教員の85%が5年未満の経験であった。このように，5学級以下の過半数において臨時教員が技術科を担当しており，また彼らのほとんどは技術科の経験が少ない。
4.2 教材の管理，保守点検状況について
図１に教材管理におけるチェックシートの利用率を示す。各項目の値は，回答校（35校）に対する比率であり，利用している学校は“有”，利用していない学校は“無”として積み上げて示している。この図より，チェックシートの運用は全体の60%程度が実施しておらず，24学級以下において運用率が15％と他に比べると極端に低い結果であった。一方経験年数においては，初任期が比較的低い傾向にあった。経験が

100%

～5

チェックシート利用率

11月とし，本報告に関わる質問項目の概要は以下のとおりである。
3.1 教員，学校について技術科担当者の所持免許，クラスの規模などを質問した。
3.2 教材の管理，保守点検状況について教材の管理，保守点検の状況はについては，チェックシートの運用，担当者そして管理等の工夫について質問した。なお，これらの項目については技術科に関連する教材全般を対象としたため，金属加工に限っていない。
3.3 教材の整備状況について
鹿児島で主に採用されている教科書を参考に対象とする教材を選び，それらの保有状況について質問した。本報告では金属加工に関連する教材（加工用具，
固定具，小型加工機器）について示す。

全体

学校規模

100%
80%
無

60%

有

40%
20%
0%
0～10

10～20 20～30
技術科経験年数

全体(b) 技術科経験年数
図２ チェックシート利用率（保守点検）
少ない教員は，チェックシート運用に対する認識が浅く，業務上の優先順位が低いからと予想される。しかしながら，免許の有無についても分析すると，臨時教員は32%，所有教員は40%が利用しており，チェック
シートの運用において大きな差は生じなかった。
一方，図に示していないが。チェックシートの運用に限らず在庫管理を実施している割合を集計するとおよそ80％であり，そのうちの80%が1年に一度実施していた。また管理の工夫として，品目ごとに箱で管理し，内容物とその数量をシール等に記載し貼り付け日本産業技術教育学会九州支部論文集 第25（2017）43〜49

鋼尺

けがき
センタ
針
ポンチ
品 名

(a)
100%

充足校率

100%

5学級以下
6～11学級
12～24学級
全体

非保有率

100%
80%
60%
40%
20%
0%

60%
40%

5学級以下
12～24学級80%
60%

6～11学級
全体

40%
20%
0%

ハンマ

金工
やすり

金切り
押し
ばさみ
切り
品 名

(a)

非保有率

20%
0%

弓のこ

非保有率

100%

5学級以下
6～11学級
12～24学級
全体

80%

充足率，すなわち1クラスあたりの生徒数に対して，
目安で示された数量を求め，これに対する保有数の比率を求め評価しているが，本報では授業の可能性を計るため異なる指標を２つ用いた。１つは保有の有無（非保有率）であり，保有していない場合は提示すら不可能であることを示す。もう１つは，実効性のある
授業展開の可否について検討するため，教材整備指針（平成23年4月策定）の基準を100%充足している学校の割合（充足校率）を指標とした。また，整備状況
は学校規模の影響も検討した。
4.3.1 加工用工具
教材整備指針では加工用工具は１人あたり１程度を目安としている。この場合，1クラスあたりの生徒数と同じ数量を整備する必要がある。なお，充足校率
は断りがない場合は，目安を１人あたり１程度としている。
(1) けがき
けがき作業に要する工具において，非保有率については図３(a)より，全体としては20～40％の非保有率であるが，5学級以下の非保有率が若干高い傾向にあることがわかる。品名別ではセンタポンチとハンマの割合が比較的高い。
図３(b)に充足校率を示すが，鋼尺が40%と最も高
く，センタポンチはほとんど達成されていないことがわかる。けがきは作業工程上，生徒が一度に取り掛かることが予想されるので，特に鋼尺やけがき針は人数分を整備すべき工具である。ただし，これらは代替も可能であるので，対応は比較的難しくない。
また，ここで注目すべきはセンタポンチである。穴あけにおける位置決めのポンチ打ちを省くとドリル

充足校率

非保有率

ている学校もあり，回答校の20％程度を占めていた。
他，管理の工夫として，収納時の配置を管理しやすいようにする事例や，生徒達に管理を任せる事例など，管理に努める姿勢が見受けられた。しかしこれらは，
整理・整頓の意味合いが強く，整備に結びつける工夫が必要である。
教材管理の担当者は80%程度の学校において技術科教員のみが担当しており，技術科教員と事務職員が共同で担当している割合が11%，事務職員が6%であった。このように，教材管理は担当者が1人の場合がほとんどであるが，技術科教員は複数人配置されることはほとんどないため引き継ぎが困難であることから，後任者の負担が大きい。チェックシートは記録として残り，その履歴は引き継がれていくことから，学校現場での役割は非常に大きい。
図２に保守点検におけるチェックシートの利用率を示す。チェックシートは86%の学校が用いていなかった。学校規模および経験年数との関係は教材管理と似た傾向を示している。また，チェックシートに記録
等はしていないが，必要なタイミングで保守点検を実施しているとの回答は得られている。保守点検は70%程度が技術科教員のみの担当であり，14%が技術科教員と事務職員が共同で担当，また6%が事務職員のみが担当していた。保守点検は備品整備以上にチェック
シートの利用が重要であり，一般には更新，消耗品交換，故障歴などが管理でき，常に安全で確実な稼働，利用に努めるために必須である。
4.3 教材の整備状況について
先行研究においては教材の整備状況は，整備基準で示されている各品目毎の整備すべき数量を基準に5学級以下
6～11学級
12～24学級
全体

80%
60%
40%
20%
0%

鋼尺

けがき
センタ
針
ポンチ
品 名

ハンマ

金工
やすり

(b) 充足校率
図３ けがきにおける整備状況

金切り
押し
ばさみ
切り
品 名

弓のこ

(b) 充足校率
図４ 切削および切断における整備状況- 45 -

100%
60%
40%
20%
0%
ハンド
ドリル

リーマ

タップ
回し
品 名

(a)

打ち木

ダイス
回し

(a)

非保有率
5学級以下
6～11学級
12～24学級
全体

80%
60%
40%

充足校率

充足校率

100%

20%
0%
ハンド
ドリル

5学級以下
12～24学級

非保有率

80%

非保有率

100%
80%
60%
40%
20%
0%

5学級以下
6～11学級
12～24学級
全体

リーマ

タップ
回し
品 名

6～11学級
全体

折り
曲げ機
品 名

折り台

非保有率

100%
80%
60%
40%
20%
0%

5学級以下
6～11学級
12～24学級
全体

打ち木

ダイス
回し

(b)

(b) 充足校率（4 人あたり 1 程度）
図５ 穴あけおよびねじ切りにおける整備状況

折り
曲げ機
品 名

折り台

充足校率（4 人あたり 1 程度）

図６ 曲げ加工における整備状況- 46 -にも適した工具であるが，生徒が使用する工具として活用する場面はほとんど無く，一部の希望者や授業の準備等で教員が薄板を切断する程度と察する。1～2
台程度で十分と考える。
(3) 穴あけおよびねじ切り
図５に穴あけおよびねじ切りに関する結果を示す。なおリーマは教科書で扱っていないが，面取りだ
けでなく，加工後の穴径や位置の微調整が比較的容易
で金属加工においては非常に有効な工具であることから調査対象とした。非保有率はハンドドリルを除け

非保有率

100%

5学級以下
6～11学級
12～24学級
全体

80%
60%
40%
20%
0%
ハンド
リベッタ

(a)
100%

充足校率

のチゼルエッジが安定せず，特に卓上ボール盤の作業では精度面だけでなく安全面でも問題が生じる可能性が高い。このことから，図３(a)より少なくとも全体で30%程度，5学級以下なら50%近い学校で穴あけ作業が全く実施できないと言える。一方，教育現場では二人一組で作業させる場面も多い。またポンチ打ち
は作業時間も比較的短いので，2人あたり１程度の目安も検討してみた結果，センタポンチ以外は充足校率が50%に達したが，センタポンチは30%程度であった。
また4人あたり1程度でも算出したがセンタポンチは50%程度となった。この目安でも充足できない学校では，効率的な授業展開が困難だと予想される。
(2) 切削および切断切削および切断に要する工具に対して，図４(a)より非保有率は，金工やすり25%，金切りばさみ20%
そして弓のこは30%程度であった。つまり，これらの学校は切削または切断の学習ができないことになる。
押し切りは50%を超え高い割合であり，過半数が利用できない状況である。またけがきと同様，5学級以下の非保有率が若干高い傾向であった。
図４(b)に示す充足校率は全体で金工やすりが最も高く全体で35%程度，ついで金切りばさみが20%であった。弓のこはほとんど充足されていなかった。２人あたり１程度の目安で算出すると金工やすりと金切
りばさみは50%前後になったが弓のこは全体でも10%程度であった。特に6学級以上の学校規模では0%であった。弓のこを用いた切断は現状において実習が困難と考えられる。つまり，材料としては金切りばさみで切断できる厚さの薄板のみが現実的に取り扱えることになる。また，押し切りはせん断加工を学ぶ際

スナップ台
品 名

はんだ
ごて

非保有率
5学級以下
6～11学級
12～24学級
全体

80%
60%
40%
20%
0%
ハンド
リベッタ

(b)

スナップ台
品 名

はんだ
ごて

充足校率（4 人あたり 1 程度）
図７ 接合における整備状況

日本産業技術教育学会九州支部論文集 第25（2017）43〜49ば全体的に高く，タップ回し，ダイス回しは約50%であった。すなわち，これらの学校ではねじ切りの学習が不可能である。リーマは80%の学校が保有していなかった。
充足校率はハンドドリルとリーマは0%，他は数%であった。しかしながら，これらは授業の工夫で教材
整備指針の目安でなくとも授業展開は十分可能であるので，基準を下げて検証してみると，2人あたり1程度でも達成率がかなり低く，4人あたり1程度でリーマを除き40%程度になった。穴あけは卓上ボール盤
や電気ドリルも併用することで効率化も期待できるが，ねじ切り加工は工具数量が少ないため待機時間の発生により作業の進捗に影響を与える工程になり得る。4人あたり1程度は整備しておきたい。
(4) 曲げ加工
曲げ加工に関しては，図６(a)より50%以上が保有しておらず過半数が曲げ加工を授業で扱えないことがわかった。こちらも11学級以下が最も高い非保有率となった。
充足校率は打ち木が平均10%程度であり，他は0%であった。しかしながら，曲げ加工もその用途から１
人あたり１程度でなくとも授業展開が可能と考えられるので， 4人あたり1程度でも算出したが，打ち木と折り台が25%程度，そして折り曲げ機は10数%であった（図６(b)参照）。このことから，曲げ加工も授業で実施するのは非常に困難であることが予想されるが，打ち木と折り台は角材やアングル材で代用するなど，応急処置的な改善は比較的容易と見込まれる。
(5) 接合図７に結果を示す。接合は，非保有率を見ると，

非保有率

80%

5学級以下

6～11学級

やっとこ

金床

12～24学級

100%
80%
60%
40%
20%
0%

全体

60%
40%
20%
0%
品 名

(a)
100%

万力
（金属用）

ガス
バーナ

(a)

非保有率
100%
80%
60%
40%
20%
0%

5学級以下
6～11学級
12～24学級
全体

80%
60%
40%
20%
0%
やっとこ

金床
品 名

(b)

万力
（金属用）

ガス
バーナ

(b)

充足校率（4 人あたり 1 程度）
図８ その他の整備状況- 47 -

C型
クランプ
品 名

固定具
総計

非保有率
5学級以下
6～11学級
12～24学級
全体

充足校率

充足校率

5学級以下
6～11学級
12～24学級
全体

非保有率

100%

はんだごてが30%程度と比較的低いものの，ハンドリ
ベッタが70%，スナップ台は90%近くが全く保有していない，すなわち授業が不可能であることがわかった。
充足校率ははんだごてが20%程度であったが，他は0%であった。これらに関しても接合箇所が少なけれ
ば，作業工程から目安より少ない数でも授業展開に支障がない場合もあるので，算出してみると，はんだごては2人あたり１程度の場合，全体で40％程度であるが11学級以下が低く20%に満たなかった。他はほぼ0％であった。4人あたり1程度（図７(b)）では，はんだごては全体で50%を超えたが，他は微増であった。
接合に関してはねじ等を用いることもあるが，穴あけに用いる工具類の整備状況に依存する。
(6) その他加工用工具
最後に，その他として熱処理や鍛造で用いるやっとこ，金床そしてガスバーナを示す。図８(a)より非保有率はいずれも高く全体で50%を超え，多くの学校でこれらを要する内容は教授できない実態が明らかになった。学校規模では24学級以下が最も高く70%以上となった。
充足校率は，図８(b)のように4人あたりに１程度としても平均で20%程度であった。熱処理や熱間鍛造などは金属の特性を利用した加工であるが，これらも実践は困難な状況にある。
4.3.2 固定具
固定具は万力（金属用）とC型クランプそして両者を合わせた固定具総計とした計３つを対象に集計している。図９(a)に非保有率を示す。これより，固定具を全く保有していない学校は平均で30%程度であることがわかる。また，学校規模が大きいほど非保

C型
クランプ
品 名

固定具
総計

充足校率（2 人あたり 1 程度）
図９ 固定具の整備状況

100%
80%
60%
40%
20%
0%

非保有率

旋盤

卓上
電気
ボール盤
ドリル
品 名

(a)
平均保有数

4
3
2

また，電気ドリルも含めると，穴あけに要する小型加工機器は5学級以下の10%程度を除き，保有されていることになる。旋盤は平均60%程度保有していないが，5学級以下と24学級以下の非保有率が70%程度と高い。詳細は省くが，旋盤の導入時期の質問にて得られた回答のほとんどが1970年代であった。多くの学校
で廃棄処分が進められたと見受けられる。
充足校率については，小型加工機器は明確に基準が示されていないので，代わりに平均保有台数を算出した。図１０(b)に集計結果を示す。卓上ボール盤については11学級以下および24学級以下は平均して2台保有していることがわかる。穴あけ用は電気ドリルも合わせるとおよそ3台程度は保有している。
卓上ボール盤は，効率よく穴あけ加工ができるが，実際は被加工材の固定など段取りに時間がかかるた
め，1クラス40人を対象にするなら，2台保有の場合，単純計算で1人あたり2.5分の作業時間で50分要することになる。効率良く，また安全面からも余裕を持たせるためには，増設が望ましい。電気ドリルにオプシ
ョンのスタンド等を用い簡易式の卓上ボール盤として活用すれば容易に対応できるので，このような工夫で現状でも3台以上の整備が可能である。

5学級以下
6～11学級
12～24学級
全体

ボール盤＋
電気ドリル

非保有率

5学級以下
6～11学級
12～24学級
総計

1
0
旋盤

卓上
電気
ボール盤
ドリル
品 名

ボール盤＋
電気ドリル

(b) 平均保有台数
図１０ 小型加工機器の整備状況有率が高く，24学級以下では万力，C型クランプとも70%が保有していなかった。すなわち該当する学校は，
例えば金工やすりや弓のこなどを保有していても被加工材の固定が重要な作業になるため実践や演示さえできない。
一方，固定具は，教材整備指針で2人あたり1程度とされている。これを基準に充足校率を求めると，図９(b)より規模が大きい程充足校率が低い結果となった。
全固定具に対しては，全体で30％であり，5学級以下が40%程度と最も高い率だった。各固定具は平均で20%程度でありC型クランプについては24学級以下
で基準を達成している学校はなかった。
切削や切断，穴あけあるいは曲げ加工などにおいて，固定具は金属加工において不可欠である。また，C型
クランプは2人あたり1程度の目安とされているが，作業に際して２つ用いて被加工材を固定する方が適切である。これは弓のこによる切断や金工やすりにおける切削の際，金属が硬いため，被加工材に加わる加工力が大きく，またクランプは被加工材とわずかな保持面1点で接触しているため回転しやすいからである。
実際に，生徒達が作業中にしっかりと固定できずにつまずいている場面も多い。安全に基本的な作業方法を学ばせるために整備指針で示された目安に捉われず考慮すべきである。以上のことから，24学級以下は金属加工の学習に大きな支障を抱えていることが危惧される。
4.3.3 小型加工機器
非保有率を図１０(a)に示す。卓上ボール盤は5学級
以下において25%程度保有していない学校があるが，それ以上の規模は全て保有していることがわかった。

５．結論
本研究では，鹿児島県内の中学校における金属加工に関連する教材整備状況についてアンケートによる調査をおこなった。以下に主要な結果をまとめる。
・ チェックシートの利用率は教材管理にて40%未満，
保守点検では15%未満であった。
・ 教材整備については，5学級以下校における非保有率が比較的高い傾向にあった。ただし，24学級以下
も比較的整備されておらず，固定具に関しては顕著にその傾向が示された。
・ 穴あけ加工は全体で約30%，5学級以下の学校では50%近い学校で実施不可能である。
・ 弓のこは整備されていないことから，扱える金属
材料が薄板に限られる学校が多い。
・ ねじ切り加工は全体で約50%，5学級以下の学校では60%以上が実施不可能である。
・ 卓上ボール盤は一部の5学級以下の学校を除き保有されているが，効率的な授業展開のためには増設が望ましい。
今回の調査において，教材の保有に関しては，その稼働状態まで確認しておらず，また，金工やすりと金切りばさみなどについては種類別に集計していない。
ドリルやタップなどの切削工具も同様である。加えて，アンケートの回収率も考慮すると実質的な整備状況を把握したわけではないが，傾向は示唆できたと考える。今回の結果から，教材・教具，あるいは授業開発の可能性を今後の研究において探っていく。

- 48 -

日本産業技術教育学会九州支部論文集 第25（2017）43〜49

謝辞
本研究の遂行にあたり，アンケート調査において，鹿児島県内の技術科教員の方々のご協力を得た。記して感謝の意を表する。

参考文献
1)

経済産業省，厚生労働省，文部科学省：2016 年版
ものづくり白書，(2016)2) 西田英樹：技術科標準教材品目の整備の現状と今後の課題－鳥取県内の中学校を対象として－，鳥取大学教育学部研究報告，教育科学 39(1)，（1997），75-82

3) 堀端眞彦：奈良県内中学校における金属加工領
域の履修状況と工具・設備の調査研究，奈良教
育大学教育実践研究指導センター研究紀要，7，(1998)，47-53
4) 滝本穣治・落合淳平・竹野英敏：茨城県の中学校技術科における教材整備に関する事例研究，
茨城大学教育学部紀要，教育科学 (57)，(2008)，
95-1045) 鹿児島県教育員会,「本県教育の特色を表す各種
データ集」,（2016）6) 中薗雅彦：技術・家庭科教育の過去から未来を見る。(調査研究)，第一工業大学研究報告，24，(2012)，63-74

Abstract
There have been a few hours of metal working in junior high school technology education. To
grasp present situation, we made a survey on teaching materials of metal works in junior high school.
Survey items are teaching material management, maintenance and amount of teaching materials. As aresult, the ratio of usage of check sheet for management is less than 40%, and the ratio of usage of checksheet for maintenance is less than 15%. In teaching material equipment, excessively small school’s rateof possession shows a low tendency. Also, it is suggested that drilling isn’t taught at about 30% of theschools and threading isn’t taught at 50% of the schools. Moreover, because the possession rate of handhacksaw is low, educators probably use sheet metal only. For efficient education of drilling, it is desirable
that the number of the bench drill is increased.
Keywords : Metal Work, Teaching Material Equipment, Kagoshima Prefecture, Technology Education,tool- 49 -

- 50 -

日本産業技術教育学会九州支部論文集 第25（2017）51〜55

鹿児島県における中学校技術科の金属加工の教材に関する調査研究－ Ⅱ：教材利用について －A Study on Teaching Materials of Metal Work of Junior High School
Technology Education in Kagoshima Prefecture- Ⅱ: Situation of Teaching Materials Utilization 深川和良* 福永麻衣果**
Kazuyoshi FUKAGAWA*, Maika FUKUNAGA*** Faculty of Education, Kagoshima University**Former Teacher Education Course, Faculty of Education, Kagoshima University
技術・家庭科技術分野(以下，技術科)における金属加工は取り扱いが少なくなっている。そこで現状を把握するためアンケートによる鹿児島県内の中学校における教材の調査を実施した。金属加工を対象とした教材の利
用状況を調査することにより授業の実態を把握することを目的としている。調査結果より，穴あけ加工は 30％程度しか実施しておらず，切断においては薄板の切断は比較的実施されているものの，厚板の切断は 20％程度，また，曲げ加工および接合はほとんど実施されていないことが分かった。さらに，円熟期の教員は比較的利用率が高く，一部の円熟期の教員が板金加工による製作題材を扱っている可能性があるが，中堅期の教員は金属加工を扱っていないことがわかった。
キーワード：金属加工，教材利用，鹿児島県，中学校技術科，工具１．はじめに

２．調査方法中学校の技術科教育においては，金属加工技術は取扱いが縮小の一途であるが，金属材料を用いた製品は身の回りに多く，ものづくり産業を中心とする技術立国日本を支える材料である。一方，ものづくり産業
においては人材確保が喫緊の課題となっており，ものづくり人材を育む教育・文化基盤の充実として，ものづくり教育が重要視されている1)。このようなことから，技術科における金属加工の学習は非常に意義がある。
技術科において設備・備品などの教材整備は教育の質に大きく影響を与える。一方，鹿児島県は日本で一番へき地指定校が多く2)，技術科教科担任に臨時免許所有者が多い 3) ことから教育環境としては貧弱である。そこで，鹿児島県内の中学校を対象に教材整備
状況や利用状況などを調査した。別報4)においては教材整備状況を分析することで，金属材料を主たる材料としたものづくり教育の可能性を検討し，金属加工を授業で扱うためにはより充実した教材整備が必要であることを明らかにした。本報は，さらに授業の実態を把握するため教材の利用頻度を調査した。

鹿児島県下の公立中学校221校を対象とし，アンケ
ート調査をおこなった。調査期間は平成27年8月から11月とし，本報告に関わる質問項目の概要は以下のとおりである。
2.1 教員について技術科担当者の所持免許および経験年数などを質問した。
2.2 教材の利用状況について
鹿児島で主に採用されている教科書を参考に，金属加工に関連する教材（加工用具，固定具，小型加工機器）を選び，それらの使用状況（被加工材を金属材料として，過去3年以内の使用の有無）について質問した。また，関連する小型加工機器については教員，生徒それぞれの使用状況について同様に質問している。

３．調査結果
回答は35校からあり，回収率が16%であった。うち，

構成比

100%
80%

臨時

60%

所有

40%
20%

(2017 年 10 月 31 日受付，2017 年 12 月 21 日受理)
*鹿児島大学教育学部**元鹿児島大学教育学部教員養成課程
2017 年 10 月 第 30 回九州支部大会にて発表

0%
0-9

10-19
20-30
技術科経験年数

図１ 回答校構成比- 51 -

全体

日本産業技術教育学会九州支部論文集 第25（2017）51〜55

3.1 回答校構成比
図１に有効回答校の構成比を示す。今回の調査における回答校は，技術科の正式免許所有教員（以下，所有教員）とそれ以外の教員（以下，臨時教員）の比率
が2:1の割合であった。また，技術科担当の経験年数は10年未満（以下，初任期教員）が40%程度，10年
以上20年未満（以下，中堅期教員）が25%程度，30
年未満（以下，円熟期教員）が35%程度であったが，10年未満は経験が5年以下の教員で全て占められていた。さらに，臨時教員の80%程度が10年未満の経験であった。
3.2 加工用工具の利用状況について
別報 4) で扱った加工用工具を対象に利用率を調査した。これらの結果を加工方法（けがき，切削および切断加工，穴あけおよびねじ切り加工，曲げ加工，接合，その他）ごとに，免許の有無で層別した結果と経験年数（0~9年：0-9，10~19年：10-19，20~30年：
20-30）で層別した結果をそれぞれ示している。
また，それぞれにおいて全体を平均した利用率も示している。
(1) けがき
図２にけがきに用いられる工具（鋼尺，けがき針，
センタポンチ，ハンマ）の利用率を示している。臨時
教員の利用率が比較的低く，それぞれの平均で50%未

鋼尺

けがき
センタ
針
ポンチ
品 名

(a)

0-9
20-30

利用率

金工
やすり

利用率

金切り
押し切り
ばさみ
品 名

(b)

けがき
センタ
針
ポンチ
品 名

利用率

所有
臨時
平均

80%
60%
40%
20%
0%
リーマ

タップ
回し
品 名

リーマ

タップ
回し
品 名

(b)

ダイス
回し

免許
0-9
20-30

ハンド
ドリル

経験年数

弓のこ

経験年数

100%
80%
60%
40%
20%
0%

ハンマ

平均

満の利用率であった。このことは一部を除き，加工用工具に共通した傾向でもあった。ここで，センタポン
チに注目すると，平均で30%に満たない利用率になっている。すなわち，金属を材料とした穴あけ加工は30％に達しない実施率となる。このことから穴あけ加工が必須のねじ切り加工やねじ接合，リベット接合の実施率もこれを超えることはない。次に経験年数を見ると，円熟期教員は50%の利用率であるが，中堅期
教員は鋼尺を除いて利用率が0%であり，初任期教員

ハンド
ドリル

平均

10-19

図３ 切削および切断おける利用率

ハンマ

10-19

弓のこ

免許

100%
80%
60%
40%
20%
0%

(a)
0-9
20-30

(b)

金切り
押し切り
ばさみ
品 名

(a)

免許

100%
80%
60%
40%
20%
0%
鋼尺

金工
やすり

100%

所有
臨時
平均

80%
60%
40%
20%
0%

所有
臨時
平均

80%
60%
40%
20%
0%

利用率

利用率

100%

100%

利用率

教材利用状況に関しての有効回答数は 26件であった。今回は教員の資質が影響を与えると考え，技術科の正式免許の有無，また経験年数との関係を調査した。

10-19
平均

ダイス
回し

経験年数

図４ 穴あけおよびねじ切りにおける利用率

図２ けがきにおける利用率- 52 -

日本産業技術教育学会九州支部論文集 第25（2017）51〜55

100%
80%
60%
40%

80%
60%
40%
20%
0%

所有
臨時
平均

利用率

所有
臨時
平均

20%
0%
打ち木

折り
曲げ機
品 名

(a)

やっとこ

折り台

免許

100%
80%
60%
40%
20%
0%

(a)
0-9
20-30

利用率

金床

ガス
バーナ

品 名

免許

100%

10-19

0-9
20-30

80%

平均

利用率

利用率

100%

60%

10-19
平均

40%
20%

打ち木

折り
曲げ機
品 名

(b)

0%

折り台

やっとこ

品 名

経験年数

利用率

所有
臨時
平均

20%
0%
ハンド
リベッタ

スナップ
台
品 名

(a)

はんだ
ごて

免許

100%
80%
60%
40%
20%
0%

利用率

0-9
20-30

ハンド
リベッタ

(b)

スナップ
台
品 名

ガス
バーナ

(b) 経験年数
図７ その他における利用率

図５ 曲げ加工における利用率
100%
80%
60%
40%

金床

10-19
平均

はんだ
ごて

経験年数

図６ 接合における利用率
は総じて円熟期教員より低い利用率であった。鋼尺は金属加工以外でも用途があることを考慮すると，中堅
期教員は，少なくとも金属材料において材料取りを実施していないことになる。
(2)
切削および切断
図３に切削および切断に用いる工具として金工やすり，金切りばさみ，押し切り，そして弓のこを調査した結果を示す。金工やすりや金切ばさみは比較的利用率が高く，特に円熟期教員では60％を超えている。
ここで，中堅期教員は金工やすりのみに実績があるが，- 53 -

他の工具の傾向から，金属材料以外での利用実績を示していると考えられる。また金切りばさみに対して，
弓のこの利用率が低いことから，授業では厚みのある材料の扱いが少ないことが分かった。
(3) 穴あけおよびねじ切り
図４に穴あけおよびねじ切りにおける結果を示す。
ハンドドリルに関しては図２，３の傾向と異なり，臨時教員の利用率が高くなる結果であった。一方，ここでもハンドドリルは金属材料以外の被加工材における実績が含まれていることを考慮しなければならな
い。すなわち，金属材料における中堅期教員の利用実績はないと判断できる。ねじ切りは技術科においては金属加工特有の加工方法の一つであるが，円熟期教員であっても40％に満たない実施率であった。
(4) 曲げ加工
曲げ加工に関しては，打ち木，折り曲げ機，そして折り台を取り上げた。図５に結果を示す。円熟期教員
においてわずかに実施されていることがわかった。
(5) 接合図６に結果を示す。図１～図５の傾向から，円熟期
教員以外の利用率が低いこと，またやすりやハンドド
リルなどのように金属加工以外の場面の利用が考えられることから，エネルギー変換の内容における電子部品の接合等で扱われてきたと予想される。すなわち金属材料における接合は円熟期教員のみが扱っており，この図６と，図３の金切ばさみ，図５の折り台，折り曲げ機の利用実績から，板金加工による製作題材
が円熟期教員によって実施されていた可能性ある。
(6) その他加工用工具
その他として熱処理や鍛造で用いるやっとこ，金床日本産業技術教育学会九州支部論文集 第25（2017）51〜55

100%
80%
60%
40%

100%
80%
60%
40%

利用率

利用率

所有
臨時
平均

20%
0%

所有
臨時
平均

20%
0%
C型
クランプ
品 名

(a)
100%
80%
60%
40%
20%
0%

利用率

旋盤

免許
0-9
20-30

万力
（金属用）

固定具
（金属用）

C型
クランプ
品 名

卓上
電気
ボール盤
ドリル
品 名

(a)
100%
80%
60%
40%
20%
0%

10-19
平均

利用率

万力
（金属用）

固定具
（金属用）

ボール盤＋
電気ドリル

免許

0-9
10-19
20-30
平均

旋盤

卓上
電気
ボール盤
ドリル
品 名

ボール盤＋
電気ドリル

(b) 経験年数
図９ 小型加工機器における教員の利用率(b) 経験年数
図８ 固定具における利用率- 54 -

利用率

100%
80%

所有
臨時
平均

60%
40%
20%
0%
旋盤

卓上
電気
ボール盤
ドリル
品 名

(a)
100%
80%
60%
40%
20%
0%
旋盤

卓上
電気
ボール盤
ドリル
品 名

(b)

ボール盤+
電気ドリル

免許
0-9
20-30

利用率

そしてガスバーナの利用率を図７に示す。円熟期教員
において利用実績が示されているが，図２のハンマの利用実績から鍛造を授業で取り扱った可能性がある。
また，金床では中堅期教員の利用実績が示されたが，これも潰し釘など，金属加工以外の利用と思われる。
3.3 固定具の利用状況について
固定具は万力（金属用）とC型クランプそしてどちらかを一度でも用いた場合を固定具（金属用）とした計３つを集計している（図８）。加工用工具に比べると比較的利用率は高く，どちらか利用したことがある学校は60%近くあり，所有教員なら70%以上が利用していた。しかしながら，加工用工具においてほとんど利用していなかった中堅期教員の利用率が高いことから，木材加工での流用が反映されていると考えられる。万力に注目すると，図３の金工やすりの利用率より低いことがわかる。すなわち，利用実績があっても，被加工材を万力に固定して体全体で切削するやすりがけが必ずしもなされていない実態が明らかにされた。
3.4 小型加工機器の利用状況について
小型加工機器は旋盤，卓上ボール盤，電気ドリル，
そしてボール盤と電気ドリルのどちらか一方でも利用した実績を調査した。図９に教員，図１０に生徒の利用率を示す。旋盤に注目すると，わずかではあるが教員に利用者がおり，1名が生徒にも使用の機会を与えていた。経験年数では10年未満に利用者はいなかった。穴あけ加工に関しては，所有教員は60%以上の利用率であったが臨時教員はわずかであった。また，
ハンドドリルにおける利用率や，本報では詳細を省いているが臨時教員の自由記述にて経験不足から作業

10-19
平均

ボール盤+
電気ドリル

経験年数

図１０ 小型加工機器における生徒の利用率
用工具に限定した指導の記載があったことから，臨時教員は穴あけ加工の実施に取り組んでいるが加工機
器の利用率が低く，避ける傾向があることも否めない。
経験年数については10年以上で50%以上の利用率であるが，10年未満では半分程度の利用率である。しかしながら図２のセンタポンチの利用率から，被加工
材は金属以外の割合が多いと考えられる。

４．結論
本研究では，鹿児島県内の中学校における金属加日本産業技術教育学会九州支部論文集 第25（2017）51〜55

工に関連する教材の利用状況についてアンケートによる調査をおこなった。以下に主要な結果をまとめる。
・ 平均すると，加工用工具の利用率は50％を超える
ことはなかった。また，技術科の正式免許所有者の利用率が高い傾向にあったが，固定具や小型加工機器においてはそれが顕著に表れた。
・ 円熟期教員は金属加工を授業で比較的扱い，一方，
中堅期教員は授業において金属加工を扱っていな
い実態が示された。
・ 加工法については，穴あけ加工は30％程度しか実施しておらず，切断においては厚板の切断は20％程
度，また，曲げ加工および接合はほとんど実施されていないことが分かった。
・ 板金加工による題材の製作が円熟期教員によって実施されている可能性がある。
中堅期教員の実態は，彼らが初任時の学習指導要領を考慮すると，金属加工が必修でない状態で経験を重ねてきた影響が大きいと考えられる。現在の学習指導
要領では必修となっているが，教員の裁量に任されていることから，取捨選択された結果と考えられる。一方，初任期教員や臨時免許等の教員は低いものの利用実績が示された。鹿児島県においては，教員配置数，
へき地や学校規模あるいは新規採用数を考えると，技術科の初任期教員や臨時免許の教員は助言や情報など得づらい環境である。その結果，独力で授業を作り上げる必要があり，教科書や学習指導要領を参考として実直に授業に取り組んだ教員が金属加工を扱ったと予想される。円熟期教員については，自身の経験が生かされ，少ない授業時数でありながら工夫し偏りなく内容を教えていることを期待できる結果であった。
しかし現状が続くなら，今後円熟期教員が退職を迎え
ると質の高い金属加工の授業は困難になる。ものづくりの世界でも技術の伝承が課題にされているが，早期に初任期教員，中堅期教員に経験を伝え，彼らが実践経験を蓄積していく必要がある。加えて，教材整備も然る事ながら，彼らが現状の教育環境でも金属加工の授業が実践できるように教材・教具や授業開発が急がれる。

謝辞
本研究の遂行にあたり，アンケート調査において，鹿児島県内の技術科教員の方々のご協力を得た。記して感謝の意を表する。

参考文献
1) 経済産業省，厚生労働省，文部科学省：2016 年版
ものづくり白書，(2016)2) 鹿児島県教育員会,「本県教育の特色を表す各種
データ集」,（2016）3) 中薗雅彦：技術・家庭科教育の過去から未来を見る。(調査研究)，第一工業大学研究報告，24，(2012)，63-74
4) 深川和良・福永麻衣果：鹿児島県における中学校技術科の金属加工の教材に関する調査研究 I:教材整備について -，日本産業技術学会九州支部論文集，25 （投稿中）

Abstract
There have been a few hours of metal working in junior high school technology education. To grasppresent situation, we made a survey on teaching materials of metal works in junior high school. The
purpose of this report is to grasp the actual state of lectures from the situation of utilization of teachingmaterials. As a result, the rate of utilization of drilling is about 30%, although the cutting of the sheet
metal is relatively taught, the cutting of plate is about 20%, and bending and joining are not almost
taken up in the instruction. Moreover, experienced teachers’ rate of utilization of teaching materials of
metal works is relatively high, and there is a possibility that some of them utilize learning materials for
sheet-metal crafts, whereas mid-career teachers don't educate metal working.
Keywords : Metal Work, Teaching Materials Utilization, Kagoshima Prefecture, Technology Education,
Tool- 55 -

- 56 -

日本産業技術教育学会九州支部論文集 第25（2017）57〜67

情報領域における技術科教員養成修得基準に対応した評価規準案の提案と評価
Proposition and Valuation of Evaluation Criteria corresponding to
Acquisition Standards for Technology Education
Teacher Training Course in Information Area
白石 正人*

町田 広大**

中野 翔敬***

水門 博一****

Masato SHIRAISHI*, Koudai MACHIDA**, Syoukei NAKANO*** and Hirokazu MITO*****Faculty of Education, University of Teacher Education Fukuoka**Takasaki Municipal Minamiyawata Junior High School***Undergraduate Student, Faculty of Education, University of Teacher Education Fukuoka****Master Course Student, Graduate School of Education, University of Teacher Education Fukuoka
日本産業技術教育学会では，技術科教員の備えるべき資質能力を定めた技術科教員養成修得基準を明らかにし，それに基づいた指導能力を認定する技術科教員指導能力認定試験を実施している。しかしながら，同修得
基準では修得すべき内容項目はあるものの，その項目に対する修得状況の評価については，まだ明らかにされていない。本研究では，情報領域における同修得基準内の「知る」に記載された 99 項目について，項目毎に「優」「良」「可」を定めたのべ 297 を評価規準案として提案する。さらに，99 項目よりランダムに選択した 10 項目の「優」「良」「可」の 30 の評価規準案について，学部生を被験者として，その妥当性について評価してもらった所，5 件法で平均 4.0 以上の評価結果が 90.0%であった。この結果から，今回提案する評価規準案について
は，一定の妥当性が認められたものと考える。
キーワード：技術科教員養成修得基準，評価規準，検証，情報領域

１．はじめに大学では，小・中・高等学校の学習指導要領と異な標」4)を策定した。しかしながら，その内容は指導能

り，大学設置基準 1)によって最低履修単位数等の卒力に関する到達目標であって，専門科目のカリキュ業要件に関する規定はあるものの，各大学独自のカラムについて細かく記述したものではない。日本産

リキュラムで教育課程が編成されている。また，教員

業技術教育学会は，このような状況を改善するため

2)にの一つの方策として「技術科教員養成修得基準」5) (以従って，教員免許該当科目の単位数と大まかな学習

下，修得基準と略す)を策定した。修得基準では，中内容が定められているが，学習指導要領ほどの細か

学校技術科教員を目指す学生に，教員養成系大学・学い学習内容に関する規定は存在しない。

部の段階で，どのような内容をどの程度深く修得さ養成課程においても，教育職員免許法施行規則

各大学におけるカリキュラムでは，前述のようにせなければならないのかについて具体的な学習内容

独自のカリキュラムで教育課程が編成されているたを精査し，基準化を図った。加えて，技術科教員としめに，大学ごとに学習内容に差異が生じる。日本教育ての指導能力が一定の水準に達しているか否かを判

大学協会では，このような状況を鑑み，教職科目の定する技術科教員指導能力認定試験 6)-9)については，「モデル・コア・カリキュラム」3)および中学校の各

この修得基準に基づいて問題作成を行っている。
白石ら 10)は，教育職員採用試験問題とこの修得基

教科を対象とした「教員養成カリキュラムの到達目

準とを照合した結果，その修得基準内でほぼ同試験
2017 年 10 月 27 日受付，2017 年 12 月 23 日受理

問題がカバーされていることを明らかにした。加え*福岡教育大学教育学部て，10 大学の科目内容と修得基準との対応状況につ**高崎市立南八幡中学校

いて検証した結果，大学間における科目数や教育内***福岡教育大学学部生

容に大きな隔たりがあるものの，高等学校情報科の****福岡教育大学大学院生

内容を加えた場合，どの大学も全体のカバー率が一

2017 年 10 月 7 日

定程度確保されていることを明らかにした 11)。

第 30 回九州支部大会にて発表- 57 -

国立教育政策研究所 12)では，中学校技術・家庭科ばならない基礎的な知識や技能とした。
「良」は，
「可」

技術分野（以下，技術科と略す）の学習指導要領に沿の内容を包含した上で，さらに必要な知識や技能をった評価規準の作成について，「生活や技術への意

修得しているものとする。
「優」は，「可」及び「良」

欲・関心・態度」，「生活を工夫し創造する能力」，「生の内容を包含した上で，さらに発展的な知識や技能

活の技能」，「生活や技術についての知識・理解」の 4を修得しているものとする。
「可」に達しなかった場

つの評価の観点を盛り込むべき事項として設定して合は，「不可」とする。また，「可」の評価規準案を満いる。一方，大学カリキュラムでは一般に 4 段階（優・たしていない場合，「良」または「優」の評価規準案

良・可・不可）でその履修結果を評価しており，修得を満たしていても「不可」とする。さらに，今回統一基準の各内容項目に対応した段階別の評価規準が必的に評価規準案策定の指針として検討したものを以要であると考えた。

下に記述する。

本研究では，修得基準の中から「情報に関する技術」の領域に限定し，指導項目毎に 4 段階の評価規準案

１．
「知る」の項目内の重要語や項目名を挙げるを作成した。さらに，作成した評価規準案の内容を複ことができることを基本的に「可」とした。

数の被験者を対象に 5 件法でその妥当性を検証した。

２．その重要語等の内容を説明できることを標
準的な「良」とした。
３．それら重要語等を分類・活用・応用等がで

２． 修得基準についてきることを「優」とした。

修得基準とは，中学校技術科教員を目指す学生に，
教員養成系大学・学部の段階で，どのような専門科目を，どの程度深く，修得させなければならないのかを，

なお，項目中に重要語が存在しない場合は，以下の具体的な修得基準として明文化したものであり，そように 1 段階厳しくしたものを指針として採用した。

こには「指導項目」
「知る」
「できる」
「教える」
「学習
１．項目名などの内容を説明できることを標準指導要領との対応」という 5 つの観点がある。今回的な「可」とした。

の評価規準案の作成においては，そのうちの「指導項２．項目名などを分類・活用・応用等ができる目」と「知る」を対象とした。2 観点に絞った理由とことを「良」とした。

しては，「学習指導要領との対応」は評価の対象にはなりえないこと，「情報に関する技術」（以下，情報領

３．項目名などをさらに高度な分類・活用・応

域と略す）には，アプリケーションソフトの活用法を用等ができることを「優」とした。

除き「できる」の対象が少ないことや知識面の評価をこのようにして，情報領域における「知る」の項目

先行して策定することを優先したためである。
「指導項目」の内容は，1．情報と生活，2．コンピ全てに評価規準案として定めた結果を次の表 2（一部

ュータの仕組み，3．コンピュータの利用，4．情報通掲載）に示す。これは，「知る」項目から前述した重信ネットワーク，5．ディジタル情報による表現，6．

要語等に関する「挙げることができる」「説明できる」

プログラミングとその応用，7．情報社会のあり方と「分類・活用・応用等ができる」ことで統一的に評価

未来の 7 つに大きく分けられる。
「指導項目」につい規準案として設定したものであり，客観的な根拠はては，合わせて 31 項目であり，「知る」についてはない。しかしながら，そもそも修得基準そのものが少合計 99 項目であった。

数の専門家の手で主観的に定められたものであり，
これにも根拠はまったくない。したがって，白石ら 11)がその修得基準と教員採用試験内容を照合すること

３．評価規準案の作成で修得基準そのものに客観性を持たせて評価した。

作成方法としては，基本的に筆者らが原案を作成
し，研究室内の教育学部生３・４年生および大学院生の合計６名でチェックした。評価規準案は，「知る」の各項目について各々個別に作成する。評価は 4 段
階に分けて，評価の高い順に「優」
「良」
「可」，
「不可」
とする。このことにより，項目毎の修得状況の判定が容易になると考えた。
「可」は，教員として最低限身につけておかなけれその手法を今回策定した評価規準の評価においても採用した。作成した評価規準案は，前述の「知る」の99 項目に対して「優」「良」「可」の内容をそれぞれ記述し，のべ 277 個となった。

４．評価規準案の検証
4.1- 58 -

検証方法

日本産業技術教育学会九州支部論文集 第25（2017）57〜67

作成した評価規準案の妥当性を検討するために，最も妥当であると判断したものには 5 を，最も問題

全ての 99 項目の中からランダムに 10 項目を選択しがあると判断したものは 1 とした。問題があると判て検証を行った。検証は，本学技術科教員を目指す教断したものについては，その理由や改善点について

育学部 2 年生 13 人を被験者として実施した。なお，

自由記述形式で記入してもらった。検証した項目を，

被験者は高等学校にて情報科を履修し，「基礎情報学」

表 1 に示す。

および「情報工学 A」を履修済みであり，情報に関す
表 1 被験者による検証シートの例

る基礎的な内容を判断することは可能である。また，
知 る

被験者として学生を選択した理由としては，技術科教育を目指す学生が受講生として評価規準案に自己

優命令の実行過程に関して、プ
コ ンピュ ー タの動 ログラムグ言語
作（命令の実行過 を使って複雑なプログラムを作程）成できる

評定できるレベルを求めたからである。調査日は平成 28 年 12 月 27 日であった。検証方法は，ランダムに選定した項目それぞれの「優」「良」「可」の各項良

可理 由

命令の実行過程に関して、プログ
命令の実行過ラミング言語を程を順序良く説
使った簡単なプ
明できる
ログラムを作成することができる

5・4・3・2・1 5・4・3・2・1 5・4・3・2・1目について表 1 のような検証シート中に，1～5 の 5件法で被験者に評価してもらった。各項目に対して

表 2 作成した評価規準案の一部（検証したもの）
知 る

優

良

可

情報処理と情報伝達の変遷

情報の伝達方法の特徴を歴史的な経緯を踏まえて説明できる

情報の伝達方法の特徴等を説明できる

情報伝達の歴史としてのろ
しや手紙，伝書鳩，電信，電話，新聞，テレビ/ラジオ，ファックス，メール，SNS，テレビ電話等を順序通りにいえる

コンピュータの動作（命令の実行過程）

命令の実行過程に関して，プログラムグ言語を使って複雑なプログラムを作成できる

命令の実行過程に関して，プ
ログラミング言語を使った簡単なプログラムを作成することができる

命令の実行過程を順序良く説明できる

ウィンドウ操作ウィンドウ操作を使って制作することができる

ウィンドウ操作ができるウィンドウ操作について説明することができる

応用ソフトウェアの種類と代表的なソフトウェア

目的に応じた応用ソフト
エアの選択ができる

代表的なソフトウェアを使う
ことができる

応用ソフトウェアの種類と代表的なソフトウェアを説明できる

ドロー系とペイント系の機能と特徴

ドロー系とペイント系を使うことができるドロー系とペイント系のメリットとデメリットについて説明できる

ドロー系とペイント系の機能と特徴をいえる

公衆情報通信ネットワーク（インターネット等）の仕組み

公衆通信ネットワークを使用することができる

公衆通信ネットワークの仕組
みを種類ごとに説明できる

公衆通信ネットワークの種類をいくつか挙げられる

反復プログラム

反復プログラムを取り入れた複雑なプログラムを作成することができる

基本的な反復プログラムを作成することができる

反復プログラムについて説明できるプログラムによる計測

複数のセンサーを用いた計測プログラムを作成できる

計測対象からセンサー等を通じた簡単な分岐のプログラムを作成できるプログラムによる計測の仕組みについて説明できる

プライバシー権事例の中からプライバシ
ー権の侵害の有無を判断した根拠について説明できる

事例の中からプライバシー権の侵害の有無を判断できる

プライバシー権について説明できる

情報セキュリティポリシー

今後の情報社会の中で新たに生まれるセキュリティポリシーについて考えることができる

現在ある情報セキュリティポ
リシーについて説明できる

情報セキュリティポリシー
について説明できる- 59 -

4.2

方がよい
・教員として「コンピュータの操作の説明ができる」
では，少し物足りないように感じる。

検証結果と考察

検証の結果を表 3 にまとめた。被験者 13 人の評価を平均し，5 件法の 4.0 以上の項目については，評価規準案として妥当であると判断した。その結果，評価の平均が 4.0 を下回った項目が 3 項目あった。
表 3 評価規準の妥当性を検証した結果
No.１ No.2 No.3 No.4 No.5 No.6 No.7 No.8 No.9 No.10 No.11 No.12 No.13 Average
情報処理と情報伝達の変遷
可

1

5

5

5

4

3

5

5

5

5

5

5

3

4.31

良

3

5

5

5

4

5

5

5

5

4

5

5

3

4.54

優

5

5

5

5

4

5

5

5

5

2

4

5

3

4.46

コンピュータの動作（命令の実行過程）
可

1

5

5

5

3

3

5

5

5

4

1

5

2

3.77

良

3

5

3

5

3

5

5

5

5

3

5

5

4

4.31

優

5

5

3

5

3

5

5

5

5

3

3

5

4

4.31

可

1

3

5

5

4

4

5

3

5

4

1

5

3

3.69

良

3

3

5

5

4

5

5

3

5

3

5

5

4

4.23

優

5

5

5

5

5

5

5

5

5

3

4

5

4

4.69

平均
図 2 「ウィンドウ操作」の検証結果

ウィンドウ操作理

由・「良」と「可」の評価規準の内容が逆の方が自然ではないか。
・教師ならば，説明だけでなく操作も最低限できた方がよい。

応用ソフトウェアの種類と代表的なソフトウェア
可

1

5

5

5

4

3

5

5

5

5

1

5

4

4.08

良

3

5

5

5

3

5

5

5

5

5

5

5

4

4.62

優

5

5

5

5

4

5

5

5

5

5

5

5

4

4.85

ドロー系とペイント系の機能と特徴
可

4

5

5

5

3

4

5

3

5

5

4

5

3

4.31

良

4

3

5

5

3

5

5

3

5

5

3

5

4

4.23

優

5

3

3

5

3

5

5

3

5

3

4

5

4

4.08

3.69

公衆情報通信ネットワーク（インターネット等）の仕組み
可

3

5

5

5

3

5

5

5

5

5

4

5

4

4.54

良

4

5

5

5

4

5

5

5

5

5

4

5

4

4.69

優

5

5

5

3

4

5

5

3

5

2

5

5

3

4.23

可

1

5

5

5

3

3

5

5

4

4

1

5

2

3.69

良

3

5

5

5

4

5

5

5

5

4

5

5

3

4.54

優

5

5

3

5

3

5

5

5

5

4

3

5

4

4.38

反復プログラムプログラムによる計測
可

1

5

5

5

4

5

5

5

4

5

1

5

2

4.00

良

3

5

5

5

4

5

5

5

5

5

5

5

4

4.69

優

5

5

5

5

3

5

5

5

5

5

4

5

5

4.77

可

3

5

5

5

4

5

5

5

5

4

5

5

4

4.62

良

4

5

3

5

4

5

5

5

5

4

5

5

4

4.54

優

5

5

3

5

3

5

5

5

5

4

5

5

5

4.62

平均
図 3 「反復プログラム」の検証結果

プライバシー権理 由
・教師ならば，説明するだけでなく操作も最低限できた方がよい。
・プログラムが作成できることが最低限なのではないか。

情報セキュリティポリシー
可

3

5

5

5

3

5

5

5

5

4

5

5

4

4.54

良

4

5

5

5

3

5

5

5

4

4

4

5

4

4.46

優

5

5

5

4

4

3

5

5

5

2

5

5

5

4.46

3.69

評価の平均が 4.0 を下回った 3 項目について，その5 件法の回答分布と自由記述を上記の図 1 から図 3 に記述する。この 3 項目に共通する理由として，「教師ならば，説明するだけでなく操作も最低限できた方がよい。」が挙げられた。この他の項目に関しても，評価が 4.0 を上回っていたものの，被験者によっては「可」の内容で１や 2 と評価していて，いずれも上記
平均 3.77
図 1 「コンピュータの動作」の検証結果
理 由・教師ならば，説明だけでなく操作も最低限できたの理由が挙げられており，評価規準案の難易度の低さが指摘された。
このことについては，3 章でも述べたように，評価規準案を定める際に統一的検討を行っていることが- 60 -

日本産業技術教育学会九州支部論文集 第25（2017）57〜67

理由として挙げられることと，そもそも「できる」の項目は除外しているので項目によっては「知る」だけでは不十分だと解釈したものと考察した。

今回，情報領域のみ評価規準案を作成，検証を行った。今後は，情報領域だけでなく他の領域における評価規準案の作成，検証についても検討する必要がある。

謝辞
本研究は JSPS 科研費基盤研究（C）26381273 の助成を受けたものです。ここに記して謝辞を示します。

参考文献
1)

文部科学省：大学設置基準，http://www.mext.go.
jp/b_menu/shingi/chousa/koutou/053/gijiroku/__icsFiles/afieldfile/2012/10/30/1325943_02_3

平均 4.54
図 4 「情報セキュリティポリシー」の検証結果_1.pdf,（2017 年 10 月 23 日確認済）
2)

文部科学省：教育職員免許法及び教育職員免許

例えば，図 4 のように，「情報セキュリティポリシ

法施行規則（教員免許課程認定関係条文抜粋），

ー」の「可」の評価は，「情報セキュリティについて

http://www.mext.go.jp/a_menu/koutou/kyoin/1

説明できる。
」と同じ「～説明できる。
」だが，1 や 2268593.htm,（2017 年 10 月 23 日確認済）と評価する被験者は，ほとんどいなかった。したがっ3)

日本教育大学協会「モデル・コア・カリキュラム」て，「可」の評価規準に関しては，「知る」の項目内の研究プロジェクト：教員養成の「モデル・コア・

重要語や項目名を挙げることができることを最低限

カリキュラム」の検討 －「教員養成コア科目群」の評価としているが，内容によってはその難易度に差を基軸にしたカリキュラムづくりの提案－，がみられる。そのため，上記３項目については被験者

http://www.nara-edu.ac.jp/PUBLIC/model-

が，難易度が低いと判断したものと考察する。

md-matome.pdf，（2017 年 10 月 23 日確認済），(2004)

また，今回の評価規準案は，99 項目の各項目に対して 4 段階の評価の規準案を作成した。実際の授業で4)

日本教育大学協会「モデル・コア・カリキュラム」

は，１つの受講科目内で複数の項目を併せたものを評

研究プロジェクト：教員養成カリキュラムの到価することになる。そのため，1 つの項目で「可」の達目標・確認指標の検討 －中学校教員養成課程評価であっても，実際の科目全体の評価結果が「可」における（教科）の在り方を中心に－，であるとは限らない。よって，評価が簡単な項目が存

http://www.jaue.jp/_src/sc765/94_no54.pdf

在しても問題はないと考える。

（2017 年 10 月 23 日確認済），(2007)以上のことから，3 項目で評価の平均が 4.0 を下回

5)，

日本産業技術教育学会：技術科教員養成修得基ったものの，他 27 で 4.0 を上回っているため，本規準，http://www.jste.jp/main/data/standard.pdf，

準案には一定の客観性が認められると判断した。

（2017 年 10 月 23 日確認済），(2012)
6)

５．おわりに

日本産業技術教育学会：技術科教員指導能力認
定試験，http://home.hiroshima-u.ac.jp/teched/

本研究では，修得基準に基づいた情報領域の「知る」に関した 99 項目について，4 段階の評価規準案を提index.html，（2017 年 10 月 23 日確認済），(2013)7)藤木卓他：学会科研プロジェクト：技術科教員免案し，同規準案からランダムに選択した 10 項目につ許更新支援システムの構築と検証，日本産業技

いて 5 件法にて検証した。その結果，平均 4.0 が全体

術教育学会第 51 回全国大会（宮城）講演要旨集，の 90.0%を占め，一定の客観性が認められた。今回は，評価の検証を一度のみ行っただけである。さらに，評(2008)，1028)

橋本孝之：指導能力認定試験制度に基づく技術

価規準を深化していくためにも，評価規準案の修正と科教員免許更新支援システムの構築と検証，科

客観性の検証を繰り返し行うことが望ましい。また，学研究費助成事業（科学研究費補助金）研究成果

実際の授業の評価では今回作成した項目ごとの評価

報告書，(2012)

規準に加え，項目ごとの組み合わせによって全体の評

9)日本産業技術教育学会：日本産業技術教育学会

価を行う。そのため，授業としての評価の仕方についでは技術科の教師になる人の質保証をしていまても検討していく必要がある。

す！，http://www.jste.jp/main/data/sheet5.pdf，- 61 -

（2017 年 10 月 23 日確認済），(2011)(2016), 15-20

10) 白石正人,久重雄太：情報領域を対象とした技術

12) 国立教育政策研究所：評価規準の作成、評価方法

科教員養成修得基準の検証，福岡教育大学紀要，等の工夫改善のための参考資料（中学校第 64 号，第 6 分冊，(2015)，1-4家庭）, http://www.nier.go.jp/kaihatsu/hyouka

11) 白石正人,濱﨑遼,瀬尾佳良：技術科教員養成修得

技術・

houhou/chuu/0208_h_gika.pdf，（2017 年 10 月
23 日確認済），(2013)

基準による教員養成系大学カリキュラムの検証,
日 本 産 業 技 術 教 育 学 会 九 州 支 部 論 文 集 , 24,

Abstract
The Japan Society of Technology Education indicated the acquisition standards for the technology
education teacher training course in the role of fostering ability as a technology teacher and have performed
the test for the teaching ability of technology teachers to certify teaching ability. However, although there
are content items to be acquired under this acquisition standards, the assessment of the acquisition status
for that item has not yet been clarified. In this research, the 297’s evaluation criterion which is "Excellent","Good" and “Passing" for each item for the 99 items described in the "Know" on this acquisition standards
in the information area were proposed. Furthermore, with regard to the 30’s evaluation criteria drafts of"Excellent", "Good" and "Passing" of 10 items randomly selected from 99 items, undergraduate students
evaluated as to their appropriateness. The evaluation result that was 4.0 or more of average by five-point
scale was 90.0%. From these results, it was showed that a certain validity has been recognized for theevaluation criteria proposed this time.
Key words : The Acquisition Standards for the Technology Education Teacher Training Course, Evaluation
Criterion, Verification, Information Area

付録（情報領域の評価規準案）
指 導 項 目

知 る

優

良

可

データ・知識・信号と情報の情報に似た言葉としてデー違いを説明できる

タ、知識、信号などがいえる情報が様々な形態を有する

情報の伝達が複写であるこことを説明できるとを説明できる

１．情報と生活情報・データ・知識・信号の情報とは言葉を使い分けることができる
情報の内容によってどのよう①情報の概念情報の特徴な形態で伝達するのがよいか選択できる

情報の信憑性

自ら発信する情報の信憑性

情報の信憑性や信頼性を確や信頼性を確認している認する手段を知っている

受け取った情報には、異なる
信憑性や信頼性があることを知っている
情報伝達の歴史としてのろし

情報の伝達方法の特徴を歴情報処理と情報伝達の変遷

史的な経緯を踏まえて説明できる

情報の伝達方法の特徴等を説明できる②社会の情報化や手紙、伝書鳩、電信、電話、新聞、テレビ/ラジオ、ファックス、メール、SNS、テレビ電話等を順序通りにいえるある情報システムについて
情報システムの発展

その簡単な仕組みを踏まえいくつかの情報システムにつ

身近な情報システムを複数て技術革新の歴史を説明でいてその変遷を説明できる挙げることができる

取り扱う情報に従って社会の社会の中で活用されている社会の中で活用されている中で活用されている情報機

情報機器についてその仕組

情報機器を挙げることができ器を取り上げて説明できる

みを簡単に説明できるる

取り扱う情報に従って生活の生活の中で活用されている生活の中で活用されている中で活用されている情報機

情報機器についてその仕組

情報機器を挙げることができ器を取り上げて説明できる

みを簡単に説明できる

る

きる
社会における情報の活用③情報の活用生活における情報の活用

２．コンピュータの仕組み
重要な歴史的事項につい①コンピュータの概要

コンピュータの歴史

コンピュータやインターネッて、社会的な背景と発明・創重要な歴史的事項について

ト、OS などの基本的な重要造された経緯と理由を説明

年代と出来事を説明できる

事項の歴史的順序性を説明

できる

できる

- 62 -

日本産業技術教育学会九州支部論文集 第25（2017）57〜67

コンピュータに必要な機能(入力機能、出力機能、記憶機
能、演算機能、制御機能)

コンピュータの 5 つの機能をコンピュータの種々な装置を5 つの機能を各々説明でき言える。（入力機能、出力機

5 つの機能に分類できる。

る。

能、記憶機能、演算機能、制御機能）

コンピュータの種類（汎用、スーパ、パーソナル、マイクロプ
ロセッサ）

コンピュータの性能（MIPS、
FLOPS、TAT、レスポンスタイ
ム、スループット）

情報処理の目的に応じたココンピュータの種類を挙げそ

ンピュータを選択することがれぞれの特徴について説明

できる

できる

コンピュータの種類を挙げる
ことができる(汎用、スーパ、
パーソナル、マイクロプロセ
ッサ)
コンピュータの性能指標つい

MIPS、FLOPS を算出できるそれぞれの性能について特て挙げることができる(MISP、徴を説明できる

FLOPS、TAT,レスポンスタイ
ム、スループット)

コンピュータの処理方式（バッチとリアルタイム、集中と分散）システム構成（デュアル、マル
チプロセッサ、稼働率）

コンピュータの構成（入力部、出力部、記憶部、演算部、制御部）
入力の種類と方法（キーボード、マウスなど）

出力の種類と方法（モニタ、プリンタなど）②コンピュータの構成と動作目的に合った処理方式を選それぞれの処理方式の特徴

コンピュータの処理方式につ択できるを説明できるいて挙げることができる

デュアル、マルチプロセッ

デュアル、マルチプロセッ

稼働率の算出とシステム構

サ、稼働率といった、コンピュ

サ、稼働率といった、コンピュ想を構想できるータのシステム構成を挙げる

ータのシステム構成を挙げる

ことができることができる

コンピュータを構成する各部

コンピュータの構成を説明でを分類することができる

きる

それぞれの入力装置の入力の種類と特徴に沿って選択することができる
それぞれの出力装置の出力の種類と特徴に沿って選択することができる記憶の種類と方法（記憶媒体、階層構造、キャッシュ、仮それぞれの記憶装置の種類

想記憶方式）ができる

外部記憶の種類と方法（ハードディスク、USB メモリなど）

コンピュータの動作（命令の実行過程）と特徴に沿って選択すること

入力装置をいくつか挙げることができる

それぞれの出力装置の出力出力装置をいくつか挙げるこの種類と特徴を説明できるとができる

それぞれの記憶装置の記憶記憶装置をいくつか挙げるこの種類と特徴を説明できるとができる

それぞれの外部記憶装置の外部記憶の種類と特徴を説ることができる

明できる

雑なプログラムを作成できる

きるの種類と特徴を説明できる

種類と特徴に沿って選択すプログラムグ言語を使って複キーワードを挙げることがでそれぞれの入力装置の入力

それぞれの外部記憶装置の命令の実行過程に関して、

コンピュータの構成について

外部記憶装置をいくつか挙げることができる命令の実行過程に関して、プログラミング言語を使った命令の実行過程を順序良く簡単なプログラムを作成する

説明できる

ことができる

ソフトウェアについ基本ソフト
ハードウェアとソフトウェアの概念

ウェアと応用ソフトウェアのハードウェアとソフトウェアをハードウェアとソフトウェアを区別ができ、その根拠につ分け、その根拠を説明できる

説明できる

いて説明できる③ハードディスクとソフトウェア

論理回路（基本回路、組み合
わせ回路、順路回路）

自分で考えた論理回路を設

基本の論理回路を設計でき

AND や OR など基本的な論

計できる

る

理回路を説明できる演算回路（加算回路、演算回自分で考えた演算回路を設

基本の演算回路を設計でき

路）

計できる

る

ソフトウェアの階層構造（BIOS、OS、API、ドライバ）

ソフトウェアを階層構造別にプログラムの処理（コンパイル、インタプリタ）

分類できる
情報処理の内容によってプ
ログラミング言語・プログラミ
ング開発環境を選択できる

BIOS、OS、API、ドライバについて特徴と役割を順序通り説明できる
コンパイラとインタプリタのそれぞれの特徴を説明できる演算回路を説明できる

BIOS、OS、API、ドライバを挙げることができる
コンパイラとインタプリタに対応したプログラム言語を挙げることができる

３．コンピュータの利用①コンピュータの利用環境

コンピュータの正しい利用環
境
コンピュータの基本操作

誤った利用環境の結果としコンピュータの正しい利用環

コンピュータの正しい利用環て生じる障害等を説明できる

境を選択することができる

境について説明できる

基本操作を組み合わせて複コンピュータの基本的な操作

雑な処理を行うことができるができる

CUI を操作することができる

GUI を操作することができる②基本操作
CUI と GUI

- 63 -

コンピュータの基本操作に関するキーワードを挙げて説明できる
CUI と GUI の違いを説明することができる基本的なウィンドウ操作を組
ウィンドウ操作

み合わせて複雑な処理を行

ウィンドウ操作ができる

うことができる
基本的なデータのコピー、移データのコピー・移動操作

動操作を組み合わせて複雑な処理ができる③応用ソフトウェア

応用ソフトウェアの種類と代とができる

応用ソフトウェアの特徴と活用複数の応用ソフトウェアを活応用ソフトウェアを利用でき

応用ソフトウェアの特徴を説用した制作ができるる

明できる

情報を発信するうえでの文文書処理の代表的なソフトウ

書処理の特徴を説明できる

ェアを挙げることができる

文書処理の技法を正しく使う

文書処理に関する技法を挙ことができる

げることができるえで最適な文書処理を選択

文書処理の技法（フォント、行

文書処理の技法を使って分間、インデントとタブ、作表、レ
イアウト、印刷など）かりやすい文書の作成がで表計算処理の目的と概要
表計算処理の技法（セルへの入力、操作、表作成、相対参
照と絶対参照、関数の利用など）
グラフの活用(グラフ作成、編
集)

きる
関数やマクロ等の機能と特徴を説明できる
表計算処理の技法を使って複雑な表計算実行をすることができる

わせて複合グラフを作成す

ドロー系図形処理の技法（基本図形の操作、変形、書式設定、重ね合わせ、グループ化など）
ペイント系画像処理の技法（明暗、コントラスト、レイヤーなど）

えで図形・画像処理ソフトウ

音声処理の技法（音量、ミキ
シング、エコー、無音のカットなど）

動画処理の技法（トリミング、
分割、結合、タイトル、テロッ
プ、画像切り替え効果など）
プレゼンテーションの目的と概要

トウェアを挙げることができる

表計算処理の技法を使うこと

表計算処理に関するキーワができるードを挙げることができる

基本的なグラフを作成できる

図形・画像処理ソフトウェアの特徴を説明できるグラフ作成の方法を説明できる

図形・画像処理の代表的なソフトウェアを挙げることができる
ドロー系とペイント系のソフトを説明できる

ウェア挙げることができる

ドロー系図形処理の基本的

ドロー系図形処理の技法をな技法を使うことができる

説明できる

ペイント系画像処理の技法

ペイント系画像処理の技法を使うことができるを説明できる

情報を発信するうえでの音

音声処理の代表的なソフトウ

声処理の特徴を説明できる

ェアを挙げることができる

音の入力と編集をした制作

音の入力と基本的な編集が音の入力と編集の方法につ

ができる

できる

いて説明できる

音声処理の技法を使って効

音声処理の技法を使って基音声処理の技法について説果的に制作することができる

本的な音声処理ができる

明できる

情報を発信するうえでの動動画処理の代表的なソフトウ

画処理の特徴を説明できる

ェアを挙げることができる

動画の入力と編集を使って動画の入力と基本的な編集

動画の入力と編集の方法に

動画の複雑な編集ができるができる

ついて説明できる

動画処理をしてわかりやす

動画処理の技法を使って基動画処理の技法を挙げるこい制作ができる

本的な動画処理ができるとができる

情報を効果的に発信するう

情報を発信するうえでのプレ

プレゼンテーションの代表的えで最適なプレゼンテーショ

ゼンテーションの特徴を説明

なソフトウェアを挙げることがンを選択できるできる

できる

ドロー系図形処理の技法を使ったわかりやすい制作ができる
ペイント系画像処理の技法を使ったわかりやすい制作ができる

えで最適な音声処理を選択

えで動画処理を選択することできる

動画の入力と編集の方法を理解する

表計算処理の代表的なソフ

ドロー系とペイント系の特徴

情報を効果的に発信するう
動画処理の目的と概要

きる

わけることができる

することができる音の入力と編集の方法を理解する

きる

表的なソフトウェアを説明でドロー系とペイント系を使い情報を効果的に発信するう
音声処理の目的と概要

表、グラフ等の制作を説明でることができる

ェアを選択することができる
ドロー系とペイント系の機能と特徴

表計算処理によって可能な表計算処理の技法と組み合情報を効果的に発信するう
図形・画像処理の目的と概要⑨プレゼンテーションソフトウェ
アの利用仕方を説明できるの選択ができる

することができる⑧動画処理ソフトウェアの利用

データのコピー・移動操作のすることができる
代表的なソフトウェアを使うこ④文書ソフトウェアの利用⑦音声処理ソフトウェアの利用

データのコピー・移動操作を

目的に応じた応用ソフトエア

文書処理の目的と概要⑥図形・画像処理ソフトウェアの利用

ワードを挙げて説明できる

応用ソフトウェアの種類と代表的なソフトウェア

情報を効果的に発信するう⑤表計算処理ソフトウェアの利用ウィンドウ操作に関するキー- 64 -

日本産業技術教育学会九州支部論文集 第25（2017）57〜67

プレゼンテーションの製作技
法
プレゼンテーション資料の製作技法（アウトライン、スライド編集、レイアウトとデザイン、切り替え効果、アニメーション機能など）

プレゼンテーションの制作技

プレゼンテーションの制作技

プレゼンテーションの制作技法及び、プレゼンテーション

法とプレゼンテーション資料

法とプレゼンテーション資料

資料の制作技法を用いたわの制作技法を使うことができの制作技法を挙げることがかりやすい制作ができる

るできる

データベースソフトウェアのデータベースの代表的なソフ

特徴を説明できる

トウェアを挙げることができる

RDBMS や SQL 言語などデデータベースの目的と概要

ータベースソフトウェアを使う
ことができる⑩データベースソフトウェアの利用

RDBMS について（データベー
スとテーブルの作成）

SQL 言語について（挿入、検索）

データベースとテーブルの作

データベースとテーブルの作

データベースとテーブルの作成ができる成方法を説明ができる

SQL 言語の機能と検索・挿SQL 言語の機能と検索・挿SQL 言語の機能に関するキ

入・削除・更新などの簡単な入・削除・更新などについてーワードを挙げることができプログラムができる

説明ができるるそれぞれ情報通信用機器のそれぞれ情報通信用機器の情報通信用機器の種類をい仕組みを説明できる

特徴を説明できるえる

情報通信ネットワークを構築

情報通信ネットワークの構築

情報通信ネットワークのキーできる

方法の特徴をいえる

ワードを挙げることができる

OSI 参照モデルとパケット通

パケット通信と回線交換の特信をデータ通信の歴史的な徴を説明できる。OSI モデル

経緯から説明できるの 7 階層を説明できる

情報通信速度を計算して求情報通信速度の計算式がい

情報通信速度に関する単位

めることができるえるをいえる

情報通信規約の必要性を説

情報通信規約の種類をいく

明できる

つか挙げることができる成を行う命令等を挙げることができる

４．情報通信ネットワークの利用
情報通信用機器の種類と役割（サーバ、クライアント、スイッチ、ハブ等）
情報通信ネットワークの構築
方法（LAN、ケーブル、光ファ
イバ、無線 LAN 等）
パケット通信と OSI モデル①情報通信ネットワークの仕組
み情報通信速度に関する単位（bps など）
情報通信規約の必要性と種類（TCP／IP 等）

説明できる

MAC アドレス、IP アドレスのを用いた経路制御やポート違いを説明できる。いくつか

番号を用いたセキュリティ対のプロトコルのポート番号を策について説明できる挙げることができる

公衆情報通信ネットワーク（インターネット等）の仕組み

目的に応じて公衆情報ネット

公衆通信ネットワークの仕組ワークを選択できる

みを種類ごとに説明できる

情報通信ネットワークを利用したサービス（電子メール、
Web 等）

目的に応じて情報通信ネット

情報通信ネットワークを利用

情報通信ネットワークを利用

ワークを利用したサービスをしたサービスを使用することしたサービスをいくつか挙げ使い分けることができるができる

ることができる

公衆情報通信ネットワークによる情報配信の留意事項（著

公衆情報通信ネットワークに

情報配信において起こりうる

よる応報配信の留意事項を問題への対処について説明

作権等）

考えながら、情報配信できるできる

情報セキュリティの保持手段（ID とパスワード等による認証等）③情報セキュリティ

通信ネットワークの仕組みをついて説明できる

MAC アドレスや IP アドレス

情報通信規約に関連する識別番号（MAC アドレス、IP ア
ドレス、ポート番号等）②情報通信ネットワークによるサービス

情報通信規約に沿って情報

パケット通信と OSI モデルに

情報セキュリティの保持手段を設定することができる

それぞれの情報セキュリティの保持手段の特徴を説明できる

MAC アドレス、IP アドレス、
ポート番号について説明できる
公衆通信ネットワークの種類をいくつか挙げることができる

公衆通信ネットワークによる情報配信において起こりうる問題について挙げることができる
情報セキュリティの保持手段を挙げることができる

情報セキュリティの確保（フィルタリング、ファイアウォー
ル、ウィルスチェック等）

情報セキュリティを確保して情報セキュリティの確保のたコンピュータを使用することめの方法についてそれぞれができる

メリット・デメリットがいえる

情報システムにおける秘匿性（システム設定、暗号化等）

暗号化の仕組みについて説

異なる暗号化の種類を挙げ

情報システムに秘匿性をも明できるることができる

たせる意味を説明できる

情報セキュリティの確保の方法を挙げることができる

５．ディジタル情報による表現
相互変換方法等種々な信
アナログ情報とディジタル情報の特徴①情報のディジタル化

号、データや情報をアナログ
情報とディジタル情報に分類できる

位取り基数法ディジタルとアナログの特徴について図を用いながら説明ができる

2 進法、16 進法の足し算、引10 進法で表した数値を 2 進

き算、マイナス表示の計算が数、16 進数に変換すること

できる

ができる

- 65 -

アナログ情報は連続的な情報、ディジタル情報は段階的な情報であることを理解できる
10 進法、2 進法、16 進法について説明できる

A-D 変換、D-A 変換

表現手段としてのメディアの種類と特徴

A-D 変換、D-A 変換の仕方ことができるについて説明できるメディアの特徴を活かして自分が伝えたい情報を発信することができる

A-D 変換、D-A 変換の仕方についてのキーワードをおさえている

それぞれのメディアの特徴を表現手段としてのメディアの説明できる種類を挙げることができる

目的に応じてディジタル情報

ディジタル情報の表現形式の表現形式それぞれを選択

それぞれの特徴を説明できできる

る

目的に応じてファイルとフォファイルとフォルダの圧縮とルダの圧縮と伸張、暗号化

伸張、暗号化および復号化

および復号化を選択できるができる

オーサリングソフトを操作でオーサリングソフトの仕組み

きるについて説明できる

ディジタル作品の設計を理解する

分かりやすいディジタル作品

ディジタル作品の基本的な

ディジタル作品の設計の仕を設計できる

設計ができる方を説明できる

ディジタル作品の制作を理解する

ディジタル作品の設計通りに

ディジタル作品の制作ができ

ディジタル作品の制作の仕制作ができる

る方を説明できる

Web ページの記述方法につWeb ページの記述方法をいいてその特徴を説明できる

くつか挙げることができる

ディジタル情報（文字、数値、
静止画、動画、音声）の表現
形式②ディジタル情報の表現形式
データ圧縮と暗号化

オーサリングソフトの仕組み③ディジタル作品の設計・製作

A-D 変換、D-A 変換をする

Web ページの特徴と記述方法（HTML など）④ディジタル作品の発信
プレゼンテーション技法

Web ページの制作ができる

ディジタル情報の表現形式を挙げることができるファイルとフォルダの圧縮と伸張、暗号化および復号化の目的等について説明できる
代表的なオーサリングソフトの製品名を挙げることができる

プレゼンテーションを効果的基本的なプレゼンテーションに使ってわかりやすく発表が技法を使ってプレゼンテーシできる

ョンを作ることができる

順次・分岐・反復を組み合わ

順次・分岐・反復をそれぞれ

情報処理の手順の 3 要素でせた情報処理をフローチャー

フローチャートで表すことがある順次・分岐・反復についトで表すことができる

できるて説明できる複雑なプログラムのアルゴリ

アルゴリズムを考え、フロー

ズムを考え、フローチャート

チャートで表現することがでで表現することができる

きる

プレゼンテーション技法を説明できる

６．プログラミングとその応用
情報処理の手順の 3 要素とフローチャートアルゴリズムとその表現（フローチャート）①アルゴリズムとプログラム

アルゴリズムの評価（時間計
算量、空間計算量）

プログラミング言語の種類と特徴

時間計算量と空間計算量の少ないアルゴリズムをつくることができる
目的に応じてプログラミング
言語を使い分けることできる情報処理の内容によってプ

インタプリタとコンパイル

ンパイル、テスト、デバック）③計測・制御への応用
身近な電気製品とマイコン挙げることができる

プログラミング開発過程に関係するキーワードを挙げるこ

できる

とができる

基本的な順次ブログラムを順次プログラムについて説

正しく作成することができる

明できる

基本的な分岐プログラムを

分岐プログラムについて説作成することができる

明できる

基本的な反復プログラムを反復プログラムについて説作成することができる

明できる

課題に応じてアルゴリズムか

3 要素を含んだプログラムを

3 要素を含んだ簡単なプログ

らプログラムを製作できる

作成することができる

ラムを作成することができる

序通りに説明ができる

複雑なプログラムを作成する

複雑なプログラムを作成する

複雑なプログラムを作成することができる

ものづくりと制御の関係（センサ、インターフェース他）できる

プログラミング言語の種類をいてのキーワードの説明が反復プログラムを取り入れた

3 要素を含むプログラム

語についてその特徴を説明

プログラミング開発過程につプログラミング開発過程を順ことができる
反復プログラム

それぞれのプログラミング言

いて説明できる

分岐プログラムを取り入れた分岐プログラム

説明できる

コンパイラとインタプリタにつことができる②プログラミング

時間計算量と空間計算量を適切な評価ができる

れぞれの特徴を説明できる

順次プログラムを取り入れた
順次プログラム

複数のアルゴリズムに対してコンパイラとインタプリタのそ

ログラミング言語・プログラミ
ング開発環境を選択できる

プログラミング開発過程（要求分析、設計、コーティング、コ

アルゴリズムの説明ができる

ものづくりと制御の関係を踏まえて計測・制御プログラムのを作成することができる
身近な電気製品に内蔵されたマイコンのプログラムをフ- 66 -

制御の仕組みについて説明
できる

制御に関係するセンサやイ
ンターフェースなどのキーワードを挙げることができる

コンピュータ制御された身近コンピュータが内蔵されていな電気製品の仕組みについる電気製品を挙げることがでて説明できるきる日本産業技術教育学会九州支部論文集 第25（2017）57〜67

ローチャートで表すことができる

プログラムによる計測

プログラムによる制御（シーケ
ンス制御、フィードバック制
御）複数のセンサーを用いた計測プログラムを作成できるシーケンス制御とフィードバ
ック制御を使ってプログラム制御ができる

計測対象からセンサー等を通じた簡単な分岐のプログラ
ムを作成できる

プログラムによる計測の仕組みについて説明できるプログラムによる制御に関係

シーケンス制御とフィードバ

するシーケンス制御とフィー

ック制御について説明できる

ドバック制御のキーワードを挙げることができる

７．情報社会のあり方と未来
著作権（著作者の権利、著作隣接権）①知的財産権

産業財産権（特許権、実用新案権、意匠権、商標権）

その他（半導体集積回路の回路配置に関する法律、種苗法、不正競争防止法）の権利

著作権を考えて、情報発信

著作者の権利、著作隣接権および活用できるについて説明できる

特許権、実用新案権、意匠特許権、実用新案権、意匠権、商標権を考えて、情報を権、商標権のそれぞれにつ扱うことができる

いて説明できる

著作権、産業財産権以外の著作権、産業財産権以外の知的財産権に含まれる権利

知的財産権に含まれる権利をおさえながらコンピュータをについて、それぞれ説明でき

使用できる

る

事例の中から肖像権の侵害
肖像権の有無を判断した根拠について説明できる②そのほかの権利
プライバシー権事例の中からプライバシー

権の侵害の有無を判断した権の侵害の有無を判断でき

根拠について説明できるる

禁止されている事項をおさえたコンピュータの使い方ができている

ルールとマナー③情報モラル

情報社会の未来

知的財産権に含まれる権利について挙げることができる

肖像権について説明できる

プライバシー権について説明できる事例の中から情報を扱う上での危険を判断し、回避の方法を説明できる情報を扱う上でのルールとマナーを挙げることができる

情報を扱う上での危険を説明できる情報を扱う上で人権侵害に無を判断できる

なり得ることについていえる

現在ある情報セキュリティポ

情報セキュリティポリシーの

リシーのポイントについて説キーワードについて説明でき

明できる

る

30 年後の情報社会の未来を

20 年後の情報社会の未来を

10 年後の情報社会の未来を想像し、その根拠を説明する

想像し、その根拠を説明する

想像し、その根拠を説明することができることができることができるに生まれるセキュリティポリ
シーについて考えることがで
きる

⑤情報社会

著作権、産業財産権以外の事例の中から人権侵害の有コンピュータを利用すること
今後の情報社会の中で新た情報セキュリティポリシー

きる

きる

る

ができる

④情報セキュリティポリシー

標権について挙げることがでている事項を挙げることができる

人権侵害の防止をおさえて人権侵害の防止権、実用新案権、意匠権、商ているかどうか判断できる

ーを守れているか判断できる

産業財産権のうちの特許法律や条約などで禁止され事例の中からルールとマナ

ュータを利用することができとができる

禁止されている事項にふれ

ピュータを利用することがでの方法をおさえながらコンピ

著作隣接について挙げるこ事例の中から法律や条約でルールとマナーを守ってコン

情報を扱う上での危険回避
危険回避の方法の有無を判断できる事例の中からプライバシー

事例の中から法律や条約で法律や条約などで禁止されている事項

事例の中から肖像権の侵害

著作権の著作権者の権利、- 67 -

- 68 -

日本産業技術教育学会九州支部論文集 第25（2017）69〜74

タブレットによる作文の構想過程を支援する Web アプリの開発
Development of a Web Application to Support Creative
Composition Process Using Tablets
瀬尾 佳良*

水門 博一* 白石 正人**

Yoshifumi SEO*, Hirokazu MITO* and Masato SHIRAISHI***Master Course Student, Graduate School of Education, University of Teacher Education Fukuoka** Faculty of Education, University of Teacher Education Fukuoka
小学校における普通教室での利用を想定したアプリケーションソフトウェア（以下，アプリと略す）を検討
し，多種類のタブレットに対応するため，Web ブラウザ上で動作する Web アプリとして作文指導用の支援教材を開発した。本アプリは，作文指導における KJ 法を想定した付箋紙の操作と文章編集機能を備えたものであり，作文の構想過程を支援するため，二次元表現と木構造表現を長方形と罫線機能で実現したことにその特徴がある。タブレットの手書き入力と併用して本 Web アプリを大学生に試行した。その結果，付箋紙と筆記用具を用いたグループと本 Web アプリを用いたグループとで評価結果や作成時間を比較したところ，作成時間でやや Web アプリが劣るものの同等程度の操作性であることと，小学校への適用が可能であることも示唆された。
キーワード：Web アプリ，タブレット，作文，教材開発

１．緒言
1.1 タブレットと小学校国語科について
平成20年，29年に改訂された小学校学習指導要領
1)2)では，小学校における情報教育については，これまでの「慣れ・親しむ」から情報モラルおよび情報活用能力の育成へと改められた。また，昨今のICT機器の普及の中で，とりわけタブレットの学校現場への導入
台数は平成28年3月現在で235,755台と，平成26年同時期の約3.5倍以上に増加している3)。タブレットは，
無線LAN環境があれば，普通教室において特別の施設・設備を必要とせずに教育利用可能であることや電子教科書の閲覧用デバイスであることから，情報教育を推進するためのキーデバイスと位置づけられる。
さらに，これを活用することで一人一人の学習ニーズや個性等に応じた分かりやすい授業・学習の実現
や，時間的・空間的制約を超えて，いつでも，どこでも受けられる教育の実現，特別支援教育などにおける児童生徒の障害の状態や特性に応じた適切な指導，これまでは実現が難しかった映像や音声，学習支援ソフトを介した双方向型の学習等，教育の質の向上につながることが期待されている4)。
一方，新学習指導要領2)より引き続き言語活動の充実が大きな柱となっており，小学校学習指導要領解説(2017 年 10 月 31 日受付，2018 年 1 月 4 日受理)
*福岡教育大学大学院**福岡教育大学教育学部
2017 年 10 月 7 日 第 30 回九州支部大会にて発表- 69 -

国語編5)においては『全ての領域において，自分の考えを形成する学習過程を重視し，「考えの形成」に関する指導事項を位置付けた。』とあり，中学年の「B書くこと」では，書く中心を明確にし，内容のまとまりで段落をつくったり，段落相互の関係に注意したりして，文章の構成を考えることを目標としている。したがって，言語活動の充実を主に担う国語科ではこれまでにも増して論理的に文章を構成する能力を育成することが重要だと考える。
ICT活用の特性・強みの一つとして，「多様で大量の情報を収集，整理・分析，まとめ，表現することなどができ，カスタマイズが容易であること」が挙げられており，文書の編集（省略）が各学校においてICT
活用の特性・強みを生かした授業が行われることが期
待されている4)。現にタブレットを用いた教育実践は，
これまでいくつか報告されている6)-9)。しかしながら，国語科の作文指導においてタブレットを活用した教
育実践はほとんど検討されていない。国語科はその教科の特徴から，紙と鉛筆を用いた書き取りや作文が教育活動で重視される傾向がある。したがって，このことが作文指導においてタブレットが利用されないことの1つの要因であろうと考えられる。
しかしながら，直接原稿用紙に作文する前段として構想する過程を支援することが重要であると考えた。タブレットは漢字の書き順や書き取りの学習支援
以外に様々なソフトウェアやコンテンツによる題材
構想支援，アウトライン機能，文章編集機能や辞書を用いた校閲機能があり，作文指導には最適のツールであると考えている。
1.2 作文指導について
瀬尾ら 10)は，作文指導におけるタブレットのアプリを用いた教材化を検討した。付箋紙感覚でノートを作成することができるアプリ「irohaNote」を用いて創造的問題解決に効果があるKJ法11)を試行した。KJ法により作成したマップをもとに，「アウトライン・メモ」を用いて作文を行う指導案を検討した。文章作
成段階において「irohaNote」はボトムアップ式で文章を作成する（木構造表現）アプリであり，「アウトライン・メモ」はトップダウン式で文章を作成するア
プリ（二次元表現）となる。
柴田ら 12)は木構造表現のみを用いた場合，ドキュ
メントの階層構造をそのままの形で表現可能なため，トップダウンの文章作成に向いているが，思いついたことから書くという段階では木構造表現の方が操作の難易度が高いこと，二次元表現のみを用いた場合はボトムアップの文章作成に向いているが操作の難易度は低いこと等を指摘した。Sharples13)は,本来紙と鉛筆を用いて文章作成を行う際，トップダウン，ボト
ムアップの区別は分離できるものではなく，書き手は最初から書く内容が明確なのではなく，むしろ書いたことがきっかけととなり新たな思考を展開し，次に書く内容を考えることが観察されたことを指摘した。
これらの先行研究の結果から，創造的な作文指導
ではトップダウン，ボトムアップの両プロセスが同時に支援されることが望ましいと考えた。また，心理学
14)-16)では文章作成スキル（「文字媒体」と「産出面」の組み合わせたものの能力）の高い書き手と低い書き手を比較検討し，スキルの高い書き手の方が構想段階に時間をかけていることを明らかにしている。一方，内容に関する知識量よりも，持っている知識をまとめることや，並び替えて文章化することが産出文章の質に強く影響することも指摘されている16)。したがって，二次元表現であるボトムアップに加えて木構造表現の機能を統合したアプリを検討した。さらに，普通教室で利用可能なタブレットを想定し，Webコンテンツとしてアプリを開発した。

２．開発したWebアプリについて
2.1 Webアプリの検討
既存のアプリを評価検討 10)したが，先の機能を実現可能なアプリが存在しないため，新たに作文指導に特化したアプリを開発する必要があると考えた。教育現場で導入されているタブレットは統一されていな
いため，アプリは可能な限りOSに依存しないものが望まれる。そのため，多くのOSで使用可能なWebアプリに着目した。また，このWebアプリの使用環境がOSに依存しないことを考慮して，開発言語としてHT- 70 -

ML5とjQueryおよびPHPを選定した。
なお，今回タブレットでjQueryのプログラムを操作するため，タブレットでもプラグイン「jQuery UI」
を使用できる「jQuery UI Touch Punch」を用いた。
2.2 開発したWebアプリの概要
起動画面では1学級の定員を想定し，1～50までの
利用番号の付いたタイルから児童が1つを選択することで，編集作業中の操作状況を保存・再現することができる（図1参照）。

図1 生徒用の起動画面

図2 タブレットでの編集画面
ユーザIDやパスワードによる認証では，セキュリ
ティが高まるもののタブレットに不慣れな児童の障害になると考えた。もちろん，教師側が作文指導開始
時に，設定環境を初期化しロックを解除し利用可能にする際，教員のユーザ認証を行うことでセキュリティを確保している。この利用番号によって，児童の識別を行うとともに，データベースへの保存用IDとして利用している。図2にWebアプリの編集画面を示す。
Webアプリはサーバから提供され，アドレスを指定することでブラウザからサーバへアクセスすることで使用することができる。「新規」ボタンをタップすることに日本産業技術教育学会九州支部論文集 第25（2017）69〜74

起動画面

編集画面

Local Storage（自動保存）

図 3 保存処理の概略図より，付箋を生成することができ，付箋を選択した状態
で各色のボタンをタップすると付箋の色を変更することができる。生成した付箋はダブルタップすることで文字を入力することができ，フォーカスを外すと付箋に入力したテキストがHTMLとして表示される。付箋はドラッ
グにより移動可能で，自由に配置することができる。付
箋にタップすると縁が付き，選択状態となり，「削除」
ボタンをタップすることで選択した付箋を削除することができる。また，「全削除」ボタンをタップするとすべての付箋等の情報を削除することができる。さらに，「線追加」により横線を引くことにより付箋と横線で分類された2階層の木構造表現との統合を図った。
画面下部には，「作文スペース」と呼ぶ文書編集用
テキストボックスを設けており，付箋をここにドロッ
プすることで付箋内のテキストをそのままこの作文
スペースに挿入することができる。ドロップ後は，元の位置に自動的に戻るよう設定している。また，「△」
および「▽」ボタンは，この作文スペースの上下方法の拡大・縮小および非表示と表示を兼ねており，作文
スペースを自由に広げることができる。
この付箋と作文スペースによって，付箋で全体の構成を考えた後，作文スペースにその順序を考えながらドロップし，助詞や接続詞等を補って文章を編集させることを想定してこのような機能に設定している。
付箋，横線，作文スペース等は，その位置や大きさ，色，テキスト等がドラッグやドロップ等の様々なイベントが発生する度，Local Storageと呼ばれるWebブラウザ内の記憶スペースに保存しており，「保存」ボ
タンをクリックすることで，このLocal StorageのデータがサーバのデータベースへjQueryのAjaxを用い- 71 -て転送され，サーバ側のRDBMSであるMySQLにPH
Pを介したSQL言語で更新・保存される。当然，図1に示す利用番号毎に保存されているので，中断後もその番号をクリックすることで中断した状態に戻って，作文を続けることが可能である。この概略を図3に示す。

３．Web アプリの試行実験について
平成29年9月5日に教員を含む教育学部生・大学院生6名を被験者として開発したWebアプリの試行実験を行った。予め作成した114字の文章とそのアウト
ラインである付箋と同じものを作成させる課題を提示し，操作性に問題がないか実験をした。試行実験は①付箋に書き込む内容や作成する文章を指定し，作成するまでの時間（実験入力と略す）を計測した。また，比較として②文章のみを作成する（直接入力と略す）
までの時間も計測した。なお，タブレットには，iPad Airを利用し，文字入力は児童の利用を想定17)して，手書き入力アプリ（MyScript Stack）を利用した。
900

実 800
験
入 700
力
（ 600
秒 500
）

相関係数：0.64

400

y = 2.9847x + 24.926

300
120

170

220

直接入力（秒）
図 4 実験入力と直接入力の散布図と相関関係

図4の散布図は，縦軸を①実験入力（秒）とし，横軸を②直接入力（秒）としている。①と②の相関係数が0.64と高い値を示しているため，正の相関があると推測できる。また，最小二乗法の傾きが約3を示すことから，Webアプリを使うことにより直接入力する時間の約3倍の時間がかかることが推測できる。

きがあったため制限ではなく目安とし，被験者毎に構
想時間，文書作成時間の記録を取らせた。

５．比較試行の結果と考察
表1に事前・事後アンケートの質問内容と5件法の平均を示す。

４．Webアプリと付箋の作文試行について

表 1 事前・事後アンケートの内容と平均

本Webアプリを用いて作文をするにあたって操作性や機能に問題がないか検証するために，本Webアプリを用いたKJ法による作文（以下，ア作文と略す）と通常の紙ベースの付箋を用いたKJ法による作文（以下，付作文と略す）の比較を行った。

番号

作文は好きですか

2.55

PQ2

作文に自信がありますか

2.45

PQ3

作文は下書きやメモ書きをしてから原稿用紙に書き始めますか

3.64

PQ5

事
前
ア
ン
ケ
ー
ト

PQ6
PQ7
PQ8
PQ9
PQ10
PQ11
PQ12

図 5 試行授業の流れと予定所要時間

AQ2
AQ3

平成29年10月24日に教育学部生11名を被験者として，図5に示す流れで試行授業を行った。なお，タ

事
後
ア
ン
ケ
ー
ト

ブレットには，前章の試行授業と同じくiPad Airと手書き入力アプリを利用した。
構想時間と文書作成時間は目安であり，試行授業
中に変更が可能となるよう，原稿用紙回収時間を長

AQ4
AQ5
AQ6

めに確保した。
AQ7④では被験者に馴染みの無い手書き入力に慣れるために，また⑤ではアプリの操作や機能に慣れるため

AQ8に練習を行った。さらに，思考ツール（KJ法はこの思

平均

PQ1

PQ4

①事前アンケート（5分）②研究趣旨の説明（5分）③試行授業の説明（5分）④メモを用いた手書き入力の試行（5分）⑤アプリの試行（10分）⑥第１回作文（20分）「これまでの大学生活で頑張ったこと（200字程度)」
構想 5分、文書作成10分
原稿用紙回収（5分）⑦第２回作文（20分）「将来の夢に向けてこれから頑張りたいこと（200字程度）」
構想 5分、文書作成10分
原稿用紙回収（5分）⑧事後アンケート(10分）
計80分

質 問

パソコンのタイピングに自信があり
ますか
MS-Word を用いた文書編集に自信がありますか
スマートフォンの操作に自信がありますかスマートフォンの文字入力に自信がありますか
メールや SNS でメッセージをやりとりすることは楽しいと思いますか
タブレットの使用頻度はどうですか
紙（ノートも含む）と筆記用具の使用頻度はどうですか
スマートフォンのかな漢字変換機能を利用して漢字を確認しますか
スマートフォンの Web ブラウザでわ
からない語句を検索しますか
付箋を用いて作文をしたことは，簡単でしたか。
このアプリを用いて作文をしたことは，簡単でしたか。
付箋を用いることで，文章が書きやす
くなりましたか。
このアプリを用いて作文をしたこと
は，文章が書きやすくなりましたか
タブレットの手書き入力は，使いやすかったですかこのアプリの操作は使いやすかった
ですか
このアプリは，小学校国語科の作文指導に使えると思いますか

3.27
3.18
3.36
3.00
4.09
1.82
4.18
4.18
4.36
4.00
3.64
3.73
3.45
3.27
3.27
3.64

考ツールに含まれる。）は訓練するほど向上する18)の表2 作文方法別の文書作成時間平均

で，繰り返しの学習効果により操作性に影響を与えないよう考慮して，⑥，⑦では被験者を半数になるよう

作文方法

文書作成時間平均（分）に分けた。片方の群を⑥付作文⑦ア作文，もう一方を

ア作文

9.82

⑥ア作文⑦付作文の順で行った。また，構想時間，文

付作文

7.18

書作成時間ともに時間制限を設けたが，進度にばらつ- 72 -

日本産業技術教育学会九州支部論文集 第25（2017）69〜74

番号

評価 1

評価 2

付作文

ア作文

PQ1

0.17

-0.25

0.42

0.54

PQ2
PQ3

-0.16
0.48

-0.12
0.45

0.14
0.04

0.22
-0.19

PQ4
PQ5

0.06
-0.12

0.13
-0.08

0.24
0.59

0.25
0.52

さらに，ア作文と付作文の文書作成時間に差があるかどうかについてt検定を行ったところ，有意差が認められた（t=-4.704，df=10，p<.05）。これは試行授
業中に数名がア作文の作文完成後に文章を推敲していたことやPQ9に示すようにタブレットの操作経験がないことによる入力操作や編集操作の習熟度が原因であろうと考察する。

PQ6
PQ7

-0.16
0.31

-0.53
-0.37

-0.24
-0.51

0.15
0.00

AQ9 自由記述（アプリ作文に関する記述のみ）

PQ8
PQ9

0.31
-0.36

0.01
-0.09

0.43
-0.29

0.24
-0.17

PQ10
PQ11

-0.33
0.05

-0.42
0.21

0.46
-0.14

0.37
-0.59

PQ12

0.09

0.69

-0.35

-0.76

AQ2

0.10
-0.26

-0.11
-0.11

0.13
-0.12

0.61
0.28

-0.06
-0.41

-0.04
-0.21

-0.24
0.00

0.02
0.22

-0.14
0.00

0.13
0.09

0.19
-0.57

-0.52
-0.43

0.67

0.20

-0.11

-0.51

表3 評価結果および作成時間との相関係数

AQ3
AQ4
AQ5
AQ6
AQ7
AQ8

・2 本押しでのカーソル移動があまり認識されないので、ここは改善してほしい。
・作文スペースは付箋が常に見える位置にあるとよいと思う。
・アプリで文字の記入や付箋の操作をするときの誤作動（行いたい操作と裏腹に異なるページに移動した
り、ページ全体が拡大したり）があった。

試行授業の所要時間は，予定と大幅に変更は行わな
かったが，構想時間及び文書作成時間を状況に応じて延長した。表2に作文方法別の文書作成に要した所用
時間の平均を示す。構想時間については，付作文およびア作文のいずれも5分間と設定した。
評価規準を作成して，作成された作文を教育学部生
4名に10点満点で採点してもらいその平均を算定し，アンケートの各質問との相関係数を求めた（表3参照）。
なお，表中の「評価1」は，第1回作文の評価との相関であり，「評価2」は，第2回作文の評価との相関であることを示す。さらに，付箋作とアプリ作の文書作成
時間と各質問との相関についても算定した（表3参照）。
相関係数の絶対値が0.5以上については，相関関係が認められるものとして灰色で塗りつぶしている。
結果の分析は統計パッケージソフトIBM SPSSとMicrosoft Excelを用いた。作文方法の操作感を表す
AQ2，AQ3に差があるかどうかについてt検定を行ったところ有意差は認められなかった（t=1.174，df=10，
p>.05）。また，作文方法による文書作成の容易性を表すAQ4，AQ5に有意差があるかどうかについてt検定を行ったところ，有意差は認められなかった（t=0.820，df=10，p>.05）。これらのことより，本Webアプリは操作感と文書作成の容易性において付箋と同等であることが示唆された。
また，AQ8の平均が3.64と比較的高い値を示したことから，本Webアプリは小学校国語科の作文指導に使用しても差支えないことが示唆された。

- 73 -

自由記述では，iPad特有のUIである2本指でのカー
ソル移動が特に難易度が高いとの感想があった。iPh
oneは長押しによるカーソル移動となっており，被験者は2本指によるカーソル移動にはまったく慣れていないと推察する。この点については，今後検討する必要がある。
また，ア作文の操作感と文書作成の容易性を表すA
Q3，AQ5の関係を見るために，相関分析を行った。
その結果，強い正の相関が認められた（r = 0.84）。
このことから、Webアプリの操作性が向上すれば、容易性も向上することが示唆され、上記にある操作性の課題を優先的に解消する必要があると考える。

６．結言
本研究では，小学校における作文支援教材を
HTML5やjQuery等の言語を用いて多種類のタブレ
ットに対応するWebアプリとして開発した。本Web
アプリは，作文指導におけるKJ法を想定した付箋紙の操作と文章編集機能を備えたものである。タブレッ
トの手書き入力と併用して大学生に試行したところ，付箋紙と筆記用具を用いたグループと本Webアプリを用いたグループとで事前・事後アンケートにより分析した。結果，本Webアプリと付箋紙では操作性や難易度で有意差が認められなかった。よって本Webアプ
リは操作性や難易度は小学生対象にしても十分可能であることが示唆された。ただ，事後アンケートの自由記述にあったように2本指の操作については，さらに検討する必要がある。
今後は教育現場で授業実践を行うために，本Webアプリの利用を想定した指導計画を策定し，事前・事後
アンケート等によりその有効性を検証したい。

参考文献
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as a follow-up strategy to learning from texts:
what characterizes good and poor mappers,
Instructional Science, 36-1,（2008）, 53–73

Abstract
In consideration of application software assumed to be used in an ordinary classroom at elementary school,teaching materials, to support creative writing lesson as a web application that operates on a web page inorder to deal with various kinds of tablets were developed. This application provided the functions of sticky
notes manipulation and sentence editing, assuming the KJ method to support concept construction on thecomposition process. Its features realized 2D representation and tree structure representation by rectangle
and ruled line. It was tried to undergraduate students in addition handwriting input method on tablets. As
a result, when the evaluation result and the creation time were compared between the group using the
sticky notes and the writing instruments and the group using this web application, it was found that thegroup using web application was somewhat inferior to the creation time, but the operability was comparable
equal to the group using the sticky notes and the writing instruments, it was also shown that it could beapplied to elementary school.
Key words : Web Application, Tablets, Creative Writing, Development of Teaching Materials- 74 -

日本産業技術教育学会九州支部論文集 第25（2017）75〜80

小学校での利用を想定したタブレットによるテキスト型プログラミング教育の試行
A Trial of Text-based Programming Education by Tablets
Assuming Use at Elementary School
水門 博一*

藤金 敏希**

瀬尾 佳良*

白石 正人***

Hirokazu MITO*, Toshiki FUJIKANE**, Yoshifumi SEO* and Masato SHIRAISHI****Master Course Student, Graduate School of Education, University of Teacher Education Fukuoka**Undergraduate Student, Faculty of Education, University of Teacher Education Fukuoka**Faculty of Education, University of Teacher Education Fukuoka
新小学校学習指導要領において，小学校におけるプログラミング体験とプログラミング的思考の育成が必修化された。しかしながら，普通教室での利用，すなわちタブレット等を用いたプログラミング教育については，
ほとんど実践されていない。本論文では，タブレット（iPad 等）で利用可能な既存のプログラミング開発環境から児童でも対応可能なテキスト型プログラミング開発環境（Apple 社製 Swift PlayGrounds）を選定した。
その環境で動作させる教材を開発した上で，大学生を対象に小学校の総合的な学習の時間を想定した試行授業を行った。その結果，プログラミング課題の達成状況と事後アンケートの自己評価から，事前指導を十分に実施すれば，児童に対してもプログラミング教育が十分可能であることが認められた。
キーワード：タブレット，テキスト型プログラミング開発環境，小学校，総合的な学習の時間

１．はじめにる携帯性に優れた高機能な情報端末が導入され，普通教室において特別の施設・設備を必要とせずに教育利用可能であるだけでなく，児童の興味・関心を高める
学習効果が期待されている8) 。しかし，プログラミン
グ教育においてもタブレットを用いた授業を行うことは可能であるものの，それについて詳しく検証されたものはほとんどない。
平成27年に文部科学省委託事業として発行された『プログラミング教育実践ガイド』9) によると，複数の小学校においてプログラミング教育の実践が行われている。しかし，新学習指導要領に示される「プログラミング的思考の育成」を目標にタブレットを用いた実践は，ほとんど行われていない。
本研究では，タブレットを用いて小学校でのプログ
ラミング教育を行うことを想定し，利用可能なプログ
ラミング開発環境や小学生に対する難易度等について検討した。取り扱う教科については，プログラミン
グ教育の内容が既存の教科の枠内で捉えにくいと考え，「総合的な学習の時間」を想定したプログラミン
グ教育の学習内容を構想した。
まず，複数のプログラミング開発環境からタブレッ
トにおいて利用可能であることを前提として調査した。その中から現状で最適と考えられるプログラミン
グ開発環境を用いた学習指導案を作成した。その学習指導案に基づいて大学生を対象に試行授業を行い，アンケートによって教材や授業内容等を評価することとした。

平成28年4月の第26回産業競争力会議において，小学校におけるプログラミング教育の必修化に向けた検討を行うと発表された 1) 。それを受けた中央教育審議会の答申 2) において，小学校での「プログラミ
ング的思考」を育むプログラミング教育を行うことが決定し，平成29年3月に改正された小学校学習指導要領 3) （以下，新学習指導要領と略す。）の総則において，「児童がプログラミングを体験しながら，コン
ピュータに意図した処理を行わせるために必要な論
理的思考力を身に付けるための学習活動」を計画的に実施することが盛り込まれた。
小学生を対象にしたプログラミング教育に関する研究について，原田ら 4) は東京都の小学校における放課後の課外活動の実践として，ビジュアル型プログ
ラミングシステム「ビスケット」を用い，プログラミ
ング教育を行った成果が報告されている。しかし，その他の先行研究を含め，小学生を対象にしたプログラ
ミング教育を実践しているものは少なく，特に教育課程の中で「授業」として実践されているものはごく僅かであった 5)-7) 。
一方，学校現場においても，タブレットに代表され(2017 年 10 月 26 日受付，2018 年 1 月 5 日受理)
*福岡教育大学大学院生**福岡教育大学教育学部生***福岡教育大学教育学部
2017 年 10 月 第 30 回九州支部大会にて発表- 75 -

２．プログラミング開発環境について
2.1 プログラミング開発環境の選定
小学生を対象にする点，また非専門家である教員にも使いやすく，授業準備に対する負担を極力減らす点を考慮し，複数のプログラミング開発環境を検討した。表1に検討したプログラム言語およびその開発環境の比較を示す。また，各プログラム言語で「信号機のプログラム」（一定時間経過すると青信号，黄信号，赤信号に変化するプログラム）を作成し，そのプログラミングの難易度も比較検討した。また，ブロック等を積み上げながらプ
ログラミングするタイプのプログラム言語をビジュアル
型プログラム言語と呼び，それを（V）と表記した。また，命令をテキストで入力するタイプのプログラム言語をテ
キスト型プログラム言語と呼び，（T）と表記している。
「Scratch」と「ことだまon Squeak」以外は，テキス
ト型プログラム言語である。なお，ここで対象としたタ
ブレットは，iOSやAndroidOSを搭載したもののみとした。その理由としてはこの二つでシェアが80%を超える
10)こと，Windows OSのタブレットは，タブレット単独での操作性に難点があり，その利用にはキーボードを前提としていること等の理由から除外している。
表1に示した5種類のプログラム言語が現状小学生でも対応可能だと考えた。過去の授業実践例や難易度評価
からそれらを選定した。現状ではタブレットで利用可能なものは「Processing for iOS」と「Swift PlayGrounds」
が挙げられる。「Scratch」については，「ScratchJr」というアプリケーションソフトウェア（以下，アプリと略す。）がAndroidOSまたはiOS搭載のタブレットで利用可能であるが，かなり機能が限定されており，アルゴ
リズム3要素のうち「分岐」の命令がないことから除外した。また，「Processing for iOS」についてはiOS搭載のタブレットで利用可能であるが ，これについても「Processing」に比べて，ライブラリなどの外部ファイ
ルが参照できないなど，かなり機能が限定されるといった問題が多く，強制終了するなどのバグも多かったので除外した。以上の点から，本研究においてはSwift
PlayGroundsを用いることとした。
さらに，タブレットの選定については，AndroidOSを搭載したタブレットに比べ，種類が少なく，操作環
境の再現性を確保できると考えられる点から，iOSを搭載するiPadを利用タブレットとして選択した。
2.2 Swift PlayGroundsについて
Swift PlayGroundsは，2016年9月にApple社よりリリースされたプログラミング教育のためのアプリである。使用言語はSwiftをベースとしているものの，特有のユーザーインターフェースの面から，コーディ
ングはほぼ不要である。図1にSwift PlayGroundsの操作画面を示す。図中①に示す部分が実行画面で，②が コ ー デ ィ ン グ を 行 う 画 面 で あ る 。 Swift
PlayGrounds特有のユーザーインターフェースとは
図中③に示す部分で，タイル状に示される単語を選択してコーディングを行うことができるため，基本的にはキーボードを用いたタイピングは不要である。

①

表1 各プログラム言語の比較プログラム言語

対応 OS

タブレット
対応状況

Scratch（V）

ウェブアプリケーシ
ョン（Flash 利用）（ScratchJr）△

ことだま onSqueak（V）

Windows，Mac OS
X×Windows，Mac，
ドリトル（T）
Linux，
ラズベリーパイ
Windows，Linux，Processing（T）
Mac OS X（Processing for iOS）
Swift PlayGrounds（T）

iOS（iPad のみ）

②
×

△

③

○
図1

- 76 -

Swift PlayGroundsの操作画面

日本産業技術教育学会九州支部論文集 第25（2017）75〜80

３．試行授業3.1 第1回試行授業
Swift PlayGroundsをプログラミング環境として選定し，授業を構想し，学習指導案を作成した。それを基に，大学院生1名と教育学部生4名の計5名に対し，
平成29年1月5日に第1回試行授業を行った。なお，被験者にはプログラミング課題に作成させる前に，Swift PlayGroundsの基本的な操作方法，各プログラミ
ング課題の説明を行った。
被験者に作成させたプログラミング課題は3種類で，アルゴリズムの3要素の中から「順次」と「分岐」を取り入れた課題を構想した。「順次」の課題は円を複数出力し，アニメのキャラクターを作るものである。
「分岐」の課題は入力した数値によっておみくじの「大吉」または「小吉」と出力するものが1種類，最後に乱数を発生させ，それによって「大吉」，「中吉」
または「小吉」を出力するものを設定した。
3.2 第2回試行授業
第 1 回試行授業の後，被験者からの指摘を基に学習指導案の改善を行い，第 2 回試行授業を行った。まず，被験者へのプログラミング課題について，
「反復」
を追加し，
アルゴリズムの 3 要素をすべて含む 4 課題を設定した。
図 2 にプログラミング課題①の作成画面を示す。

図2 プログラミング課題①の作成画面
プログラミング課題③（合計 25 点）

表 2 修正した授業計画
配
時

(

一
次
1
時
間

教師の主な手だて・iPad の基本的な操作方法と注意事項
・Swift PlayGroundsの基本的な操作方法

・効率よく課題を作成することができるよう，選択肢から選ぶ方法を徹底させる。
・プログラミングは順番に実行されるという「順次」の基本について，例を提示して説明する。

)

指導内容

(

二
次
2
時
間

)
(

三
次
2
時
間

・アルゴリズムの 3 要
素・「順次」の重要性と失敗例・「順次」を取り入れた
課題①の作成・「反復」を行う簡単な例題の作成
・「反復」を取り入れた
課題②の作成

)
(

四
次
2
時
間

・if 文の意味と構造
・「分岐」を取り入れた
課題③，課題④の作
成〇基礎点（の部分，計 25 点）
・4 行目の if 文を正確に記述できているか。
（8点）＜分岐＞【内訳】(1)if 文を使えているか。
（2 点）(2)条件式を適切に記述できているか。
（4 点）(3)｛｝を適切に記述できているか。
（2 点）
・7 行目の else 文を正確に記述できているか（7点）＜分岐＞【内訳】(1)条件式を記述せずに else 文を使用できているか。
（5 点）(2)｛ ｝を適切に記述できているか。
（2 点）
・5 行目，8 行目の then 節は条件式に合った内容であるか（各 5 点）

・プログラミング的思考力を養成することができるよう，
ペアでプログラムを紹介させる。
・外国語の学習活動
や内容と関連付けて「if 文」の説明を行う。

)

図3 プログラミング課題と評価基準の一部- 77 -

表 3 事後アンケート概要

600

番号

内容

質問形式

540

問 1-1
問 1-2
問 1-3
問 1-4

課題①は完成しましたか？
課題②は完成しましたか？
課題③は完成しましたか？
課題④は完成しましたか？
今日の授業を通して，プログラ
ミングへの興味・関心は増しましたか？
今日の授業を通して，簡単なプ
ログラミング（円などの簡単な図形を表示するようなプログラミング）を行う自信がつきま
したか？
Swift PlayGrounds の使い心地は良かったですか？
もし Swift PlayGrounds の使
いにくかった点があれば記入してください。
iPad の使い心地はどうでしたか？
もし iPad の使いにくかった点があれば記入してください。
Swift PlayGrounds を小学校のプログラミングの授業で試しに使ってみたいと思いましたか？
今日の試行授業を通して，タブレットを使ってプログラミン
グする自信がつきましたか？
今日の試行授業を通して，思ったこと，気づいたこと等があれば自由に記述してください。

5 件法
5 件法
5 件法
5 件法

480

問2

問3

問4
問5
問6
問7

問8

問9

問 10

420

時間[s]

360

5 件法

300
240
180
120
60
0
F

5 件法

G

H

I

J

K

L

M

N

O

被験者

5 件法

プログラミング課題①

プログラミング課題②

プログラミング課題③

プログラミング課題④

図4 第2回試行授業における課題作成時間
自由記述
また，プログラミング課題の追加に伴って学習指導案を修正した。修正した学習指導案の概要（授業計画）
を表2に示す。また，プログラミング課題に「正答」を設け，得点化するために評価基準を作成した。作成
した評価基準の一部を図3に示す。さらに，事前・事
後アンケートにも一部修正を加えた。修正後の事後アンケートの概要を表3に示す。
以上の点を改善し，第 1 回試行授業の被験者を除いた学部学生 10 名に対し，平成 29 年 1 月 10 日に第 2 回試行授業を行った。

5 件法
自由記述

5 件法

5 件法

４．結果と考察
4.1 結果
第 1 回試行授業の後，改善を行った点，また第 1 回試
行授業の被験者が少なかった点から，結果と考察については主に第 2 回試行授業について述べる。

自由記述

表 4 第 2 回試行授業における被験者毎の課題作成時間と達成状況
端末
端末 No.
被験者
使用スマートフォン
時間[s]
プログラミ
評価[点]
ング課題①
評定
時間[s]
プログラミ
評価[点]
ング課題②
評定
時間[s]
プログラミ
評価[点]
ング課題③
評定
時間[s]
プログラミ
評価[点]
ング課題④
評定
時間[s]
評価[点]
合計
評定

3
F
i
330
25
5
420
25
5
450
25
5
570
22
5
1770
97
5.00

iPad Air
4
5
G
H
i
A
415
315
25
25
5
5
237
169
25
25
5
5
285
330
25
25
5
5
235
284
25
25
5
5
1172
1098
100
100
5.00
5.00

6
I
i
350
25
5
129
25
5
225
25
5
390
24
5
1094
99
5.00

7
J
i
330
25
5
240
25
5
510
25
5
330
25
5
1410
100
5.00

- 78 -

8
K
i
288
25
5
280
25
5
180
25
5
225
25
5
973
100
5.00

iPad Air 2
9
10
L
M
A
i
377
461
25
25
5
5
185
300
25
25
5
5
296
268
25
25
5
5
173
230
25
25
5
5
1031
1259
100
100
5.00
5.00

11
N
i
390
25
5
300
25
5
510
25
5
570
25
5
1770
100
5.00

12
O
i
600
23
5
300
25
5
390
25
5
570
16
4
1860
89
5.00

平均
386
24.80
5.00
256
25.00
5.00
344
25.00
5.00
358
23.70
4.90
1344
98.50
5.00

日本産業技術教育学会九州支部論文集 第25（2017）75〜80

表 5 事前・事後アンケート（5 件法）の平均値
No
問い
平均 相関

第2回試行授業における被験者毎の課題作成時間と達成状況を表4に示す。また，課題作成時間を被験者毎に比較したグラフを図4に示す。表4に示す「評価」
は第2回試行授業で用いた評価基準を基に算出し，それを基に5段階で評価したものを「評定」として算出した。なお，「評価」に関しては各課題25点満点で採点を行い，4種類の課題合計の評価は100点満点となる。また，「使用スマートフォン」の「i」とはiPhone
を，「A」とはAndroidOSを搭載したスマートフォンを指す。
4.2 考察表 4 に示す通り，「評価」に関しては被験者のほぼ全員が満点の評価であったため，主に作成時間について考察を行う。
まず，
第 2 回試行授業における課題作成時間と，
アンケート結果との相関性を検証した。相関性はMicrosoft 社の Excel 2013 を用い，
「CORREL 関数」によって相関係数を算出することによって求めた。第 2 回
試行授業における課題作成時間と，5 件法で行った事前・
事後アンケート結果との相関性を検証した。相関係数は-1.0～1.0 の数値が算出され，その中から正相関について
は 0.5 以上，逆相関については-0.5 以下の数値が算出された質問項目について「相関性がある」とすることとした。算出した結果，特に相関性があると認められる質問
項目とその相関係数を表 5 に示す。
まず，表 5 より，相関性が強いと認められた項目に着目する。事前アンケートの問 6 より，「プログラミングに興味・関心がありますか」の評価が高い被験者ほど，課題作成時間が短かったことが分かる。次に，事後アンケートの問 2 より，試行授業を通して，プログラミングへの興味・関心が増した被験者ほど，課題作成時間が短かったと言える。
最後に，
事後アンケートの問 6 より，「iPadの使い心地が良い」と感じた被験者ほど，課題作成時間が短かったことが分かる。よって，実際に小学校で利用する際は，Swift PlayGrounds を用いたプログラミング教育を行う前に，iPad の使用に慣れた状態であることが望ましいと考える。
次に，相関性の低い質問項目に着目する。事前アンケートの中で，問 8 と問 9 についてはそれぞれ相関性が低いと認められた。よって，「プログラミングやタイピングへの苦手意識」は課題の作成時間には影響しないと考えられる。これは，Swift Play Grounds でソースコードを入力する際，命令そのものを入力するのではなく，表示された選択肢から選ぶというユーザーインターフェース
であったことが要因として挙げられる。このことから，
プログラミングやタイピングに馴染みがない小学生にとっても，
Swift PlayGrounds は有効であると考えられる。

- 79 -

6

プログラミングへの興味・関心

3.0

-0.76

事

7

プログラミングへの自信

2.0

-0.33

前

8

プログラミングは難しいか

4.9

0.26

9

タイピングへの自信

2.3

-0.24

1-1

課題①の完成

4.6

-0.54

1-2

課題②の完成

5.0

-

1-3

課題③の完成

5.0

-

1-4

課題④の完成

4.6

0.26

2

プログラミングへの興味・関心
は増したか

3.3

-0.66

3

プログラミングへの自信

3.6

-0.24

4

Swift PlayGrounds の使い心地

3.8

-0.20

6

iPad の使い心地

4.3

-0.77

8

小学校で試しに使ってみたいか

3.8

-0.47

9

タブレットでのプログラミング
への自信

3.1

-0.32

事
後

※表中の記号 - については，算定不能を示す。

最後に，事後アンケートの自由記述より考察を行う。
問 5 においては，Swift PlayGrounds の使いにくさが指摘された。
「キーボードが戻らない」という現象についてはバグだと考えられるが，その他の「else が選択肢に現れない」や「文節ごとに消える」といった指摘について
は，短時間の試行授業の中ですぐに慣れることができなかったためだと考えられる。実際に小学校で Swift
PlayGrounds を用いる場合は導入の段階で十分に慣れさせることが必要だと言える。
また，問 8 については肯定的な意見が多数を占めた。
児童の興味・関心を引くことができ，主体的に授業に取り組ませることができると予想されるだけでなく，選択肢から選んでプログラミングを行うことができるという特徴から，プログラミングの入門として使用するのに適しているという意見が多く。小学校におけるプログラミ
ング教育の教材として適しているという印象を持てたと考えられる。
以 上 の 点 か ら ， 導 入 段 階 を 充 実 さ せ ， Swift
PlayGrounds特有のユーザーインターフェースに慣れることができれば，興味・関心を持たせることができ，ソースコードを選択肢から選んで記入することができるSwift PlayGroundsは，小学校におけるプログ
ラミング教育に有効であると考察する。

５．おわりに本研究における試行授業では，Swift Play Grounds を用い，課題作成時間とアンケート結果との相関関係を考察した。また，アンケートの自由記述からも，小学校でSwift PlayGrounds を用いた授業は有効であると考える。

ただ，前述のようにアンケートの自由記述から，Swift
PlayGrounds にバグがあるなどの問題が見つかった。また，前述のように，「else が選択肢に現れない」や「文節ごとに消える」といった指摘には，短時間の試行授業の中ではすぐに慣れることができなかったと考察した。
よって，今後取り組むべき課題として，導入段階を充実させ，展開段階の課題作成時に不具合が生じない
ように学習指導案を改善し，授業を工夫することを挙げる。そうすることで課題作成時にバグを回避でき，
スムーズな課題作成が達成できるものと考える。

参考文献
1)

2)

3)

4)

首相官邸：産業競争力会議開催状況,http://www.
kantei.go.jp/jp/singi/keizaisaisei/skkkaigi/kais
ai.html，(2017年10月23日確認)，(2016)
文部科学省：幼稚園，小学校，中学校，高等学校及び特別支援学校の学習指導要領等の改善及び必 要 な 方 策 等 に つ い て （ 答 申 ） ,http://www.
mext.go.jp/b_menu/shingi/chukyo/chukyo0/tou
shin/1380731.htm,(2017 年 10 月 23 日 確 認 ) ，(2016)
文部科学省：小学校学習指導要領，http://www.
mext.go.jp/a_menu/shotou/new-cs/13846
61.htm, (2017年10月23日確認), (2017)
原田康徳他：公立小学校の課外活動における非専門家によるプログラミング教育, 情報処理学
会誌, 55(8), (2014), 1765-1777
5) 佐藤和浩他：小学校におけるプログラミング活用の現状と課題，情報処理学会研究報告2005CE-78(9)，(2005)，57-63
6) 森秀樹他：Scratchを用いた小学校プログラミン
グ授業の実践～小学生を対象としたプログラミ
ング教育の再考～，日本教育工学会論文誌，344，(2011)，387-394
7) 山本朋弘他：小学校でのプログラミング学習における中学校技術科教員との 共同指導による段階的な課題設定の一考察,日本教育工学会論文
誌,40(3),(2016),175-185
8) 文部科学省：教育の情報化ビジョン，http://www.
mext.go.jp/component/a_menu/education/micr
o_detail/__icsFiles/afieldfile/2017/06/26/13054
84_01_1.pdf，(2017年10月23日確認)，(2011)9) 文部科学省：プログラミング教育実践ガイド，
http://jouhouka.mext.go.jp/school/pdf/program
ing_guide.pdf，(2017年10月23日確認)，(2015)10) 佐藤岳大：2016年度国内タブレットシェアはApple，Huawei，ASUSの順に，https://pc.watch.
impress.co.jp/docs/news/1061587.html ， (2017年10月23日確認)，(2017)

Abstract
On new course of study, fostering programming experience and logical thinking as programming became toobligatory contents at elementary school. However, practical use in the ordinary classroom, that is,programming education using a tablet etc., has not been practically practiced. A text-based programming
development environment (Swift PlayGrounds made by Apple), that can be handled by children, selectedamong some existing programming development environments available on tablets (iPad etc.). A trial, usingdeveloped teaching materials to operate in that environment, put into practice to undergraduate students
assuming the class as the Period of Integrated Study at elementary school. As a result, from the achievement
status of the programming task and the self-evaluation of the after questionnaire, it was showed that
programming education was sufficiently possible for children if preliminary guidance was sufficiently
implemented.
Key words : Tablet, Text-based Programming Development Environment, Elementary School, The Period ofIntegrated Study- 80 -

日本産業技術教育学会九州支部論文集 第25（2017）81〜87

PICh

を用

正弦波生成

土壌水分計測適用

関検討

AhSinusoidhGeneratorhusinghPIChandhitshApplicationhtohSoilhMoisturehMeasurement
武藤浩二 *

CosyhMUTO
FacultyhofhEducation,hNagasakihUniversity
平成 29h年 3h月公示 新
学習指導要領 示「
学習を踏
統合的 問題」 一例，圃
場 遠隔計測を考．土壌水分を電気的 計測
方法
TDRh法
法
，中学校 取 扱装置，簡易 測定法 必要
．本論文
，交流信号
土壌水分量
DAh変換器 生成方法を議論．試験土壌を用
簡易 測定法及
正弦波信号を PICh
出力 土壌水分量
室内実験 結果，提案
測定法 正弦波生成及信号処理 消費電流 1.62mAh ，明．
（pFh値） 一次関数的 相関を期待：土壌水分，交流，PIC，，R-2R DA，1.

電圧検出，pF 値

平成 29 年 3 月 公示
中学校学習指導要領技術・，生活 社会
問題を解決
家庭（技術分野）1)
活動 取 扱「第３学年 取 上
内容，
学習を踏
統合的 問題
内容（「A 材料 加工
扱
」 示
．4
変換 技
技術」，「B 生物育成 技術」，「C題材，例術」及 「D 情報 技術」）を統合
圃場 環境計測を考図1 示．
，圃場内 複数設置
圃場内複数地点 温度・湿度・気圧・土壌水分等 環
境を測定 ，測定
を無線
伝送
集積
，
網
PC 求
応
双方向
接続
を提供
．各
独立
自律電源 昼夜・天候 関
長期間継
続的 動作
，内部回路 低消費電力
必要
．
本論文 ，
構想
，
を対
象
．温度，湿度及 気圧
気象情報 ，
を複合化
集積回路
既等 容易 利用
市販，1．一方，土壌水分を計測
，
市販
，直流
例
文献 2)
導電度を測定誘電分極 影響を大
受
，正
測定法
．
3)
土壌水分 測定法，
を直接測定方法，土壌 電気特性（導電率及 誘電率）を測定
間接的 土壌水分量を測定
方法等 知
．前者 例
■
* （2017 年 10 月 16 日受付，2018 年 2 月 1 日受理）
* 長崎大学 教育学部

2017 年 10 月 第 30 回九州支部大会

発表- 81 -










図 1 圃場環境計測

，後者

PC









運用構想

例
時間領域反射法（TDR 法）4)
測定法 5), 6)．
，
簡易（pF 値）を直読
．
測定 目視
視覚的 行
，
撮影
画像を伝送
必要
．各
を配置 大
画像
を伝送
，消費電力及耐候性 点 現実的．TDR 法 土壌 挿入
電極
高周波信号を送出 ，
反射波形
土壌 電気的等価回路を求
水分量を推定，装置 複雑高価．
測定法 土壌 挿入
電極間 静電容量を測定 ，電極間土壌 誘電率
土壌水分量を推定方法．
TDR 法 同様 ，装置 複雑，TDR 法
測定法，
高価．TDR 法，
市販
装置
型
，
を考慮
．
，中学
採用
校用 教材
図 1 遠隔計測適切．
本論文，正弦波信号源を用
土壌を用を評価
簡易 方法を検討 ，PIC
低消費電力 正確 正弦波を発生
方法
を
2.
，市販
用
実験結果
述
．
安価 土壌水分問題点を示 ，正弦波交流信号を用
簡易計測法 概要を述
．次 3.
，PIC
を用
低消費電力正弦波生成R0 

Vi

Vo

C

図 3 簡易土壌水分測定

外観写真

(a)

G

原理

RB0

VCC
RB

2.2

交流信号を用

土壌挿入

土壌水分計測法

電極間

をY

β
Vo

表
．
G及 C ，
電極間
及 電極間容量，
土壌
中 水分量 対増加
．特 電極間容量（正確
電極間土壌 誘電率） 水分量
大
変化
知
，新
土壌水分計測法
注5), 6)．
目
正弦波信号電圧 Vi を基準抵抗 R0 及 電
図3
極間土壌
分圧 ，電極間土壌|Vo | を求
電圧 大

RE

VBE

(b)

内部回路 2)図 2 市販土壌水分法

方法を示 ．4.
有効性を考察

測定系統及
．

一例

実験結果を示，本手|Vo | = !

2. 簡易 土壌水分計測方法
2.1 市販問題点

安価 土壌水分を示
図 2 市販，出力電圧 Vo同図 (b) 内部回路
接地増幅率及・間電圧を
β 及 VBEVo =(1 + β)RE(VCC − VBE )(1 + β)RE + RB．

(1)

．式 (1)，RB
基板上 抵抗 RB0
電極間土壌抵抗 和．文献 2)
RB0 及 RE100Ω
，β100〜400程度 推定．
を用測定 土壌中 直流電界をを意味，
土壌中 物質 誘電分極（電気分解）を引 起．
計測
土壌 直流抵抗 誘電分極 影響を受 ，土壌水分量
相関 見7)．接地抵抗 測定 交流信号 行，直流信号を用
土壌水分量を評価
出力電圧 Vo
VBE
．
式 (1)
影響を受
，VBE 自身 −2mV/C◦ 程度 温度特性を持，
周囲温度 変化（日差・年
差） 対
補償を
．
土壌中 挿入異種金属対（例銅） 発生
起電力を（簡易 直流電流計）
示 水分計 称
市販
，同様
意味を
．
及

(2)

Y = G + jωC



1
2

(1 + R0 G) + (ωCR0 )

2

|Vi |

(3)

．式 (3)，|Vo | 土壌水分 多，乾燥
上昇．
計測対象土壌 特性を等
校正，簡易 土壌水分計測法
利
用
．
信号源
正弦波 代
矩形波
文 献 8)，
方法（VL = 0V, VH = 5V）を用• 矩形波信号自身 直流成分 残留，土壌中 誘電分極 影響を受
• 矩形波 奇数次高調波を多量 含，式 (3) 示
電極間
定
測定電圧
欠点を有
．実際，文献 8) 示
pF 値 関係
大
，上記
欠点 影響
．
，信号源
直流
成分を含
正弦波交流 望．

- 82 -

小

3.

PIC

を用

正弦波発生

3.1

正弦波発生

方式及

仕様検討

正弦波を発生方式• 正弦波発振回路，例
方法• Direct Digital Synthesizer（DDS）
生成•＋ DA 変換生成
方法を考．
正弦波発振回路
発振回路
Twin-T 発振回路
考
，屋外環境
使用
を考
周波数 振幅を正確 維持
難
．
，生成
正弦波 歪
検討 必要
．

日本産業技術教育学会九州支部論文集 第25（2017）81〜87

表 1 発振周波数








fi

候補（設置地域を特定

場合）

i =1
i =2
i =3
i =4
i =5
50Hz
60Hz 100Hz 120Hz 150Hz 180Hz 200Hz 240Hz 250Hz 300Hz
54.7Hz 77.4Hz 110Hz 134Hz 164Hz 190Hz 219Hz 245Hz 274Hz

水晶発振回路基準
正確 正弦波を発生，消費電流 数十 mA
非常 大，低消費電力 計測
実現 困難
1
DA 変
．
，本研究
換器を用
．
本回路 屋外 昼夜 別
長期間動作
を
想定
，消費電力 極力小
要求
，1
自身 消
．電源電圧 3.3V
周辺回路 含2mA 程度費電流 1mA 以下，
以下 消費電流を目標．
1
PIC16F1827-I/P を用
PIC
拡張
呼
．
8
，従来品種
低消費電
DA 変換機能を有
，
力
特徴を有
．
5
精度
使用
言語
（Great Cow BASIC9), 10) ） DA 変換 実装
外部 DA 変換回路を構
使用
，PIC
成
．

255
(0xFF)

3.2 発振周波数 選定
発振周波数を選定
考慮要件 ，• 測定精度及 確度• 回路 消費電力• 電源周波数及
高調波
分離．
，前二者 互関係．
，分母平方根内 第 2 項目
式 (3)
十分大
（ωCR0 ） 第 1 項目（1 + R0 G）
正確 反映
電圧 |Vo | 土壌水分誘電率を，測定精度及 確度 高．
，発振周波数を高必要．一方，発振周波数を高電圧 |Vo | 大を小，AD 変換 分解能 影響を受．
測定精度及 確度を低下
．
，
周波数を高
，回路 消費電力 増加
．
3.1 述
低消
本論文 検討費電流を目標，発振周波数 低設定．
実際 発振周波数，商用電源周波数
高調波
離隔
必要．設置地域を限定
高調波周波数を場合，50Hz 及 60Hz{f
，表 1
"1 , f2 , f3 , . . .} (i = 1, 2, 3, . . .)fi fi+1 候補．50Hz 地域
60Hz 地域f0
限定
場合，発振周波数候補
電源周波数を"n(n + 1)f0 (n = 1, 2, 3, . . .)．60Hz 地域
範囲 85Hz，147Hz，208Hz，268Hz，，n = 5329Hz 発振周波数 候補．

- 83 -

���

DDS

128
(0x80) 0◦ → 88◦ 90◦ → 2◦

��

(0x01)
I
1
0

1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18

��
��
0◦ → 88◦ 90◦ → 2◦

��

II

III

90

180
����°

図4

正弦波生成要領

IV
270

360

主要部（Great Cow BASIC）

Do Forever
For i = 1 to 45 ’0 to 88 deg
PORTB = 128 + wave(i)Wait ts us
Next i
For i = 46 to 2 step -1 ’90 to 178
PORTB = 128 + wave(i)Wait ts us
Next i
For i = 1 to 45 ’180 to 268
PORTB = 128 - wave(i)Wait ts us
Next i
For i = 46 to 2 step -1 ’270 to 358
PORTB = 128 - wave(i)Wait ts us
Next iLoop3.3
基本的 動作 次：◦◦◦
PIC16F1827-I/P 汎用
上 ，0 〜90 を 2
区切
角度 対応
正弦関数 値を 0〜127
整数値 変換（LUT）を用意，第 I〜第 IV 象限 各象．
を図 4 示128（0x80） 演算（加算
減算）
限
PORTB 出力
，直流付
一周期分 正弦波を得 ．
を無限回，
連続的 正弦波を出力．
2◦ 間隔 正弦波を生成
，
各象限
PIC
汎用
（
変数
場合，
領域）上 LUT を構成
80
分割
品種
汎用
連続的 使用制約．
場合，
空 領域 EEPROM 領域 LUT を設
360 以上汎用
連続，
場合 0◦ 〜359◦ を 1◦ 間隔 区切

3.3[V]

4.0

0.1µ
1µ



3.0



2.0

0.1µ
20k

0.01µ

10k

20k

RB5

20k

U1 : PIC16F1827-I/P
U2 : OPA2344P

1.0



0.0
0

RB4

2

4


20k

10k

RB0

20k

10k

RB1




RB6

U1

20k

20k

10k

10k
10k

RB7

20k
RB2

10k

U2a

20k
RB3

[dBV]

正弦波生成回路発生
正弦波 周波数を自由可能性を生．
1 示 ．wave()
主要部を．Great Cow BASIC
配列変数 LUT，要素 1
0◦ ，要素配列要素 1 始46 90◦ 相当．Wait 文 PIC
周波数 応
発振周波数を表 1 候補 合
秒単位 指定
（
時間待
，ts
）定数
．



周波数
設定

0
-10
-20
-30
-40
-50
-60
-70

8

10

時間波形

(a)
図5

6




48.8dB

0

200

400


(b)

600
800
 [Hz]

周波数分析結果（FFT，
図 6 生成

1000

1200

窓）

正弦波波形

3.4 正弦波生成回路
簡単 構
正弦波生成回路を図 5 示 ．DA 変換
R-2R 型回路を用．
R-2R 抵抗成，個別部品 10kΩ 及 20kΩ 抵抗（
1% 級：同一
100 本入 袋
無選別 抽
出）を組合
構成
．
階段状 波形を滑を，DA 出力端 0.01µF（
場
挿入 ，R-2R 型 DA 変換 出力
遮断周波数 1.59kHz 低域通過
合 10kΩ）．DA
周波数 fs ，正（LPF）を構成，正弦波
弦波一周期（360◦ ）を 2◦ 毎 生成周波数を f0

fs = 180f0
表
表1
生成

(4)

．
発振周波数候補 最低値
54.7Hz を場合，
周波数 ，式 (4)9.846kHz．LPF 遮断周波数
十
分低
，
発振周波数
滑
正
R-2R 型 DA 変換回
弦波を出力．
路 抵抗間漂遊容量 蓄積
電荷 起因
出力変化
時
除去
．生成
直流
CMOS 演算付
正弦波 ，入出力 rail-to-rail
電圧
回路を通 ，1µF
増幅器 OPA2344P
直流を出力．
PIC16F1827 を電源電圧 3.3V，内蔵
2MHz
時 発振周波数
動作場合，ts 値 2163Hz．
表 1 示 候補 一 （164Hz）
自身 消費電流一致．
時 PIC
0.92mA，目標 消費電流条件を満示- 84 -．
周波数を 4MHz，8MHz 高
場．
合，消費電流を 1mA 以下
生成
正弦波信号 波形及 周波数分析（FFT）結，R-2R 型 DA 変換回路出力端
果を図 6 示 ．
及 直流
前 電圧
出力を
数値
（TBS1052B-EDU） 測定
11)
Igor Pro
再現，
解析
U2a 出力電圧 制約 12)，0V 及．
3.3V（電源電圧）近傍
出力端 波形 少，周波数分析結果 最 大
第3
高調波
基本波 対
−48dB 以上抑圧，
実用上差 支考．
高調波 少正弦波を生成，LUT 書，120
込ん
正弦関数 最大値を 127．
場合，正弦波 振幅
3.3/256 × 7 ≈ 0.0902 90mV 程度低下
，確実
OPA2344P 入出力電圧範囲内 収
．
使用
演算増幅器
，最大値を
小
必要
．

4.

検証実験及

4.1

測定系統及

考察
電極

測定系統を図 7 示 ．植木鉢（駄温鉢 7 号） 本学
農場
採取
試験土壌を入 ，電極を挿入．
（竹村電機製作所 DM-8 型），10mm×100mm 銅電極 図 8 示
を用
平棒（t = 1.5mm）を 10mm 間隔 対向．電極板 対向及 固定，10mm 長 樹脂製

日本産業技術教育学会九州支部論文集 第25（2017）81〜87R0 : 1kΩ
R0

3.3[V]




DMM
USB I/F(PC-20)

0.1µ
1M

47k
U2b



D2



測定系統全体図

U3b





3.3µ 47k

電圧検出回路

(b)
図7

測定系統

正弦波生成回路及
3.3V 電源 1.62mA

4.3

電極

電圧検出回路

式 (3)
示

電圧 大
を測定
，図 7(b)
電圧検出回路を構成．
U2b 電圧，後段 負電圧生
直流分 測定 影響を及対直挿入
．U4a 電圧流
電圧を与
中点電位生成回路 ，
直流を与
入力端子
間
1µF
を挿入
直流成分を
．
D1 及 1MΩ ，正弦波 負 半周期をU3a を保護
保護回路．U3a 及 U3b
淡黄色背景
構成
回路
（図 7(b)部分）
電圧検出回路．D2 半波整流
電圧を 3.3µF 及 47kΩ 平滑回路
を介
U3a
100%
，
を U3b 電圧
負帰還を
入力信号
電圧，
電圧 振幅を出力
．

実験及

結果

電圧検出回路
．

全消費電流

検討

実験 2017 年 8 月下旬，28◦ C 設定
空調を
，
を下
外光
温度上昇を抑実
験室内 実施
．鉢 底
水 出
試験土壌
指針
灌水 ，
乾燥過程 10 分毎
面写真
電極電圧を自動的 PC 取 込
を取得
．実験
限界
継
続 ，各時刻指針面写真を読 取．実験及 試験土壌植木鉢，乾燥状況を図 9 示 ．試験土壌を入を促進
竹 割箸を挿入．
竹 毛
細管を通
土壌水分を蒸散
．
取得
乾燥過程
土壌水分量
計測電
圧 経時変化を図 10 示 ．土壌水分量 対
電圧 対応
，
撮影
10 分毎
を切
，前回撮影
10 分後
を切 仕様
保存 終了
，
取 込
時刻 撮影時刻 一致．
時間 対
同図 (a)
指数関数的 変化考，同図(b)pF 値 経時変化 計算．pF 値
φ[kPa] 対数関数
表
，

及 樹脂製
を用
．
電極
信
号線 圧着端子
止
，
上
自己融着
及
絶縁
を巻
防水及 絶縁処置を．実際 土壌中 埋設
実効電極長 70mm
，電極表面
何 処理 施．
電圧
電圧検出回路及，（SANWA PC-20）を介（
C615） 撮影 ，計測
指針 Web
用 PC 取 込 ．

4.2



U3a
D1 1M

図8



0.1µ

1µ



(a)

U2, 3: OPA2344P
U4: OPA2336PA
D1, 2 : 1N4148

10µ

1µ

Web 
(C615)

Y = G + jωC

47k

U4a

PC







0.1µ

(5)

pF = log10 (−10.2φ)
定義
．
両図を見比

，pF < 1.0 時間領域
時間変化 対直線的 減少注1．
時間領域 ，重力考
土壌中 水分 植木鉢 下 抜 落
段階
考．
，pF > 1.0 領域
pF 値及
図 10(b)
電圧 経時変化 直線状 変化
見．
注1- 85 -

単位

負値

負値を
を示

．図 10(a)
．

右縦軸

，軸









測定系統全体

実状況

(b)
図9

30

440
400

20

360

10

320
280

電極及

3.0

$


500

2.0
400
1.0
300

0

及

電圧
図 10



0.0


0
1000
2000
3000
4000
 !" 

(a)

試験土壌，



# 

480

40

#




520

実験状況

$ 

(a)



0
1000
2000
3000
  "

経時変化

(b)

土壌水分及

仔細 変化 状況を見，pF 値 上 凸，
電圧
電圧 1 次関
下 凸
，pF 値
数 関係
，
近 相関を持推定．直流 重畳矩形波，pF 値 検出電圧 対応 大
を用
文献 8)
，
関数
的を得
．本実験 得両者 相関 ，先行研
究 比
現実的 結果．
実施，誤差 分散実験 1 回
程度
不明
．
，土壌
構
造・成分 施肥等 状態
電圧 大
変
容易 予測
．
，多数 実験を積重交流信号
土壌水分 簡易測定法 有
効性を検証
必要
．
一方，正弦波発生回路及電圧検出回路，1000mAh 級
全消費電流 1.62mA
期待
電池 約 600 時間（25 日間）連続動作
PC 伝送
無線回路
．
情報を
電流 流
，常時送信
送信時 数十 mA．送信電流 50mA 場合，10 分間
1 回，10 秒間 間欠送信
平均電流 0.83mA，電池 長期間運用．同様 正
弦波発生回路及
電圧検出回路
常時通
電
，間欠運用
，電源 対
要
求
緩
．間欠運用
連続運
用 同様
電圧特性 得
，

pF 値及

電圧

経時変化特性

検証

必要

電圧

4000
#!



経時変化

．

5.
本論文
，PIC
を用
正弦波生成 ，を用
土壌水分計測検討結果を示．
，交流
土壌水分計測 必要性を述 ，簡易
計測法
示．次 正弦波交流を生成
方
DA 変換
生成法を示 ，
法
，PIC
実回路
低消費電流 必要 信号純度 正弦波を得
．実験 結果，3.3V 電源 1.62mA
低消費電流 正弦波発生及信号処理を ，，
pF 値 一次関数的 相関を有
出力電圧を得．
今後 課題，• 最適 発振周波数 選定• 多数 実験を積 重
土壌水分簡易計測法 有効性検証（間欠運用 検証を含 ）• 自律電源 検討
•
PC
情報処理（
を利用
双方向性
を含 ）
検討
• 土壌水分量 表示形式
挙
．
課題を一
解決
実
際 圃場 使用
無線
を構築
，中学校
適用
早急 検討
必要

- 86 -

日本産業技術教育学会九州支部論文集 第25（2017）81〜87．
，工業高等学校，農業高等学校
等専門学校・大学
教材
展開 農業
検討
．

高
応用

謝辞
本研究 実施 当，本学卒業生 湯地雅一君及竹村嘉人君
実験及 一次処理を実施．
本学 鎌田英一郎助教
，土壌 関
用
語
校閲を頂
．
記
謝意を表
．

参考文献
1) 文部科学省：中学校学習指導要領, （2017）,
http://www.mext.go.jp/a_menu/shotou/new-cs/
1384661.htm （2017 年 8 月 28 日閲覧）
2) 例
https://www.dfrobot.com/product-599.html：最新土壌学, 朝倉書店, (1997), 101–107
3) 久馬一剛（編）4) 堀野治彦・丸山利輔：“TDR
土壌 体積含水率”，土壌 物理性，
電気伝導度 測定No.65，（1992）, 55–61

5) 宮本輝仁：“新土壌水分測定法 計画基準
反”, 農村工学研究所
第 16 号,
映 向（2011）, https://www.naro.aﬀrc.go.jp/nkk/mail_magazine/back_number/028469.html#zoom1
6) 宮本輝仁：“畑地灌漑計画基礎緒元 算定”, 農業農適用性
村工学会論文集, Vol.81, No.6, （2013）, 587–594
7) 大浦宣徳・関根 松夫：電気・電子計測，昭晃堂, (1992),
103–1048) 菊池拓巳：
作物 生育環境 計測・制御, 岩手大学大学院教育学研究科修士論文,（2010）,
11–16, http://hdl.handle.net/10140/3746
9) http://gcbasic.sourceforge.net/
10) 武藤浩二： “を用
1
実習教材”, 日本産業技術教育学会九州支部論文集,
Vol.19, （2012）, 183–187
11) http://www.wavemetrics.com/, http://12) Texas Instruments：OPA2344
www.ti.com/jp/lit/gpn/opa2344

Abstract

A wireless sensor network of firm environment measurement such as temperature, moisture, atmospheric pressure and soil
moisture is an example for “integrated subject” provided in the new Course of Study published in March 2017. For electronicsoil moisture measurement, TDR method and the capacitance sensor method are widely used. However, they are not suitable
for secondary school education mainly for their cost. In this paper, a simple soil moisture measurement using alternative
current signal made by a PIC micro controller and a DA converter is discussed. Experimental results demonstrate that PIC
based sinusoid generator and signal processing circuit work well with 1.62mA current consumption, and that sensor output
will be expected to have first order function relationship to soil moisture (pF value).
Keywords: Soil Moisture, Alternative Current, PIC, Lookup Table, R-2R DA Converter, Peak Voltage Detector, pF Value- 87 -

- 88 -

日本産業技術教育学会九州支部論文集 第25（2017）89〜96

教員養成課程における森林環境教育用カリキュラムの開発
Curriculum Development for Forest Environmental Education in A Teacher
Training Course
坂本裕美子*
Yumiko SAKAMOTO＊,

田口浩継**
Hirotsugu TAGUCHI***Graduate school of Education,**Faculty of Education,

Kumamoto University
Kumamoto University

本研究は，教員養成課程の学生が木や森林に対して興味・関心を高め，これらに関する知識や指導方法を獲得させるための森林環境教育用カリキュラムの開発を目的としている。K 大学教育学部教員養成課程において，木育に関連する授業を受講した学生に調査を行った結果，学生は「木育」という活動や指導方法に対して魅力を感じているが，教育実践への具体的な視点をもつまでには至っていないことが明らかとなった。
キーワード：森林環境教育，木育，教員養成課程，カリキュラム開発

１．はじめに日本の国土面積に占める森林面積は約 66％(森林率約7 割)であり，先進国の中では有数の森林大国である。それ故に，日本は太古より森林からの恵みを享受し，木の文化を築いてきた。そして，適切に管理された森林から伐採した木材を使用することは，更なる森林の整備に寄与したり，大気・水・土壌などの地球環境の保全に貢献したりする。しかしながら，近年，生活の洋式化や，代替品の進出に伴い，身近な生活用品から木材の利用が減少している状況にある。また，住環境の変化やプラスチ
ック製品の普及により，木製品もまた生活の中から著しく減少している。そして，木材の良さや使う意義について人々の認識が低い傾向にある１）。
そのような現状の中で，平成 16 年より北海道において発足した「木育推進プロジェクトチーム」が，木を子どもの頃から身近に使っていくことを通じて，人と，森や木との関わりを主体的に考えられる豊かな心を育てたいという想いから，「木育」という造語を生みだした２）。
今日では，政府や NPO 法人，多様な団体が「木育」を人々に広める取り組みを行っている。例えば，平成 18 年９月には，林野庁による「森林・林業基本計画」が閣議決定された。その計画の中で，市民や児童の木材に対する親しみや木の文化への理解を深めるため，材料としての木材の良さやその利用の意義を学ぶ教育活動を「木育」と呼称・推進することが明記された３)。

(2017 年 10 月 31 日受付，2018 年 2 月 1 日受理)
*熊本大学教育学研究科**熊本大学2017 年 10 月 第 30 回九州支部大会にて発表- 89 -

さらに，現行の小学校学習指導要領では４)，児童の自然事象に接する機会の減少が指摘され，自然についての体験的な学習活動や自然の不思議さや面白さを実感する
学習活動の充実が求められ幾つかの実践も見られる５）６）。
そこで，筆者らは，将来学校教育に携わる可能性の高い教員養成系大学・学部生を対象とし，①木や自然に対する興味関心を高める，②正しい知識を獲得する，③それらを授業実践へと結びつけられるなどを満たす森林環
境教育用カリキュラムの検討，開発を行った。
本報は，平成 28 年度，K 大学教育学部教員養成課程
において，「木育」に関連する授業を受講した学生を対象として調査を行い，調査結果の分析・考察を行った。

２．森林環境教育と木育の関係性「森林環境教育」は，平成 14 年度森林・林業白書の中で初めて国が明記した言葉であり，「森林内での様々な活動を通じて，人々の生活や環境と森林との関係について理解を深める」と定義されている７)。
一方，「木育」は，北海道庁が主導して進めた「木育推進プロジェクト(平成 16 年)」により提案された新しい教育であり，平成 17 年に木育の理念や木育を進めていくために必要な施策について，「『木育』プロジェクト報告書」として取りまとめられた。この報告書の中で木育
は，「子どもをはじめとするすべての人が木を身近に使っていくことを通じて，人と，木や森とのかかわりを主体的に考えられる豊かな心を育むこと」と記され，木育を通して心や人間を育てるとしている。
さらに「木育」は，様々な世代を対象とする活動であり，対象者によって，その内容が異なることから，段階的な取り組み(ステップ・バイ・ステップの取り組み)を行うことが大切である１）。具体的には，触れる活動，創る活動，
知る活動の３つの活動を段階的に進めることで，

様々な素質を持った人間を育むことができるとされている。つまり，「木育」は，木を身近に使うという活動の中に森林内での様々な活動をも包含しており，森林の環境特性を考慮したうえで，日常生活の中で取り組む点についてまで言及している。したがって，「森林環境教育」の一部は「木育」の中に包含されていると言える。

けることは初めてであり，教育実習も経験していない。

３．調査対象K 大学教育学部教員養成課程において，各学科で専門的に行われている授業を除くと，平成 28 年度，「木育」に関連した内容を扱っている授業は，「生活Ａ組/Ｂ組」(選択必修)（以下，「生活」）と，「保育内容の研究Ⅳ」(選択科目)（以下，「保育」）の２つであった。どちらの授業も複数の教員が数回ずつ授業を担当しているオムニバス形式を採用している。全 15 回の授業のうち，木育に関連する授業はどちらも２コマ(90 分×２回)であった。それぞれの授業概要は，以下のとおりである。
「生活Ａ組/Ｂ組」
・木を素材にしたものづくり教育の意義
・ものづくりや遊び方の工夫「保育内容の研究Ⅳ」
・幼児と木質環境
・幼児と森林環境

４．授業環境4.1「生活Ａ組/Ｂ組」
この授業の対象学年は１年次生で，選択必修の科目,受講人数が 216 人である。受講生をＡ組とＢ組の２つに分け授業が行われた。小学校学習指導要領生活科編（平成20 年告示）の内容「⑸身近な自然を観察したり，季節や地域の行事にかかわる活動を行ったりなどして，四季の変化や季節によって生活の様子が変わることに気付き，
自分たちの生活を工夫したり楽しくしたりできるようにする。
」や，「⑹身近な自然を利用したり，身近にある物を使ったりなどして，遊びや遊びに使う物を工夫してつ
くり，その面白さや自然の不思議さに気付き，みんなで遊びを楽しむことができるようにする。
」と関連している８）。
この授業の最大の特徴は，教育学部の教員養成課程の学生のほぼ全員が受講することから受講者数が多いことである。その人数の多さによる利点は，小学校教員養成課程，
中学校教員養成課程，
特別支援教員養成課程など，様々な校種，学科の学生が混在していることである。一
方で，活動を導入することが難しかったり，教室が広い
ため教室後方まで見通すことが困難である。そこで，本授業の授業者は，木に関するクイズを学生に投げかけ，挙手により回答させたり，特徴ある木（図１）を実際に学生に見せたりする工夫を行っており，学生が意欲的に授業に参加する様子が多く見られた。
なお，この学生らは大学で「木育」に関する授業を受- 90 -

図１ 授業内で学生に実際に見せた特徴ある木
4.2「保育内容の研究Ⅳ」
この授業の対象学年は３年次生で，選択科目,受講人数
が 52 人である。この授業は幼稚園教諭免許状取得のための必修単位となっており，幼稚園教育要領の「環境」に関連した内容となっている９）。具体的には，園舎の木
質化の意義や木製遊具・玩具の特徴について学ぶ。
また，
実際にルーペを用いて木片（木口面）を拡大して木の細胞を観察したり，木とプラスチックと金属のスプーンに目を閉じたまま触ったり息を吹きかけたりして，それらの材料の特徴（熱の伝導性や木の調湿作用）を感じたりする体験活動をおこなう。さらに，森の幼稚園などを紹介しながら，公園の樹木や林などでの活動の意義や実践例について学ぶ。
この授業の特徴は，受講人数が少ないことにより体験活動が充実していたことである。全員が実際に木のおもちゃに触れたり，
材質の異なるスプーンを比べたり，様々な体験を通して，木の良さや面白さを学ぶことが可能となる。なお，この学生らは１年次に「生活」を履修済みであるとともに，３週間の教育実習を経験している。

５．調査結果筆者らは，ぞれぞれの授業の受講者に対して，授業終了後に 15 分程度の時間を取り，質問紙による調査を行った。質問項目は，①今回の授業で初めて知ったことや印象に残っていることを自由に記述してください，②本日の授業は，将来職業に就いたときに活用できそうです
か，③具体的にどの内容が役に立つと思いましたか，④
希望進路を教えて下さい,の４項目である。
5.1「生活Ａ組/Ｂ組」① 初めて知ったこと・印象に残っていること
自由記述で，全 276 件の回答を得た。これらを a.木の知識に関する記述，b.ものづくりに関する記述，c.生活科に関する記述，d.その他の記述の４種類に分類したものを表１に示す。

日本産業技術教育学会九州支部論文集 第25（2017）89〜96

表１ 「生活」①知ったこと・印象に残ったこと
項目〇未定：２人〇無記述：12 人

回答内容（件数）

a.木の・年輪，年輪年代学(75 件)

知識・木が外側から成長すること(31 件)

表２ 「生活」③役に立つと思ったこと
項目
a.木の
知識

回答内容（件数）
・木は長い年月をかけて生長していること(21件)
・木に関する知識(年輪，木目，樹齢など)(43 件)
・生命の尊さ(５件)b.もの ・ものづくりをすることで豊かな心を育むことがづくり
できること(29 件)
・ものづくりの必要性(24 件)
・木を使った工作や遊び(２件)
c.生活・生活科改善の基本方針(14 件)
科・「気付き」の質を高めることの必要性(７件)
d.授業 ・授業で実物を見せること，体験することの良さ
方法(28 件)
・授業者の授業スタイル(17 件)
・事前・事後指導の意義(４件)
e. そ の ・すべての内容(２件)他
・日本人が他国の人に比べて夢をもつことなく学んでいること(２件)・これから先ものづくりが衰退するかもしれないということ(１件)

・木育を通して豊かな情操を育てる(26 件)
・円形木琴や木製スピーカーなどの木製品(21 件)・木が合体すること(８件)
b.もの
づくり

・工学部の希望者減少，ものづくりをする人の減少(37 件)・ものづくりの概念(33 件)
・技術での製作物を捨てること(18 件)
・ものづくりのメリット(７件)
・日本は技術立国だということ(４件)c.生活・生活科と体験活動の関係(２件)科・生活科の授業の意義(４件)
・生活科と技術科のかかわり(１件)

d.その・学習指導の方法(１件)他

・模擬授業で実際物を見せていたこと(６件)
・身近な材料で教材作りが可能だということ(２件)② 将来への活用「大いに役立つ」
・「役立つ」
・「役立たない」・「わからない」の選択肢より，１つを選択する形式である。調査の結果は以下の通りである。回答内容ごとに人数と受講人数に対する割合を示す。（以下，同様の表記）
・大いに役立つ：111 人,51.4％
・役立つ：77 人,35.6％
・わからない：27 人,12.5％
・役立たない：１人,0.5％③ 役に立つと思った内容②で「大いに役立つ」または「役立つ」を選択した学生 188 人を回答対象とした自由記述である。199 件の回答を得た。①と同様に記述内容を a.木の知識に関する記
述，b.ものづくりに関する記述，
c.生活科に関する記述，d.授業の方法自体に関する記述，e.その他の記述の４種類に分類したものを表２に示す。
④ 希望進路
回答対象者は③と同じ 188 人である。
〇教員：167 人
・幼稚園教諭(保育士)：４人
・小学校教諭：52 人
・中学校教諭：29 人・高等学校教諭：６人
・特別支援学校教諭：８人
・校種不明：68 人〇その他：７人
公務員，市役所公務員，料理人，僧侶，一般企業，
ツアーガイド- 91 -

5.2「保育内容の研究Ⅳ」① 初めて知ったこと・印象に残っていること
70 件の回答を得た。
回答を a.木の知識に関する記述，
b.体験活動に関する記述，c.自身の学びの深まりに関す
る記述，d.日常生活と結び付けた記述，e.その他の記述の５種類に分類したものを表３に示す。
表３ 「保育」①知ったこと・印象に残ったこと
項目
a.木の知
識

b.体験活
動

c.学びの
深まり
d.日常生
活
e.その他

回答内容（件数）
・木の性質(吸湿作用，リラックス効果，抗菌作用など)(26 件)
・「木育」という言葉を初めて聞いた(４件)
・「木育」の重要性(３件)
・１／ｆのゆらぎ(２件)
・木の生長(１件)
・木目の影響(１件)
・木材と金属とプラスチックの比較，熱伝導率(11 件)
・ルーペを用いて対象物を拡大して見たこと(７件)
・木のおもちゃ(３件)
・感覚的理解から科学的理解へ（４件）
・水とみどりの森づくり税 (４件)
・チェーンソーアート(１件)・ロケットストーブ(１件)・樹木体験（１件）
・森のようちえん（１件）

② 将来への活用
・大いに役立つ：18 人,34.6％
・役立つ：23 人,44.2％
・わからない：11 人,21.2％
・役立たない：０人,0.0％③ 役に立つと思った内容
回答対象者 41 人から 44 件の回答を得た。記述を①より e.その他の記述を除いた４種類に分類したものを表４に示す。
表４ 「保育」③役に立つと思ったこと
項目
a.木の知
識
b.体験活
動
c.学びの
深まり
d.日常生
活

回答内容（件数）
・木の性質(リラックス効果があること，あた
たかみがあることなど)(21 件)
・木育をする意義(3 件)
・木のおもちゃに触れること(12 件)
・プラスチック，金属と比較する活動(1 件)
・原体験の有無と心身の成長との関係(4 件)
・実際の県の取り組みやマニュアル(2 件)
・身近な自然について（1 件）④ 希望進路〇教員：36 人
・幼稚園教諭(保育士)：２人
・小学校教諭：13 人
・中学校教諭：３人・高等学校教諭：１人・特別支援学校教諭：３人
・校種不明：14 人〇その他：１人
心理カウンセラー〇無記述：４人

６．調査結果より考察
それぞれの授業で得られた調査結果より，「生活」及び「保育」の授業の特徴と考察，２つの授業の比較結果とその考察を記す。なお，以下の文中①②③④は，質問項目の①初めて知ったこと・印象に残っていること，②将来への活用，③役に立つと思った内容，④希望進路，を表している。
6.1 「生活Ａ組/Ｂ組」①知ったこと・印象に残ったことに関する記述を，a，b，c，d に分類した例を以下に示す。総回答数は 276 件であった。
a.「木が外側から成長するということを初めて知った」，「年輪を数えれば樹齢がわかることに驚いた」
b.「図画工作や技術で行うことがものづくりだと思っていたが，無から有を作りだすことがものづくりだ- 92 -とわかったので，自分の専門科目でもものづくりをしていきたい」，「せっかく作った木製品を捨てる子にならないためにどうすべきか考えさせられた」
c. 「生活科と体験活動の関係がよくわかった」，「生活科の授業の意義がわかった」
d.「実際物を見せることで興味を惹きつけることがわ
かった」，「身近な物で教材づくりが可能だということがわかった」
各項目と件数および総回答数（276 件）に占める割合を以下に示す。
a.木の知識に関する記述：161 件,58.3%
b.ものづくりに関する記述：99 件,35.9%
c.生活科に関する記述：７件,2.5％
d.その他の記述：９件,3.3％
各項目について考察すると，a については学生に実際に見せた木製のスピーカーや特徴ある木などが印象に残り，学生自身の木への興味・関心が高まったと推察される記述が多く見られた。これは，学生が「木材に対する親しみをもつこと」を促したと言える。
b については，授業の前後で学生のものづくりについての概念が変化したことを示す記述が多くみられた。aでは，「（私が）木が外側から成長するということを初めて知った」のような，個人としての自分が主語の記述がほとんどであったが，b では「（教員として）せっかく作った木製品を捨てる子にならないためにどうすべきか考えさせられた」のような，教員としての自分が主語となっている記述が多くみられ，教員として児童生徒にどのように接していくのか（ものづくりをさせるのか）考えた記述が多くみられた。
c については，回答が総回答のうち，わずか 2.5％にとどまり，生活科と「木育」の関係について，学生の印象にあまり残っていないことがうかがえる。授業内では，小学校学習指導要領生活科編の記述を例として出しながら，児童期の自然体験の重要性も示した。さらに，その重要性を学生が認識し，関心を寄せるようになるよう工夫する必要があることが明らかになった。
②の授業は将来職業に就いたときに活用できるかについては，「大いに役立つ」と「役立つ」を選択した学生を合わせると 188 人（87.0%）となり，この授業に対して，９割近くの学生が将来へ活用ができると感じた結果になった。特に，51.4％の学生が「大いに役立つ」を選択しており，生活科という特定の教科と「木育」の関連が印象に残った学生は少ないものの，なにかしら自分の将来において活用できそうだと強く感じた学生が多くいたことがわかった。
③具体的に役に立つと思った内容に関する記述を分類
し，各項目と件数および総回答数（199 件）に占める割合を以下に示す。なお，③は，②で「大いに役立つ」または「役立つ」を選択した学生 188 人を回答対象とした自由記述である。199 件の回答を得た。

日本産業技術教育学会九州支部論文集 第25（2017）89〜96

a.木の知識に関する記述：69 件，34.7％
b.ものづくりに関する記述：55 件，27.6％
c.生活科に関する記述：21 件，10.6％
d.授業の方法自体に関する記述：49 件，24.6％
e.その他の記述：５件，2.5％③役立つと思ったことも，①知ったこと・印象に残ったことと同様に，a.木の知識に関する記述が最多であった。分類の項目に注目すると，③は d.授業の方法自体に関する記述が大幅に増加した点が特徴として挙げられる。
また，①と同様の分類項目である a,b,c の記述についてもその記述内容は①と視点が異なるようなものが多く見られた。例えば，a.木の知識に関する記述であれば，①ではただ単純に「（自分が）木の知識を得た」という記述が主だったことに対し，③では，「木の知識を授けること
で，児童生徒の情緒的な側面を育てたい」といった，教師としての視点を含んだ記述が増加した。b.ものづくりに関する記述と，c.生活科に関する記述についても同様の傾向が示された。
d.授業の方法自体に関する記述例は「授業で実物を見せることは良いと思った」や，「クイズなどをして，学生が参加したくなるような工夫がしてあった。
」などである。
このような記述は，「生活」の授業のみで見られた。このことより，実際に木を見せる活動の導入や，クイズを出すことによって学習者の興味関心を惹くような授業者のちょっとした授業への工夫を 1 年次生は新鮮に感じ，自分も将来役立てたい・役立つと感じている。さらに，「大学生活で，一番面白い授業であった」のような記述もあり，学生が授業を楽しんで受けたこともうかがえた。
④希望進路との関係で分析すると，「大いに役立つ」と「役立つ」と答えた 188 人のうち，167 人（88.8％）が教員志望であった。すなわち，今回の授業が将来役に立つと感じた学生らの約９割が教員志望であったということである。教員の卵である学生に学校教育において「木育」の重要性の認識をもたせることができたと言える。
そして，この学生は少なくともあと３年の大学生活が残っており，今回の「木育」に関連する授業がその場限りのものではなく，知識や技能の獲得に繋がるよう，具体策を考えていく必要がある。
「４．授業環境」で述べたように，「生活」は受講人数
が 216 人と多く，実際物に触れたり体験したりという活動がしにくい状況であった。しかしながら，授業者のちょっとした工夫で，多くの学生が楽しさを感じるような授業を提供することが可能である。そして，そのような授業者の工夫を学生らは感じ取り，自分の糧として学ぼうとする意欲をもっていることも明らかとなった。
6.2 「保育内容の研究Ⅳ」①知ったこと・印象に残ったことに関する記述を，a，b，c，d に分類した例を以下に示す。
a.「木材には調湿作用があることを初めて知った」，「木- 93 -

材は音が心地よく聞こえ，リラックス効果まであることを初めて知った」
b.「多様な木製おもちゃを実際手に取って遊べたことはとても印象に残った」，「木材の断面をルーペで見ると隙間があった」
c.「木のぬくもりなどコマーシャルでよく言われているが実際の作用として存在することを初めて知った」，「木に触れていると心地よいと前から思っていたが，それは科学的にも根拠があることだとわかってよかった」
d.「熊本県が「水とみどりの森づくり税」を徴税していることをはじめて知りました」
さらに，総回答数は 70 件であり，総回答数に占める各項目の割合を以下に示す。
a.木の知識に関する記述：37 件，52.9％
b.体験活動に関する記述：21 件，30.0％
c.自身の学びの深まりに関する記述：４件，5.7％
d.日常生活と結び付けた記述：４件，5.7％
e.その他の記述：４件，5.7％
a については，「生活」と同様，様々な木の知識について初めて知ったという記述が多く見られた。しかしながら，「生活」を履修済みであるにも関わらず，若干名「木育というものを初めて知った」という記述が見られ，「木育」について継続的な学びの場が提供できるような具体策を講じる必要がある。
b については，多くの体験活動は学生の印象に残り，木の心地よさやリラクゼーション効果について，実感を伴った理解を促したことがうかがえる記述が多く見られた。
c については，感覚として何となく知っていたことの理由がわかり，より深い学びにつながったことを指摘す
る記述が多く見られた。このことより，木の温かみを今まで感覚知で「心地いい気がする」と感じていたことに科学的な知識を得たことで，学生は木の良さを一層実感することができたと考えられる。
d については，自分の生活と結び付けた記述が多く見られた。例えば，「これからの生活でもっと木を取り入れていきたい」，「自分の子どもには木をたくさんさわらせるようにしたい」のような，これからの生活への希望が述べられた記述が多く見られた。
以上のような記述より，本時の授業は，これからの生活での木や自然に対する学生自身の興味・関心の向上につながったと考えられる。
②の授業は将来職業に就いたときに活用できるかについては，「大いに役立つ」と「役立つ」が合わせて 41 人
（78.8％）と，８割近くの学生が役に立つと感じた。
「役立たない」は，0.0％であり，21.2％の学生は「わからない」と答えているものの，今回の授業は将来に役に立つと学生が感じる内容であったと言える。
③具体的に役に立つと思った内容に関する記述の件数

及び総回答数に占める割合を以下に示す。回答人数は②で「大いに役立つ」または「役立つ」を選択した 41 人，
総回答数は 44 件であった。
a.木の知識に関する記述：24 件，54.5％
b.体験活動に関する記述：13 件，29.5％
c.自身の学びの深まりに関する記述：４件，9.1％
d.日常生活と結び付けた記述：３件，6.8％
これまでと同様に，木の知識に関する記述が最も多く見られた。③では，c.自身の学びの深まりに関する記述
が，若干増加した。この記述は例えば，原体験の有無と心身の成長との関係について今回の授業で学び，自分の幼児期はどうであったか振り返ったものや，よく木に親しんでいたから今の性格が形成されたのだと原体験の重
要性への気付きに関する記述である。そして，その学びをきちんと実践していきたいという記述が見られた。
④希望進路との関係で分析すると，「大いに役立つ」と「役立つ」と答えた 41 人のうち，36 人（87.8％）が教員志望であった。すなわち，「生活」と同様に今回の授業
が将来役に立つと感じた学生らの約９割が教員志望であった。
「保育」は幼稚園教諭免許状取得のための単位ではあるが，実際に希望進路として幼稚園教諭（保育士も含む）を挙げた学生は２人であった。平成 29 年告示の小学校学習指導要領総則編，第５学校運営上の留意事項２
イによると，「他の小学校や，幼稚園，認定こども園，保育所，（中略）などとの連携や交流を図るとともに，（中略），共に尊重し合いながら協働して生活していく態度を育むようにすること」と明記されている 10）。これを踏まえ，自らが目指す校種だけではなく，異校種間のつながりも俯瞰する視点を育てることも，この授業の役割と言える。
「保育」の特徴は，一人一人が木に触れ，その良さや面白さを実感することができた点である。それは体験活
動にふれた記述が多く見られたことからも効果的であったことがうかがえる。学習者に具体物を触らせ，体験をさせることは教育的効果を高めると言える。
6.3 「生活」と「保育」の比較①知ったこと・印象に残ったことに関する記述は，「生活」にも「保育」にも共通して出てきた「a.木の知識に関する記述」と，それぞれの授業の特徴が表れている記述を「b.その授業特有のことに関する記述」，a にも b にも該当しない「c.その他の記述」の３項目に分類して比較を行った。それぞれの記述割合を図２に示す。
a.木の知識に関する記述については，「生活」の方が，多くの記述が見られた。これは，「保育」の学生は，「生活」を履修済みであり，それと重複する部分が若干あったためであると考えられる。そのため，「木育」について初修であった「生活」の方が記述が多く見られたと推測している。
b.その授業特有のことに関する記述については，体験- 94 -

活動が特徴であった「保育」のほうが多く見られた。この比較より，体験活動の教育的効果の高さが明らかになる。体験は学生の印象に残りやすいと言える。

総
回
答
数
に
お
け
る
記
述
割
合
（
％
）

100
90
80
70
60

58.3
52.9

50

38.4 41.4

40
30
20

5.7

10

3.3

0
a.木の知識b.授業特有
生活

c.その他

保育

図２ ①知ったこと・印象に残ったことの比較②将来職業に就いたときに活用できるかを比較したものを図３に示す。

受
講
学
生
が
選
択
し
た
割
合
（
％
）

100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0

51.4
34.6

44.2
35.6
21.2
12.5
0.5

生活

0.0

保育

図３ ②将来職業に就いたときに活用できるかの比較「生活」の学生のほうが，今回の授業を将来に活用できると感じたことが明らかになった。その要因としては，「5．2「保育内容の研究Ⅳ」」で述べたように，「保育」は幼稚園のことを中心に扱っているからである。先に示した異校種間連携の事項などと関連付けることで，希望校種以外の学習をする重要性を学生に認識させることができれば，「保育」の学生も一層将来に活用できると感じると考えられる。もう１つの要因は，教育実習経
験の有無である。
「生活」の学生は，まだ教育実習を経日本産業技術教育学会九州支部論文集 第25（2017）89〜96

100
受
講
学
生
の
希
望
進
路
の
割
合
( )

験しておらず，学校現場の実態や課題等を実際に見たことが無い。その一方で，「保育」の学生は，３週間の教育実習を経験しており，学校現場の実態や課題をわずかながらでも感じてきている。その経験の差が，今回の結果につながったのではないかと推察できる。しかしながら，教育実習を経験した「保育」の学生でも「大いに役立つ」と，「役立つ」を 78.8％が選択している。このことより，学生に「木育」の意義を理解してもらうこと
や，「木育」への興味・関心を高めるという目的は達成できたと言える。
③具体的に役に立つと思った内容に関する記述について，①と同様の３項目に分類したものを図４に示す。

％

90

88.8 87.8

80
70
60
50
40
30
20

6.4 9.810

3.7 2.4

1.1 0.0

その他

未定

90

生活

保育

80

図５ ④希望進路との関係の比較

0
教員

100
総
回
答
数
に
お
け
る
記
述
割
合
( )
％

70
60

62.8

54.5

40

７．おわりに

45.5

50
34.7

30
20
10

2.5

0
a.木の知識b.授業特有

生活

無記述

0.0

c.その他

保育

図４ ③役に立つと思ったことの比較
a.木の知識に関する記述については，①では「生活」のほうが多く見られたのに対し，③では逆転している。
それは，木の性質についての知識は，「保育」の学生にとっては既習事項，「生活」の学生にとっては初めて知ることであったことが関係している。
「保育」の学生は，今回の授業で木の知識について改めて学び，自分の将来でどのように活用するかまで考える土壌が既に学生の中にできあがっていたと推察している。
b.その授業特有のことに関する記述については，「生
活」の方で記述が多く見られた。これは，「生活」の特徴であった授業の方法への記述が影響している。
④希望進路との関係では，②将来職業に就いたときに活用できるかで「大いに役立つ」または「役立つ」を選択した学生の希望進路を示したものを図５に示す。
どちらの授業も，授業を将来に活用できると感じた学生の９割近くが教員志望である。このことから，両授業を通して，学生に学校教育での「木育」の有用性を認識してもらうという目的は概ね達成できていると言える。

- 95 -

本論文は，将来学校教育に携わる可能性の高い教員養成系大学・学部を対象とし，①木や自然に対する興味関
心を高める，②正しい知識を獲得する，③それらを授業実践へと結びつけられる，の３項目を満たす森林環境教
育用カリキュラムの検討，開発を行うことを目的としている。そこで，平成 28 年度，K 大学教育学部教員養成課程を対象とした「木育」に関連する授業を受講した学生に木や自然に関する経験や考えなどを調査し，それらを考察・整理した。
以下に，本研究で得られた知見と結果を整理する。
①実際に木のおもちゃに触れるなどの体験活動は，学生の教育的効果を高めるため，積極的に取り入れていくことが有効である。
②大人数での授業については，全員が主体的に参加できるような工夫を授業者が行うことで，学生の学習意欲の向上につながる。
③「生活Ａ組／Ｂ組」を受講する１年次生は，授業者の授業方法にも関心を示す。
④１回限りの授業で終わるのではなく，「木育」について継続的に学べる場の提供を検討する必要がある。
これらの知見より，まだ教育実習を経験していない学
生には，小学校段階での「木育」の意義や実践方法の基本的な内容を学べるカリキュラムが，教育実習を経験した学生には，「木育」を自らの進路とどのように関連付け実践していくかを考えさせるような応用的なカリキュラムが有効であると考える。
次いで，今後のカリキュラムの検討にあたり，課題を３点述べる。
①学生同士で意見を交流する時間の確保②「実際に授業を行うとしたら」といった実践への視点をもたせる工夫③「木育」の３つの活動のうち「創る活動」を取り入れる必要性①については，授業者と学生とのかかわりは行われている。しかしながら，学生間で互いの考えを共有する時間が確保されていなかった。様々な学科の学生が集まっている特性を生かし，互いの考えを交流させる時間をとることで学生の視野を広げられるのではないかと考える。
②については，今回の授業では，学生は「木育」の意
義や実践例を知ることはできたが，それをどのように実践していくのかまで考える時間が十分ではなかった。今後は，将来活用ができると思った内容を具体的にどう活用していくか構想する時間をとることで実践的な視点を育んでいきたい。
③については，「木育」の３つの活動（「触れる活動」，「創る活動」，「知る活動」）のうち，「知る活動」と「触れる活動」は，授業内で関連する箇所が見られた。今後は，「創る活動」をも取り入れることで，教育的効果がよ
り高まることが期待される。
今後は，以上のような課題を補完することができるカ
リキュラムの検討を行う予定である。

参考文献
1) 特定非営利活動法人 活木活木（いきいき）森
ネットワーク：http://www.mokuiku.jp，（2017年10月21日確認）
2) 北海道庁：木育プロジェクト報告書(2005)
3) 林野庁：森林林業基本計画(2006)
4) 文部科学省：小学校学習指導要領解説生活科編(2008)
5) 田口浩継・猿渡裕幸：初等教育における森林環境教
育用カリキュラムの開発―小学校５年生社会科における実践―．日本産業技術教育学会九州支部論文集，20，(2012)，95-102
6) 田口浩継・甲斐耀太・藤本留衣：小学校でのシンボルツリーを中心とした木育の実践．
技術科教育の研究，22，（2017），47-567) 林野庁：森林・林業白書(2002)
8) 文部科学省：小学校学習指導要領生活科編，(2008)， 36-40
9) 文部科学省：幼稚園教育要領, (2017) ，14-15
10) 文部科学省：小学校学習指導要領解説総則編，(2017) ，125-126

Abstract
The purpose of this study was to develop a curriculum for forest environmental education forstudents in a teacher training course to raise their awareness of trees and forests and encouragethem to acquire forest environmental education knowledge and teaching methods. We conducted
research on students who took a class on Wood Education in the teacher training course in thedepartment of education of K university. This research revealed that although students are very
attracted to activities and teaching method of Wood Education called Mokuiku, they fail to acquirea specific viewpoint on the educational practice.
Keywords: Forest environmental education, Wood Education called Mokuiku, Teacher training
course, Curriculum development- 96 -

日本産業技術教育学会九州支部論文集 第25（2017）97〜102

理論的かつ実践的な土づくり授業のための教材開発
Ⅰ 培土の物理性簡易測定法の改良及び市販培土の物理性
Development of a Teaching Material for Theoretical and Practical classes ofSoil Improvement

Ⅰ Improvement of the Simple Method for Measuring Physical
Properties of Soil and Preparation of those Index Performing
Commercially Available Soils for Crop Culture
池田 舟*

浅野陽樹**

Shu IKEDA* and Yoki ASANO***Graduate School of Education,Kagoshima University**Research Field in Education Assembly,Kagoshima University
ペットボトルを加工した測定装置による土壌物理性の簡易測定法について，浅野ら（2017）が開発した測定法を授業実践に即して改良するとともに，容器栽培で用いられる培土全般の物理性指標の一覧表を作成した 1)。
簡易的な測定法の精度向上を目的として，培土充填時のタッピングの有無，排水性測定時の透水回数，培土の充填量，測定容器の形状について検討した。その結果，測定容器の形状の影響は小さいことを明らかにし，測定方法として，培土をタッピングしながら 200mL 充填する点，また排水性の測定では 2 回目の透水時に計測する点を改良した。測定時間の短縮と精度向上を目的として，保水性測定時の給水方法を上方給水に変更し，公定法と誤差については補正値で対処することを提案した。また，新たな指標通気性の簡易測定方法を開発した。
さらに，数値をもとに培土を選定する土づくり実践に効果的な培土の物理性評価指標一覧を作成した。
キーワード：生物育成，簡易測定，土壌物理性，物理性評価指標，土づくり

１．はじめに良質な作物を生産するためには，温度管理，病害虫防除，ならびに土づくりなどが必要である。特に土づくり
は土壌が作物体の支持や養水分の供給，土壌中の生物群の生息圏などの作物栽培の基盤としての役割を果たすことから重要な管理作業である。
学校現場においては，栽培場所が限られることから容器栽培における土づくり実践が多く，露地栽培と比べて土量の少なさや 1 回あたりの水分供給量の多さという点から，培土の混合による物理性の調製が一般的である。
これは農業現場でも同様の技術である。このような土づ(2017 年 10 月 31 日受付，2018 年 2 月 7 日受理)
*鹿児島大学大学院 教育学研究科**鹿児島大学 教育学部 技術専修
2016 年 10 月 第 29 回九州支部大会にて発表- 97 -

くり授業の例として，生徒が異なる培土で栽培した作物の生育の違いを観察により確かめる実践が報告されている 2)，3)が，土づくり技術の効果を生徒が気づける実践には至っていない。土の物理性に着目すると，簡易的に物理性の違いを観察できる実験 4)，また生徒がいくつかの土を混合・調製し，簡易的な測定装置を用いてその効果を観察により確かめる実践が紹介されている 5)。しかしながら，これらの実践は物理性の違いを観察により確認
する学習活動に留まっており，土づくりの技術を具体的な目標値で科学的に評価していない。これについては，
教員の栽培経験不足や土づくりの理論と方法に関する知識の不足等が指摘されており 6)，7)，その結果として生徒が物理性の改善について理論的に学習する授業づくりが難しいという課題も表出している。
浅野ら（2017）は培土の簡易測定方法を開発するとともにいくつかの培土及びそれらの混合培土の保水性と排水性の測定値を示しているが，調査の対象培土が数種類に限られており，通気性については言及していない 1)。
さらに，簡易測定方法についても，保水性測定時の底面

給水に時間を要することと培土の給水による完全飽和を考慮していないことなど，実際の授業実践を考慮するといくつかの改善の余地が残されている。
以上より，本研究では簡易的な物理性測定方法の授業実践に即した改良と容器栽培で用いられる培土全般の物理性を数値で示した評価指標の作成を目的とした。

２．簡易的な物理性測定法の改良
２－１．検討内容
浅野ら（2017）が提案した物理性測定装置及び測定法について1)，測定精度を高めるために，培土充
填時のタッピングの有無，排水性測定時の透水回
数，培土の充填量，測定容器の形状，測定時間の短縮と精度向上のために保水性測定時の給水方法，また通気性を測定するために新たな測定方法を検討した。
２－２．供試培土
容器栽培で一般的に用いられ，市販されている培土を主に選定した。供試培土は，黒ボク土，パーラ
イト，バーミキュライト（粒度5），腐葉土（風乾物），赤玉土，鹿沼土，川砂，燻炭，ピートモス，
堆肥（牛ふん），ボラ土に加えて桜島の火山灰とした。また，赤玉土と鹿沼土については，粒度による物理性の違いを確認するために，市販の小粒と細粒に加えて粉砕した赤玉土粉砕と鹿沼土粉砕を供試した。さらに，バーミキュライトについては2mmの篩を通したバーミキュライト細粒（以下ﾊﾞｰﾐ（細粒）と記す）を供試した。各培土ともに十分に風乾した
後実験に供した。以上，合計17種類の風乾培土を用いて検討した。
２－３．検討方法
２－３－１．測定精度の向上
充填時のタッピングと排水性測定時の透水回数は
黒ボク土，パーライト，赤玉土小粒を用いて公定法で検討した。
培土の充填量は黒ボク土，また測定容器の形状は
赤玉土の小粒，細粒，粉砕を用いて，浅野ら（2017）の簡易法を適宜変更して検討した1)。
（１）充填時のタッピング
タッピングの有無については，必要体積分まで充填する対照区と充填後にタッピングで減じた分を補填するタッピング区について，容水量と気相率を分析反復5で比較した。その結果，タッピングの有無による物理性の明確な違いは確認できなかった（データ省略）ため，実際の栽培現場に合わせて以降の実験ではすべてタッピングを施すこととした。
（２）排水性測定時の透水回数
透水回数と測定値の変動との関係を調査するため， 1回～3回各透水時の測定値を比較した。飽和
透水係数測定器（大起理化工業（株），DIK-4012）- 98 -

を使用し，定水位法によって測定した。その結果，各透水時の測定値の差は小さかった（データ省略）。測定時間のみを考慮すると1回目の透水時の測定が可能だが，実際の栽培時の灌水を考慮して排水性測定は2回目の透水時とした。
（３）培土の充填量
浅野ら（2017）は培土の充填量を150mLと提案しているが1)，計算の簡略化をねらいとして，充填量100mL，200mL，300mL，400mL時の容水量を分析反復2で公定法と比較した。
（４）測定容器の形状
ペットボトル測定容器の凹凸の有無で生じる測定
誤差ついて，容水量，飽和透水係数，気相率との関係から検討した。分析反復は3とした。
２－３－２．測定時間の短縮
上方給水による簡易法の時間短縮について，給水方法が評価結果に最も影響する保水性で検討した。
培土粒子が吸水に時間を要したパーライト，バーミ
キュライト，バーミキュライト細粒，腐葉土，赤玉
土小粒，赤玉土細粒，鹿沼土小粒，鹿沼土細粒，燻
炭，ピートモス，堆肥，ボラ土を用いて検討した。
簡易法では上方給水前後の重量差から，また公定法では底面吸水前後の重量差から培土100mLあたりの容水量を算出した。なお，簡易法については，上方から1回の給水で計測する簡易法と培土が水分飽和するまで給水を繰り返す簡易法（完全飽和）を比較検討した。公定法は72時間の底面給水後に1時間排水して完全飽和させ，容水量を算出したが，簡易法において完全飽和に72時間以上を要したパーライト，
腐葉土，燻炭，ピートモス，堆肥については同様の時間浸漬した。
２－３－３．通気性の測定
通気性について，簡易法では排水口を閉じ湛水した状態を気相率0%とし，排水口を開放し排水した後の重量変化から培土の短時間吸水時の気相率を算出
することとした。公定法では機器によって毛管飽和時の気相率を測定し，デジタル実容積測定器（大起理化工業（株），DIK-1150）を使用した。
２－４．結果及び考察
２－４－１．測定精度の向上
培土の充填量
容水量について，各充填量における簡易法の測定値（表1）と公定法の測定値(57.7 mL/100mL)とを比較した。その結果，300mL 充填時に公定法と最も近い値を示した。しかし，計算が容易で，培土の必要量が比較的少ない充填量 200mL が適切であると考え，以降の測定では培土を200mL 充填することとした。
測定容器の形状測定容器の凹凸の有無と容水量，飽和透水係数，
気相率との関係について表2に示す。凹凸の有無によ日本産業技術教育学会九州支部論文集 第25（2017）97〜102

表 1 黒ボク土における充填量ごとの保水性

表 3 完全吸水時における物理性
保水性（mL/100mL培土）
供試土
公定法
簡易法
飽和時間
（完全飽和） （完全飽和） （時間）ﾊﾟｰﾗｲﾄ47
36
72
ﾊﾞｰﾐｷｭﾗｲﾄ
60
50
120
ﾊﾞｰﾐ（細粒）
71
75
72
腐葉土
44
25
192
赤玉土（小粒）544948
赤玉土（細粒）57633
鹿沼土（小粒）5546120
鹿沼土（細粒）
61
45
3
燻炭
74
58
24
ﾋﾟｰﾄﾓｽ
58
60
720
堆肥
56
57
144
ボラ土
50
50
1

容水量
（mL/100mL培土）
充填量(mL) 1回目 2回目 平均値
100
68.1
73.4
70.8
200
53.2
52.2
52.7
300
58.0
59.5
58.7
400
49.5
48.8
49.1
る各測定値の差は，分析反復によって生じる誤差の範囲内だった。飽和透水係数で見られた凹凸による排水性悪化傾向についても，土壌の排水性の明確な違いとして判断できる10倍程度の差と比べると，極めて小さかった。よって，授業実践において測定容器の形状は特に考慮する必要はないと考えられる。
２－４－２．測定時間の短縮
上方給水による保水性の簡易測定の結果，培土によっては公定法と大きな誤差が認められた（データ省略）。その原因として，培土ごとに吸水速度が異なることが考えられた。浅野ら（2017）の報告でこの問題が生じなかった原因として，供試した培土が完全に給水する時間を要さない種類だったことが考えられる1)。
吸水に時間を要した培土に関して完全飽和までの時間を測定した結果，完全飽和させることで公定法に近い値が得られること，また多くの培土について
完全飽和に長時間を要することが明らかになった（表3）。この授業実践上の課題に対しては，公定法と簡易法の測定値の差を補正値とし，簡易測定値に加算することで対応することとした。
２－５．結論以上より，簡易測定装置については，500mLペッ
トボトルの下部を切断して飲み口を1重のガーゼで覆ったものを逆さにして使用したものを簡易測定装置として用いることとし，これに蓋をして水を入れ，100mL，200mL，300mL時の水かさのところを油性
ペンで線を引いた。また，500mLペットボトルの上部を切断したものを透水時の受け皿とした（図1）。測定法については，表4に示す手順を改良法として提案する。

供試土
赤玉土（小粒）赤玉土（小粒）赤玉土（細粒）赤玉土（細粒）
赤玉土（粉砕）赤玉土（粉砕）図１ 物理性簡易測定装置

３．市販培土の物理性評価指標の作成
３－1．目的
一般的に市販されている培土を用いた土づくり実践において，各培土の選択理由を具体的な数値で理論的に考えられる一覧の作成を目的とした。また，
各物理性測定値を学校現場で再現できるよう簡易法で作成することとした。
３－２．材料及び方法
供試培土及び公定法は前節同様とし，簡易法につ

表 2 測定容器の凹凸の有無と各物理性測定値との関係
保水性
排水性
*
*
凹凸
SD
SD
（mL/100m培土）（mL/秒)
無36.4 1.8
4.5
0.6
有37.9 0.5
3.0
1.6
無56.0 0.8
0.5
0.1
有55.8 1.3
0.4
0.2
無51.5 2.50.0001 0.0001
有53.2 1.8
0.0002 0.00003*SD：標準偏差（n=3）- 99 -

通気性
（%）
25.9

*

SD
4.4

23.5

4.9

7.5
8.4

2.1
1.4

4.1

2.7

3.6

1.7

表 4 簡易法における物理性測定の手順№
測定手順
留意する点・備考① 簡易測定装置に培土を200mL充填する。
② 約1cmの高さから数回タッピングをした後に目減りした分の培土を充填する。
③ 充填時の重量を測定する。
④ 排水口にキャップをして測定容器上部から給培土表面上の水かさが1cmを超えないよ
水し，十分に飽和するのを待つ。
うにゆっくり給水する。
⑤ 気相率0%時の重量を測定する。
⑥ 排水口のキャップを外し，排水する。
1分以上排水がなくなるまで待つ。
⑦ 飽和時の重量を測定する。
⑧ ⑤と⑦の重量から気相率を計算する。
通気性の測定値（%）=(⑤-⑦)/200×100⑨ ⑦と③の重量から100mLあたりの容水量を算 保水性の測定値（mL/100mL培土）出する。 =(⑦-③)/2⑩ 測定容器の上部から給水し，排水量と排水時 2回給水する。
間を計測する（2回）。
⑪ 2回目の排水量と排水時間から飽和透水係数 排水性の測定値（mL/秒）を算出する。
=（2回目の排水量/2回目の排水時間）

いては表4の方法で示した。また，公定法と比較して簡易法の測定精度を確認した。特に保水性について
は，給水時間についても検討した。
３－３．結果及び考察
３－３－１．保水性
保水性について，粒度の小さい培土の値が高く，粒度の大きな培土や腐葉土など間隙の大きな培土では低い値を示した（表5）。また，簡易法で比較的低い容水量を示した培土については公定法との差が大きかった。これは２－４－２で記したように，簡易法において培土の吸水が不十分だったことに起因する。

は公定法の測定値よりも低い傾向を示した。これはペットボトル簡易測定装置の排水口が絞られた形状のため，培土の細かい粒子による目詰まりの発生が要因として考えられる。しかしながら，排水性についてはオーダーレベルで評価すること，すなわち飽
和透水係数の常用対数で評価することが一般的で，常用対数値においては公定法と簡易法に高い相関関係が認められた（r=0.98，n=17，p<0.01）。よって，排水性については簡易法で充分な測定精度が得られることが明らかになった。
表 6 市販培土の排水性（平均値±標準偏差）
供試土

表 5 市販培土の保水性（平均値±標準偏差）
保水性
供試土（mL/100mL培土）
簡易法
公定法
黒ボク土
58 ±7
(n=6)
58
パーライト
20 ±1
(n=4)
47
ﾊﾞｰﾐｷｭﾗｲﾄ
27 ±5
(n=6)
60
ﾊﾞｰﾐ（細粒）
42 ±15 (n=4)
71
腐葉土
24 ±7
(n=4)
44
赤玉土（小粒）39 ±5(n=10)
54
赤玉土（細粒）53 ±8(n=10)57
赤玉土（粉砕）50 ±3(n=10)
54
火山灰
41 ±2
(n=4)
41
鹿沼土（小粒）
26 ±2
(n=6)
55
鹿沼土（細粒）
31 ±3
(n=4)
61
鹿沼土（粉砕）
58 ±2
(n=4)
63
川砂
42 ±2
(n=4)
37
燻炭
56 ±2
(n=4)
74
ﾋﾟｰﾄﾓｽ
19 ±5
(n=4)
58
堆肥
41 ±2
(n=4)
56
ボラ土
31 ±3
(n=4)
50

黒ボク土
パーライト
ﾊﾞｰﾐｷｭﾗｲﾄ
ﾊﾞｰﾐ（細粒）
腐葉土
赤玉土（小粒）赤玉土（細粒）
赤玉土（粉砕）火山灰
鹿沼土（小粒）鹿沼土（細粒）鹿沼土（粉砕）川砂燻炭ﾋﾟｰﾄﾓｽ堆肥
ボラ土

３－３－２．排水性
排水性について，粒度の小さい培土において値が低く，粒度の大きな培土において高い値を示した（表6）。これは粒度の大きい培土で生じる大きな間隙に起因すると考えられる。また，簡易法の測定値

排水性（mL/秒)
簡易法
公定法
0.1 ±0
(n=4)
0.2
14 ±1
(n=4)
13
13 ±6
(n=4)
11
2 ±0
(n=4)
4
9 ±3
(n=4)
12
6 ±3
(n=10)
8
1 ±1(n=10)
0.9
0.0001 ±0(n=10)
0.007
0.03 ±0
(n=4)
0.10
15 ±3
(n=4)
12
5 ±1
(n=4)
7
0.0005 ±0
(n=4)
0.006
0.5 ±0
(n=4)
0.9
5 ±1
(n=4)
6
1 ±1
(n=4)
0.7
3 ±1
(n=4)
5
5 ±2
(n=4)
10

３－３－３．通気性
通気性については，排水性と同様に粒度の大きい培土において高く，粒度の小さな培土において低かった（表7）。また，簡易法と公定法の相関係数は高い値示した（r=0.86，n=17，p<0.01）。
以上より，排水性と通気性については各培土を数値で評価できる一覧表を作成できた。

- 100 -

日本産業技術教育学会九州支部論文集 第25（2017）97〜102

表 7 市販培土の通気性（平均値±標準偏差）

供試土
黒ボク土
パーライト
ﾊﾞｰﾐｷｭﾗｲﾄ
ﾊﾞｰﾐ（細粒）
腐葉土
赤玉土（小粒）赤玉土（細粒）
赤玉土（粉砕）火山灰
鹿沼土（小粒）鹿沼土（細粒）鹿沼土（粉砕）川砂燻炭ﾋﾟｰﾄﾓｽ
堆肥
ボラ土

通気性
（%）
簡易法
公定法
3 ±1
(n=4)
4
42 ±4
(n=4)
26
47 ±4
(n=4)
31
24 ±4
(n=4)
21
50 ±8
(n=4)
50
24 ±10 (n=10)
15
11 ±7(n=10)
76 ±9(n=10)
1
2 ±3
(n=4)
0
35 ±5
(n=4)
30
31 ±2
(n=4)
18
3 ±3
(n=4)
7
2 ±1
(n=4)
6
33 ±3
(n=4)
20
24 ±4
(n=4)
37
18 ±3
(n=4)
28
21 ±3
(n=4)
16

図 2 簡易法と公定法による保水性測定値の相関関係（補正前）

３－３－４．保水性の補正値
簡易法と公定法の容水量の差を四捨五入すること
で，簡易法測定値に加算する補正値を算出した（表8）。その結果，公定法の測定値と補正前の簡易法の測定値の低い相関係数（図2）に対して，補正値によって修正した測定値との相関係数（図3）は高いことが明らかとなった。したがって，補正値を加算する
ことで，簡易法による保水性の評価値を示すことができた。
表 8 簡易法による保水性実測値に対する補正値

供試土
黒ボク土
ﾊﾟｰﾗｲﾄﾊﾞｰﾐｷｭﾗｲﾄ
ﾊﾞｰﾐ（細粒）
腐葉土
赤玉土（小粒）赤玉土（細粒）
赤玉土（粉砕）火山灰
鹿沼土（小粒）鹿沼土（細粒）鹿沼土（粉砕）川砂燻炭ﾋﾟｰﾄﾓｽ
堆肥
ボラ土

保水性（mL/100mL培土）
簡易法 補正値
58
0
20
30
27
30
42
30
25
20
39
10
53
0
50
0
41
0
26
30
31
30
58
0
42
0
56
20
19
40
41
20
31
20

図 3 簡易法と公定法による保水性測定値の相関関係（補正後）３－５．授業実践に用いる物理性評価指標
以上より，簡易法による測定値を一覧にまとめ，物理性評価指標として示した（表9）。
授業実践においては，本表を用いて培土をデータに基づいて選択することができ，また自ら測定することで培土の物理性を評価する方法を学習することができる。

表 9 市販されている培土の物理性評価指標
供試土
黒ボク土
ﾊﾟｰﾗｲﾄﾊﾞｰﾐｷｭﾗｲﾄ
ﾊﾞｰﾐ（細粒）
腐葉土
赤玉土（小粒）赤玉土（細粒）
赤玉土（粉砕）火山灰
鹿沼土（小粒）鹿沼土（細粒）鹿沼土（粉砕）川砂燻炭ﾋﾟｰﾄﾓｽ
堆肥
ボラ土

保水性（mL/100mL培土） *補正値
58 ±7
20 ±1
27 ±5
42 ±15
24 ±7
39 ±5
53 ±8
50 ±3
41 ±2
26 ±2
31 ±3
58 ±2
42 ±2
56 ±2
19 ±5
41 ±2
31 ±3

0
30
30
30
20
10
0
0
0
30
30
0
0
20
40
20
20

*補正値：簡易法における実測値に加算- 101 -

排水性
（mL/秒)
0.1 ±0
14 ±1
13 ±6
2 ±0
9 ±3
6 ±3
1 ±1
0.0001 ±00.03 ±014.6 ±35.2 ±10.0005 ±0
0.5 ±0
5 ±1
1 ±1
3 ±1
5 ±2

通気性
（%）
3 ±1
42 ±4
47 ±4
24 ±4
50 ±8
24 ±10
11 ±7
6 ±9
2 ±3
35 ±5
31 ±2
3 ±3
2 ±1
33 ±3
24 ±4
18 ±3
21 ±3

４．おわりに
3)

簡易的な物理性測定方法の授業改善に即した改良について，培土の給水方法を底面吸水から上方給水に変更することによって測定方法の簡略化と測定時間の大幅な短縮達成することができた。また，簡易的な測定方法の改良版を提案できた。
確立した簡易測定方法によって，市販されている
培土の物理性を測定し，一覧表を作成した。これによりを授業実践において生徒が評価指標を参考に理論的に培土を選定して土づくりを行うことが期待さ
れる。

4)
5)

6)

謝辞
なお，本研究は，JSPS科研費JP16H03061の助成を受けたものである。
7)

参考文献
1) 浅野陽樹他：土壌物理性の簡易評価法および排水性の異なる培土の調製法の開発，日本産業教
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吉見圭太郎：技術・家庭科（技術分野）学習指導案，鹿児島大学教育学部附属中学校，平成23年
度研究公開冊子，(2011)，239-243
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小山繁：技術・家庭科（技術分野）学習指導案，第64回鹿児島県中学校技術・家庭科教育研究大会鹿児島地区大会要旨，鹿児島県中学校技術・
家庭科教育研究会，(2015)，2-6
稲葉健五：学習指導要領の改訂に伴う生物育成
技術の扱いについて:中学校技術科担当教員に対するアンケート調査，茨城大学教育実践研究 ，
30，茨城大学教育学部附属教育実践総合センター，(2011)，67-75
鎌田英一郎・藤本登：中学校技術・家庭科技術分
野の生物育成に関する技術における現状と課題―長崎県技術科教員へのアンケート調査から―，長崎大学教育学部附属教育実践総合センター，
教育実践総合センター紀要，16，(2017)，113121

Abstract
The objectives of this study are to improvement the simple method for measuring the physical properties of soil with the PET
bottle instrument developed by Asano et al. (2017) and to prepare a physical performance index of commercially available soils
for crop culture. To improve accuracy of the simple method, four manipulations were investigated. As the results, it was revealed
that side of PET bottle instrument is no need to be flat and we recommend that the measuring soil of 200mL is put into the
instrument while tapping and the water permeability is measured at a second supply of water. To shorten the minutes formeasuring the water holding property, the water supplying side was changed from bottom side to upper side, and the discrepancy,
which occurred as a result, between the simple method and the official method was dealed with by a correction value. New
method to measure a vapor phase was developed. Under the improved simple method, the physical properties index of several
commercially available soils for crop culture was prepared.
Keywords : Nurturing living things, Simple Method, Soil physical property, Physical properties index, Soil
Improvement- 102 -

日本産業技術教育学会九州支部論文集 第25（2017）103〜108

介護予防拠点施設におけるものづくり活動が与える気分・感情の状態変化の調査
Studies of Changes of States of Feelings and Moods Effected by
Manufacturing Activities Conducted at the Preventive Long-term Care
Base Facility
園田有佳子*

田口浩継**

原嶋友子*** 佐藤眞巳***Yukako SONODA*，Hirotsugu TAGUCHI** ，Tomoko HARASHIMA*** and Masami SATO**** Faculty of Education， Kumamoto University** Technology，Teachers’ Course，Training Program for Secondary School Teachers，Faculty of Education， Kumamoto University*** Kumamoto Manufacturing cramming school
近年，介護保険制度の改正が行われ，各市町村においては，要支援・要介護になる前の段階から介護予防に資する予防重視型システムの確立が求められている。筆者らは，介護予防拠点施設で実施される木を素材にしたものづくり活動がその他の介護予防拠点施設などで提供している活動と同様に効果があり，その参加者は介護予防に有効とされる生きがいや，やりがいを認識していることを明らかにした。本報では，介護予防拠点施設におけるものづくり活動が情緒面にどのような効果をもたらすのかをより具体的に表すため，
POMS2(成人用短縮版)を用い，ものづくり活動実施前・後の参加者の気分・感情の状態変化について調査した結果，その効果が明らかになった。
キーワード：木育，ものづくり活動，介護予防，POMS2

1. はじめに
近年，高齢化率が高まる中，介護保険制度の改正が行われ各市町村においては，要支援・要介護になる前の段階から介護予防に資する予防重視型システ
ムの確立が求められている１）。今後各自治体の裁量に基づき介護予防サービスと地域支援事業に関して
一貫性および連続性を重視した事業展開が求められ，介護予防事業に関しては各市町村において種々の試行がなされている２）。
熊本県玉名郡長洲町（以下，長洲町）では，平成27 年度から介護予防拠点施設において，介護予防活動に木を素材にしたものづくり活動（以下，ものづ
くり活動）を積極的に取り入れている。高齢者にとって木という素材は，金属やプラスチック等の素材よりも馴染みがあり，その加工についても豊かな経験を持っている。平成 28 年度の田口らによる研究においては，長洲町の介護予防施設で実施される木育活動について調査した結果，その他の介護予防拠点施設で提供している活動と同様に効果があり，その参加者は介護予防に有効とされる生きがいや，やり(2017 年 10 月 31 日受付，2018 年 3 月 1 日受理)
* 熊本大学大学院教育学研究科** 熊本大学教育学部***
熊本ものづくり塾
2017 年 10 月 第 30 回九州支部大会にて発表

がいを認識していることが明らかになった５）。
一方，「木育」とは平成 16 年に北海道で提案された造語で，「木や森林に関する学習を通して，人々の生活や環境と，木や森林との関係について理解と関心を深め，生涯を通じて関わりを持とうとする態度を育む教育活動」と捉えることができる ３）。その主な活動は，木や森について知る活動，木や森に触れる活動，木を素材にしたものづくり活動からなる。
これまでの木育は，その主たる対象を子供においていたが，最近は大人や高齢者へ広げその実践が報告されている４）。
本報では，介護予防拠点施設における木育活動の効果についての知見を得るために，木育活動実施前と実施後に参加者の気分・感情の状態変化についての調査を行った。

2. 熊本県におけるものづくり活動
熊本県においては，熊本大学および木育活動に力を入れている任意団体である熊本ものづくり塾（代
表：原嶋友子）を中心に，木育の一環として木や自然素材を用いたものづくり教室（くまもとものづくりフェア）を年間 6 回実施し，ものづくりの場を提供している（図 1）。さらに，熊本大学や熊本県，熊本ものづくり塾では，木育推進員養成講座を実施し，木育を推進する人材を育成している（図 2）。
修了生の多くは，熊本県内で開催するくまもとものづくりフェアにスタッフとして参加したり，各地- 103 -

域・団体で独自に木を素材にしたものづくり教室を開催している。また，長洲町の介護予防拠点施設における木育活動のスタッフとして活躍している６）。
これらの木育活動は，図 3 に示すように木や森について学ぶ「知る活動」，木や森にさわってみる「触れる活動」，木を使ったものづくりを行う「創る活動」
からなっており，木に親しみ木の良さや森の大切さを知る活動である。介護予防拠点施設におけるものづくり活動では，特に「創る活動」を行う木育活動を行っている。

いて，ものづくり活動を積極的に取り入れている７）。
長洲町の介護予防拠点施設では，平成 27 年度からものづくり活動が導入され，年間 21 日，14 施設において延べ 21 回実施された。平成 28 年度は年間 12 日
（午前と午後に分け同時に２施設で開催することにより，１日最大で４施設で実施），32 施設において延べ 48 回実施した。平成 29 年度は，年間 8 日，25
施設において延べ 31 回，ものづくり活動を実施する
予定である。参加人数は，630 人を予定している。
介護予防拠点施設では，特に図 3 の「創る活動」を重視したものづくり活動を行っている。図 4，図 5 のような円形木琴や，い草の門松，い草の小物入れ，
木製のストラップなどの製作を行う８）。指導は，熊本ものづくり塾および長洲町の木育推進員（一部は町職員），熊本大学教員・学生などが担当している。

図 1 くまもとものづくりフェア(2017)の様子

図 4 介護予防拠点施設で作成する教材の例

図 2 木育推進員養成講座(2017)の様子知る
木のことについて学ぶ

図 5 ものづくり活動の様子（円形木琴）

触れる

創る

さわってみる木を使ったものづくり

4. 介護予防におけるものづくり活動の調査
介護予防拠点施設におけるものづくり活動毎に情緒面に対して，どのような効果をもたらすのかを明らかにするために，本年度ものづくり活動に参加した人に対し，ものづくり活動の実施前と実施後に参加者の気分・感情の状態変化についてアンケート調査を行った。

木に親しみ木の良さについて知る活動
図 3 木育活動の概要

4.1 実施概要
3. 介護予防拠点施設におけるものづくり活動
熊本県，中でも長洲町では介護予防拠点施設にお長洲町の介護予防拠点施設におけるものづくり活動は，表 1 に示すように本年度既に 2 日，計 8 回の- 104 -

日本産業技術教育学会九州支部論文集 第25（2017）103〜108

ものづくり活動が実施された。製作時間は 45 分程度
で，アンケート記入は実施前 15 分，実施後 15 分を設け，実質の活動時間は計 1 時間 15 分程度であり，和紙のランプシェードと円形木琴を製作した。

4.2 調査対象者
調査対象者としては，表１に示した 8 箇所の内，上町を除く，赤田，宮崎，駅通，大明神，梅田，下東，中町の 7 箇所で実施されたものづくり活動に参加した人である。
表 2 に示すように 88 人の内，男性が 22 人，女性が66 人となり，女性に比べ男性の参加者が少ないのが特徴である。年代別でみると，50 代が 2 人，60 代が18 人，70 代が 35 人，80 代が 32 人，90 代が 1 人であった。参加者の平均年齢は 76.7 歳，最も年齢の高い参加者は 93 歳であり，今回の調査では，70 代～
80 代の参加者の割合多い結果となった。
表 1 平成 29 年度ものづくり活動の実施概要
日時

7月
28 日

8月
21 日

地区

時間

男性
(人)

女性
(人)

製作品

赤田

10：30～11：30

716

ランプシェード

上町

11：00～12：00

2

13

円形木琴

宮崎

13：30～14：30

2

10

円形木琴

駅通

14：30～15：30

0

11

円形木琴

大明神

10：30～11：30

0

5

円形木琴

梅田

10：30～11：30

7

8

円形木琴

下東

13：30～14：30

5

13

円形木琴

中町

13：30～14：30

2

6

円形木琴

表 2 調査対象者
年代

男(人)

女(人)

計(人)

50 代

0

2

2

60 代

9

9

18

70 代

10

25

35

80 代

3

29

32

90 代

0

1

1

計

22

66

88

ったくなかった（0）」から「非常に多くあった（5）」までの 5 段階のいずれか 1 つを選択させる。
なお，35 個の質問の内，5 個の質問については，得点に含まれない項目（ダミー項目）である。ダミ
ー項目は，友好（F）という尺度に分類される。残り30 個の質問について設問の各得点を一定の規則に従い計算し，結果は残り 6 つの尺度に分類され，得点化される。6 つの尺度とは，怒り－敵意（AH），混
乱－当惑（CB），抑うつ－落込み（DD），疲労－無気力（FI），緊張－不安（TA），活気－活力（VA）である。活気－活力（VA）は他の 5 つの尺度に対する逆
転項目になっている。これらの尺度に分類される質問の内容要素を表 3 に表す。これらの尺度の項目数，
最低得点，最高得点は表 4 の通りである。
これらの尺度から総合的気分状態と呼ばれる TMD
得点という気分・感情の状態変化を表す指標を求めることができる。TMD 得点の算出式を図 6 に示す。
TMD 得点は，感情的にマイナス要因である尺度の合計から活気－活力（VA）という感情的にプラス要因
である尺度の値を引くことから，TMD 得点を算出できる。よって，TMD 得点がプラスの値であると，マイ
ナス要因の値の方が大きいということになり，気分・感情の状態が良くないことを表し，心理的に疲労感が高い状態を示している。反対に，TMD 得点がマイナスの値であると，気分・感情の状態が良いことを表し，活力的な気分が高まっている状態を示している。
本研究においては，ものづくり活動の実施前と実施後の気分・感情の状態変化を明らかにしたいため，実施後の TMD 得点から実施前の TMD 得点を引いた差がマイナスの値であれば，ものづくり活動によって気分・感情の状態変化が好転しており，差がプラスの値であれば，ものづくり活動によって気分・感情の状態変化が悪化したという結果になる。
表 3 尺度に対する質問の構成要素
尺度

4.3 調査方法
調査方法としては，気分・感情の状態変化を評価することができる POMS2(成人用短縮版)を用いてア
ンケート調査を行った９）。POMS2 を用いることで，木育活動が情緒面に対して，どのような効果をもたらすのかを木育活動実施前・後の数値で比較し，評価することができる。なお，本研究においては，調査
対象者が高齢者であることを考慮し，質問項目の少ない成人用短縮版を用いた。

4.4 POMS2（成人用短縮版）について
POMS2 の成人用短縮版は，形容詞を用いた 35 個の質問によって構成されている。各質問に対して「ま- 105 -

AH

怒り－敵意

CB

混乱－当惑

DD

抑うつ－落込み

構成要素
怒り，他者への反感，敵意，
不機嫌
当惑，認知効力の低さ
自分に対する無価値観，徒労感，感情的孤立感，悲しみ，罪悪感FI

疲労－無気力

疲労感，無気力，活力低下

TA

緊張－不安

緊張，精神運動，不安

VA

活気－活力

元気さ，躍動感，活力の高さ

F

友好

ポジティブな気分・感情

TMD

30

-20

100

ミー項目以外の 30 項目において，1 項目でも欠落や重複回答があると TMD 得点を算出することができな
いため，有効回答率が低い結果となった。

AH

5

0

20

5.1 男女別にみる TMD 得点の差の比較

CB

5

0

20

DD

5

0

20

FI

5

0

20

TA

5

0

20

VA

5

0

20

性別でみた場合，男性：－4.9 ポイント（前：n=14，
後：n=14），女性：－1.8 ポイント（前：n=29，後：n=35）と変化した。女性と比べて男性の方がものづ
くり活動による気分・感情の高揚が高い結果となり，性別による違いが見られた。

F

5

0

20

5.2

表 4 尺度毎の項目数，得点の最小値と最大値
尺度
項目数
最低値
最大値

マイナス要因プラス要因

TMD ＝ AH ＋ CB ＋ DD ＋ FI ＋ TA － VA
図6

TMD 得点の算出式

5. 介護予防におけるものづくり活動の効果
長洲町の介護予防拠点施設での調査結果を表 5 に示す。木育活動の実施後の TMD 得点から実施前の TMD
得点を引いた差の値を分析する。なお，本調査における有効回答率(数)は実施前 50.0%（n=37），実施後56.8%（n=42）となった。これは，ものづくり活動実
施前・後のアンケートを共に有効に回答している人
数が少なかったため，実施前・後それぞれの有効回
答を拾い上げ，TMD 得点の平均値として算出したためである。調査対象者が高齢者であることを考慮して質問項目の少ない成人用短縮版を用いたが，回答
項目の欠落や重複回答等が発生していた。原因としては，質問数の多さ，質問の文字の小ささ，質問に対応する解答欄の分別のしにくさ，回答できている
かのスタッフの確認作業不足が考えられる。さらに，
質問の意味が理解できず，5 段階評価の中で，0 と 4のどちらがプラスとなる回答なのかが分かりにくいという意見もあった。POMS2 は，集計の特性からダ

年齢別にみる TMD 得点の差の比較

年齢別に見た場合，最も効果が見られたのは，60
代：－16.1 ポイント（前：n=9，後：n=10），次に 80
代：－3.6 ポイント（前：n=15，後：n=18）であった。
効果が見られなかった年代は，50 代：8.5 ポイント
（前：n=1，後：n=2），70 代：3.6 ポイント（前：n=17，後：n=19）となっており，年齢による差がみられた。なお，本調査では有効回答数が，どの年代もあまりにも少ないため，年齢による効果の違いについては言及することは難しい。

5.3

題材別にみる TMD 得点の差の比較

題材別に見た場合，わしのランプシェード:1.4 ぽイント（前：n=13，後：n=15），円形木琴：－4.4 ポ
イント（前：n=30，後：n=34）と差が見られた。図7 と図 8 は介護予防拠点施設での製作題材の写真である。この差の要因については，有効回答数が少な
いため断言することは難しいが，製作の難易度による差が考えられる。和紙のランプシェードの方が，部品数および作業工程数が多い。よって，和紙のランプシェードは，多様な作業を複数の道具を使用することになり，円形木琴よりも難易度が高くなっている。それにより心理的な疲労感に繋がったのではないかと考えられる。よって，円形木琴程度の部品数や作業工程を持つ題材が介護予防拠点施設で実施するものづくり活動の題材として，有効であると推測される。今後，さらに他の題材についても調査を行う予定である。

表 5 介護予防拠点施設での調査結果
大項目

小項目

年齢

題材

TMD 得点
実施前

実施後

88

9.4(N=43)

6.8(N=49)

-2.6

男性

22

13.3(n=14)

8.4(n=14)

-4.9

女性

66

7.9(n=29)

6.1(n=35)

-1.8

50 代

2

-9.0(n=1)-0.5(n=2)

8.5

60 代

18

14.4(n=9)-1.7(n=10)

-16.1

70 代

35

6.4(n=17)10.0(n=19)

3.6

80 代

32

12.5(n=15)

8.9(n=18)

-3.6

90 代

1

-15.0(n=1)―

和紙のランプシェード

23

9.8(n=13)

11.2(n=15)

全体
性別

人数

差(後－前)

図 7 和紙のランプシェード―
1.4
図 8 円形木琴- 106 -

日本産業技術教育学会九州支部論文集 第25（2017）103〜108

6. 調査用紙および調査方法の検討
本研究では，多くの方にアンケートをお願いしたが，半数近くが無効となってしまった。このため有効回答数が少なく，詳細な分析や適切な判断が難し
い結果となった。今後は，高齢者でも回答しやすい
アンケート調査を行っていきたい。
具体的には，図 9 に示すように調査用紙の改訂を行う。ダミー項目である 5 つの質問を削除し，質問数を減らし，負担を減少させる。調査用紙を大きくし，文字も高齢者の方にも見やすい大きさにし，設問に対応する解答欄の分別がしやすいように質問項目毎に背景の色分け（無地とグレー）を行った。改良した調査用紙にアンケート記入をしてもらうが，集計の際には，その回答を正規の POMS2 の回答用紙に書
き写し，分析を行う。また，記入の時間を十分に確保し，スタッフが回収する時に全ての設問に回答してあるか，重複回答はないか確認作業を行うようにする。

さらに，質問の意味が理解できず，5 段階評価の中で，0 と 4 のどちらがプラスとなる回答なのかが分かりにくいという意見もあり，この点についても検討が望まれる。
また，調査を継続するにあたり，アンケートを読み上げたり，記載を代行するなどの回答支援のために多くのスタッフを用意するのは難しいため，このようなアンケート用紙の改善や，調査方法の改善が必要である。

７．おわりに
本研究の調査結果により，介護予防拠点施設におけるものづくり活動に対して参加者は，介護予防に有効とされる生きがいや，やりがいを認識しているだけでなく，情緒面への効果を調査した結果，気分・感情の状態変化が好転しているという指標（TMD 得点）の差がみられた。
しかし，有効回答率が半数程度であったこと，実
施前・後での対象者数が異なることから，ものづく
り活動により気分的感情の状態変化が好転したとは断言しにくい。また，ものづくり活動実施前・実施
後の TMD 得点の差が極端に変化している例もあり，その結果が妥当なものであるのか判断が難しい回答もあった。そこでアンケートに自由記述による感想も加えることで，判断が難しい回答については，感想の記載内容と比較して，取り扱いを検討することも考えられる。また，感想の記載内容を用いても判断できない場合は，聞き取り調査等を設け，より妥
当な結果に近づけていきたい。
これらの活動については，継続的に調査を行い，有効回答数を増やすことにより，男女別，年齢別，製作題材別などの詳細な効果についてもさらに明らかにしていきたい。

謝辞
本研究は，日本学術振興会の科学研究費補助金（基盤研究（C）16K07811（代表：田口浩継）の助成を受けて実施されました。また，介護予防拠点施設におけるものづくり活動の実施については，長洲町の中逸博光町長始め，長洲町役場福祉保健介護課
地域支援係のご協力を頂いております。ここに記して謝辞を示します。

参考文献

図 9 改良した調査用紙(上：表・下：裏)

1)厚生労働省「これからの介護予防」：
http://www.mhlw.go.jp/file/06-Seisakujouhou12300000-Roukenkyoku/0000075982.pdf（最終閲覧2017.10.28）
2) 伊藤愛・牛尾裕子：介護予防の視点に立った効果的関わりに関する事例研究，兵庫県立大学看護学部・
地域ケア開発研究所紀要，15，(2008)， 135-147- 107 -

3) 活木活木森ネットワーク：木育.jp
http://www.mokuiku.jp（最終閲覧 2017.１0.28）
4) 田口浩継：介護予防等に関連した木育活動の試行，
日本産業技術教育学会第 28 回九州支部大会（佐賀）講演要旨集，(2015)，49-50
5) 田口浩継･牧星太郎･原嶋友子･佐藤眞巳：介護予防に資する木育活動の検討，日本産業技術教育学会九州支部論文集，24，(2016)，39-44
6) 田口浩継：森林親和運動としての木育-ものづくりの復権と森林化社会の実現-，九州大学出版会，(2017)，123-131

7) 中逸博光：町全体での木育・ものづくり活動の取り組み，第１回木育・森育楽会九州大会講演要旨集，7， (2015)
8) 田口浩継・楊萍・原嶋友子・佐藤眞巳：地域の素材を活用したものづくり教育用教材の開発，熊本
大学教育実践研究，25，(2008)，125-130
9) Juvia P. Heuchert， Ph.D. & Douglas M. McNair，Ph.D. 原著， 横山和仁監訳：POMS2 日本語版，金子書房(2015)

Abstract
The care insurance system was revised in recent years, and along with this, the each municipal
government is required to establish a prevention-oriented system contributing to the prevention of longterm care before the stage of the needed support or long-term care stage. The authors of this paper
clarified that manufacturing activities using wood (tree learning education called Moku-iku) conducted
at a preventive long-term care base facility have the same effects as activities provided by otherpreventive long-term care base facilities and the participants in those activities are aware of the reasonsfor living and rewarding believed to be effective for preventive long-term care. We investigated thechanges in the states of feelings and moods of participants before and after implementation of
manufacturing activities using POMS 2 (Adult-short), with the aim of showing the further specific effects
on emotions of participants through manufacturing activities conducted at the facility. As a result, it was
revealed that manufacturing activities at the preventive long-term care base facility positively affected
the feelings and moods of participants.
Key words: Moku-iku, manufacturing activities, prevention of long-term care, POMS 2- 108 -

日本産業技術教育学会九州支部論文集 第25（2017）109〜115

技術科教員養成における木材加工の技能教授のための教材「キューブパズル」の開発
Development of“Cube Puzzle” as Teaching Material for Skill Teaching ofWood Working in Pre-service Technology Teacher Education
坂田 桂一*

木下 龍**

Keiichi SAKATA*， Riew KINOSHITA*** Faculty of Education， Kagoshima University**Faculty of Education， Chiba University
本研究は，技術科教員養成においてアクティブ・ラーニングを取り入れた木材加工教材「キューブパズル」を開発することを目的とする。本教材の特長は２点ある。第一に繰り返し作業をさせることによって，学習者らに一定水準ののこぎりびきの技能を習熟させる点である。第二に学習者同士による相互評価の活動を取り入れた点である。製作時に学習者を二人一組とし，その誤りやつまずきについて指摘させた。この活動によって，のこぎりびき技能に関する教授内容の整理と，生徒のつまずきを読みとる能力を形成させることを意図している。また本研究はこの活動によって，学習者らの主体的・対話的な学習が促されると考えた。本研究は本教材を使用して実習を行い，その効果を学習者らによる作業の記録や記述類の分析によって検証した。その結果，のこぎりびきの技能や，教授内容を整理する力，相手を観察する力を向上させるといった教材「キューブパズ
ル」の有効性が明らかとなった。
キーワード：技術科教員養成，木材加工，技能教授，教材開発，アクティブ・ラーニング

１．はじめに「特定の条件のもとに特定の労働手段を合目的的に活用しうる能力」¹)である技能は，技術科発足以来，教育目標の柱の１つとされてきた²)。その一方で，技能の教授を技術科教育において否定的に捉える主張
もなされてきた3)。そうした技能教授に対して否定的な印象をもつ原因の一端はその指導方法にあると考えられる。個別の技能を教える際には，まず教師が主な手順や作業の要点を提示し，それに従って子どもたちに作業をさせる方法をとることが一般的であろう。
この方法は教師がその作業について詳細に分析し，教授を行っている点において一定の合理性をもつものの，「子どもを型にはめる発想になりがちである」4）。
そうした「型にはめる」技能教授の印象が学校教育に馴染まず，否定的な印象をもたらす理由の一端となっていると推測できる。
しかし，もとより技能の習得過程は，かつての徒弟制度にみられるように，師匠のわざを模倣し，探求(2017 年 10 月 31 日受付，2017 年 月 日受理)
*鹿児島大学教育学部**千葉大学教育学部
2015 年 8 月 22 日 日本産業技術教育学会第 58 回全国大会（愛媛）にて発表する主体的な活動であった。技能の習得は学習者の主体性を前提とするものであり，中学校技術科の授業においても，模範となる主な手順や作業の要点は示しつ
つも，学習の主体である生徒の意志を留意すべきと考えられる5)。また，そうした技能学習の展開を可能とするためには，教師自身が標準的な作業法をそのまま鵜呑みにするのではなく，一つひとつの要点を吟味しつつ，その技能習得の道筋を主体的に探究した経験が必要となるであろう。
一方で，次期学習指導要領において「主体的・対話的で深い学び」が強調される等，昨今では学習者の主体的な学び，いわゆるアクティブ・ラーニング（以下ＡＬと略記）が注目をされている。一律の指導方法
を強いることやそれを成り立たせるための教育条件
整備等については注視が必要ではあるものの，学習者の主体的な学びそれ自体は尊重されるべきものである。
また，学校現場において生徒のＡＬを支援するた
めには，教師となる学生自身が教員養成段階において，主体性を発揮した学習を経験しておく必要がある。
本研究はこうした視点をもとに，技術科教員養成において，技能教授のための力量形成を図ることをねらいとして，ＡＬを取り入れた教材の開発を目的とする。より具体的には，学生同士が互いの動作を観察し，助言，記録する活動である「相互評価」の学習活動を取り入れた木材加工教材「キューブパズル」を開発し，- 109 -

その有効性を明らかにすることを目的とする。

２．教材「キューブパズル」の概要
技術科の授業において，生徒の技能の獲得に向けて適切に指導するためには，少なくとも以下の３点の力量が技術科の教師に求められる。
第一に，当該技能に関する一定の習熟である。言うまでもなく，技能に限らず教師はその教える内容について一定程度の理解や技能を身に付けていることが求められる。また，教師がその技能を習得し，一定程度の水準にまで習熟していることは次に示す第二，第三の力量の形成における基礎となると考えられる。
第二に，その技能を教える際の要点となる教授内容の抽出，整理である。徒弟制度における見習い，聞き習うという教授法とは異なり，学校教育における技能教授は，材料の固定や姿勢，目線等の標準的な作業法に加え，力加減や切削時の音等，感覚的な事項に至るまで，それを教授内容として抽出，整理し，伝えることによって成り立ってきた。すなわち，学校教育における技能教授では，その作業の要点を教授内容としていかに抽出，整理できるかが教師に求められる。
第三に，技能の習得過程に表れる生徒特有のクセやつまずきを読み取り，助言することのできる能力である。ある作業を行う際，とりわけ手作業においては思いの他，その作業者が持っている姿勢のズレや利き眼等がその作業の結果に影響を及ぼすことは少なくない。また，そうしたクセが影響し，ある人は容易くできるのに対し，その他の人には遂行することが難し
いという作業もある。学習者の技能習得を成功裡に導くためには，教師はその学習者を外部から観察し，作業結果に支障をきたすクセやつまずきを修正できる
よう的確な助言活動を行う必要がある。
本研究は，上記３点の技能教授に関する力量の形
成を教育目標とした教材として「キューブパズル」を考案した。「キューブパズル」は，のこぎりによって角材を直角に切断することのできるようになることを目標としている。のこぎりびきを対象とした主な理
由は，のこぎりが大工道具史6)の観点からみて典型的とも言える道具であるからである7)。
「キューブパズル」それ自体は，数学教育等において主に立体観念の形成を意図して用いられており、既成の部品を組み合わせて，立方体を組み立てさせる教材である。本研究は，この「キューブパズル」の部品の製作過程に注目した。
「キューブパズル」は，図1に示すように，角材から切り出した立方体27個を基となる部品とし，それらの部品3～4個を組み合わせてパズルの部品として接着，製作する。基となる部品は27個必要であるため，切断作業も27回以上，複数回課されることになる。また，切断作業に一定の精度が保たれていないと，

図1 「キューブパズル」
パズルとしての仕上がりも粗雑となる。以上のように
キューブパズルは，複数回の作業を課す点，また一定程度の精度が要求される点において，のこぎりびき作
業について一定水準の習熟を求める本研究の目的に適していると考えた。
「キューブパズル」の製作における主な工程は，角材の切断，切断片の測定及び記録，やすりによる修正，パズルの考案及び接着，組立である。本研究は，切断後に必ず部品となる切断片の測定を学習者に課した。
技能教授に関する先行研究においては，しばしば学習者にフィードバック情報を適切に与えることの重要性が指摘されてきた。かんなの薄削りの技能教授を行った直江貞夫 8)は，削り屑の薄さを測るためにデジタルマイク
ロメータを扱ったところ，生徒の意欲が目に見えて増加したことを報告している。同様に長沢郁夫 9)，10)は，山下晃功が開発した「診断カルテ」を用いた実践を報告し，作業結果の精度を測定し，結果を知らせることが生徒の技能の獲得において良好な影響をもたらすことを指摘している。これらの指摘は，技能学習における測定の重要性を示すものである。これに関連して森下一期は，「自分の練習の結果を自分で評価できれば，次の目標も設定することができ，次々と練習を重ねることができる」11)と，作業毎に測定，自己評価することの有効性を指摘している。重要な示唆であると考えられる。
本研究は角材の切断後、図 2 のように切断片の四隅にノギスをあて、四辺の長さを測定し，記録させた。これによって，自らの作業の確からしさをフィードバック情報として与え，その後の作業精度の向上につなげることを意図している。より具体的には、あらかじめ木端面に対して垂直に切断した木口面を基準とし，その木口面から切断面までの長さを四隅において測定させることによって，その傾きを間接的に把握させた。それぞれの測定
値の値が近い程，基準となる木口面に対して平行かつ木端面に対しても垂直に切断されたこととなる。さらに，作業の結果を逐一記録させることによって，自らの作業と作業結果の関連を分析的に捉えさせる学習活動を促した。

- 110 -

日本産業技術教育学会九州支部論文集 第25（2017）109〜115

図２

測定の方法

また，フィードバック情報に関しては，作業結果
のみならず，自己動作フィードバックの有効性も検討されてきた。木村誠12)は，小学生及び中学生ののこぎりびき動作をビデオカメラによって記録し，後日同学習者を対象にその映像を見せながら指導することによって，自己動作に関するフィードバック情報を与える指導法の有効性を検証した。本研究は，この観察を通して学習者に動作に関するフィードバック情報を与えることの有効性に注目した。本研究は，この活動をより客観的に行うことを意図し，また，本教材の教育目標の１つである「クセやつまずきを読み取り，助言する能力」の形成をねらいとして，二人一組となり，学習者の作業中の動作をもう一方の学習者が観察し，助言しあう活動（以下，これを「相互評価」とする）
へと組み替えることにした。また，相互評価における助言の内容は，口頭で伝えるだけでなく，記録用紙に記述させることにした。これによって，のこぎりびきを指導する際に伝えるべき教授内容をより客観的に文章として表現させることを意図している。
より具体的な「キューブパズル」の製作工程は次の①～⑥の通りである。①断面 30 ㎜×30 ㎜，長さ 910 ㎜のベイツガの角材を材料として，図３に示すように，直尺及び直角定規を用いて木口面から 30 ㎜の箇所に切断線をけがき②木工万力，
もしくはクランプで材料を固定し，のこぎりを用いて切断させた。切断の際には，基準となる木口面に対して平行に（木端面に対して垂直に）切断することを目標とするよう強調した。③切断作業の内，最初の５回を二人ないし三人一組で行わせ，観察者は動作の内容を記録し，誤り等を指摘④切断後は切り落した
各部品の四隅について，基準となる木口面から切断面までの長さをノギスを用いて計測し，記録用紙に記入⑤誤差が大きい場合は紙ヤスリを用いて修正，
指定の寸法
（30
㎜）を大きく下回った場合は適宜切断させた。切断後の断面は木端面の基準面に対して直角となるよう，教員が丸鋸盤を用いて修正し，上記の作業を部品が規定の数になるまで反復させた。⑥部品の完成後，その組み合わせを考えさせた後に接着剤を用いて接合，完成させた。

図３ 角材の切断

３．授業の展開
本教材を用いた授業は，鹿児島大学教育学部の授業科目である「技術科教育演習Ⅰ」の一部，５回分を用いて実施した。対象の学生は主に中学校技術科の免許取得を目指す２年次の学生である。本研究は２ヵ年分の講義を検証の対象とした。
2015 年の講義の対象学生の人数は８名，実施日は 11
月 11 日，18 日，25 日，12 月２日，９日であった。2016
年の講義の対象学生は 13 名であった。施設上の問題か
ら学生を６人と７人の２つに分け実施した。前半６人は10 月 19 日，26 日，11 月２日，９日，16 日に授業を行った。後半の 7 人は 11 月 30 日，12 月７日，14 日，21
日，１月４日に行った。５回の授業の内，１回目の授業
では，授業全体の目標や課題，測定器具であるノギスやスコヤの使い方を説明した後，①のこぎりの構造②材料の固定③持ち手と目線の位置④のこぎりと材料の角度⑤
挽きはじめ⑥ひき込み角度⑦力の入れ方⑧のこ身全体を使ってひくこと⑨腕の動き等，のこぎりびきの要点について配布物を用いて教示した。その後，各３回のこぎりびきの練習をさせた。その際，相互評価を行わせた。２回目は前回の簡単な復習と１回の切断練習の後に，「キューブパズル」製作用の木材を用いて切断と測定，相互評
価の活動を行わせた。３回目以降の授業では，課題等の確認をし，切断，測定の作業をさせた。５回目の講義ではほぼ全ての学生が切断を終了させ，組立ての作業に移った。ただし，完成にまで至らなかった者は，残りの作業を課外での活動とした。
次に本講義におけるＡＬの視点を示す。
上記のように，
本講義ではのこぎりびきに関する基本的な事項は示しつ
つも，姿勢や持ち方等を細部にわたって指定する方法はとらず，あえてその探究を学習者である学生らに委ねた。
そのため，のこぎりびきに 90 分の講義を５回という比較的多い時間を確保した。また相互評価という互いに観察し，助言をし合う活動を取り入れることによって，主体的にそのコツやつまずきを探らせ，相手に伝える対話- 111 -

記録にはビデオカメラ，デジタルカメラを各1台使用した。ビデオカメラは主に固定とし，教室全体を撮影した。また適宜，学習者の作業の様子を撮影した。

５．分析の結果と考察
以下，記録類の分析の結果について，前項に示した通り，本教材の教育目標である技能の向上，教授内容の整理，助言する能力の3つに即して考察を行う。

５.１
図４ 相互評価の様子的な活動を取り入れた（図４）。このように主体的な探究の場面と時間を保証するとともに，相互評価という対話的な活動を取り入れることによって，学習者らのＡＬを促すことを意図した。

４．記録類と分析の方法
学生らには授業毎に感想を記述させた。また，５回の授業後に，作業及び相互評価の結果を記録させた「作業記録票」の提出の他，「本教材の意義」及び，「のこぎりびきについて教える際に伝えるべき内容（教授内容）」を問う自由記述式のレポートを課した。本研究は学生によるこれらの記述資料を主な資料として，授業の映像記録を参考にしつつ，
本教材の教育効果について検討をした。
より具体的には，前述の教育目標との関連において次の第一から第三に示す通りに分析を行った。
第一に技能の習得については主に「作業記録票」をその判断の資料とした。
「作業記録票」に記された作業結果
から，四隅で測定した値の内、その最大値と最小値の差を算出し，その技能の向上の程度を判断した。加えて感想文やレポートの自由記述類もその予備的資料として扱った。
第二に教授内容の抽出，整理については 5 回の授業後に課したレポートや，毎回の授業後に提出させた感想を資料として扱った。それらの記述から，学習者らがのこぎりびき作業の教授内容について，いかなる内容を抽出したかを分析した。
第三に「クセやつまずきを読み取り，助言する能力」
については感想やレポート，「作業記録票」における相互評価の活動に関する記述について注目をし，その質的な内容について分析をした。
自由記述の分析については，質的研究法の手法を参考にした 13)。その手順としてはまず，感想等の記述類をより意味が明瞭になるよう抽象化した。それをさらにもとの記述の意味内容に注意しつつ，抽象化した。その上で学習者や記述の種類ごとに分類，整理を行った。これらの抽象化かつ整理されたデータと，もとの記述類の内容を往還しつつ把握し，本教材を用いた授業の意義を検討
した。

技能の向上

学習者は，のこぎりびきによる切断作業を繰り返すことによって，のこぎりびきの技能を向上させていた。
図５は切断片の四隅の長さ寸法の最小値と最大値の差の平均を切断ごとに算出した結果である。４回までは練習時，それ以降は「キューブパズル」製作時の値である。切断回数を増すごとにその差が漸減しているのがわかる。４，11，19回で値が上昇しているのは各講義における初回の切断時であるからだと考えられる。
第一回の講義においては，切断片の四隅の長さ寸
法の内，最小値と最大値の差が最大で3.90㎜あった学生もいた。しかし，練習を重ねるにつれ，その学生は最も良い記録で0.20㎜の差で切断することができていた。いずれの学生も最も良い記録で0.40㎜以内の精度で切断することができた。
ただし，技能の著しい向上は，初期（切断回数13回頃まで）に見られ，以後は学習者らの試行錯誤による不均質なばらつきをもって平原に達していた。これは一定の技能向上が見られた後，しばらくは格段の技能向上が見られない状態，いわば平原状態が続くとした桐原葆見14）の指摘と同様の結果と言える。
学習者の主観的な判断においても技能の向上は実感されていた。例を挙げるならば授業の３回目の感想において「だいぶまっすぐに切ることができるようになってきたと思う」というように自らの技能の向上を実感するような記述がみられた。また「本教材の意義」
について全ての学習者が「技能の習得や向上」を挙げていた。このことからも学習者らにとって本授業を通した技能の向上は実感されていたと考えられる。

- 112 -

図５

作業結果の平均値

日本産業技術教育学会九州支部論文集 第25（2017）109〜115

また，学習者らは「実際に厚みの違いを測ってとてもおどろいた。自分が想像していた以上の誤差であった」というようにのこぎりびき作業が予想以上に難しい作業であったという感想を１回目の授業後の感想文において記述している。学習者らは，これまで中学校の授業等でのこぎりを使用した経験があるだけに，のこぎりは当然ながら十分に使用できると認識していたと推測できる。しかし，学習者らは今回のように精度の向上を目標として作業をすることによって，その自己認識を崩し，のこぎりびき作業の難しさや奥深さを認識していた。
加えてこの記述は作業の結果を測定し，把握することの重要性について示しているものと考えられる。
学習者らは「実際にのこぎりびきをして，ノギスで測ってみるとどのくらいの精度で切断できたかが一目でわかった。数値で表すと，言葉の微妙な表現よりもよく分かる」や，「一つ切断するごとに寸法を測り，数値を記入し，現状での改善点を考え，次の部品の切断では（中略）様々な注意をし，切断を行うことで，作業しながらも考えを深めることができる」と作業結果の計測が自らの技能水準やクセの把握，またそこからの改善につながると述べていた。
さらに「人に見てもらうことと，自分で測ってみる
ことで自分の課題がはっきりとする」というように作業結果の計測と併せて，相互評価を行うことの意義について学習者らは述べていた。学習者らは「1人でのこぎりびきをしていると自分でも気づかないうちに間違ったクセが付いたり，真っすぐ切れていなかった
りすることがよくある。相方の人に教えてもらうこと
で自分自身がどのようなのこぎりびきをしているのか客観的に知ることができる」と相互評価の活動において相手から助言をもらうことによって，自分では気がつきにくいクセや傾向を把握していた。
また他の学習者は，「他者の問題点と自身の問題点が共通している場合，自身の実態を他者の作業を見ることで第三者目線から考えることができるため，違う角度からの改善点に気づくことができる」と，ペアとなったもう一方の学習者からのアドバイスによる改善だけでなく，自らがアドバイスをする側に立った
場合においても，相互評価の活動によって自らの動作の客観視が促され，結果的に自らの作業の改善につながることを示している。このように，相互評価の活動
は学習者らの技能習得にとって自らの動作を客観視するための重要な役割を果たしていた。

５.２

教授内容の抽出・整理技能習得の際の要点となる使用法やコツ等の教授
内容の整理については，その多くが中学校技術科の教科書に記されている内容や，１回目の授業において提示した一般的な使用法を追認するような形で表れた。

ただし，学習者らは，それら一般的な使用法を鵜呑みにするのではなく，自ら作業を行う中で主体的にその重要性を判断し，感想文及びレポートに「気づいた点」
や教授すべき内容として抽出，整理をしていたといえる。ある学習者は「視線の位置，顔の角度，刃の角度，
刃の向きに注意をしていたが，斜めになることが多く，ひじに注意をしなければならないと感じた」というよ
うに，注意しなければならない内容を列挙しつつもその重点として肘の動きに注目をしている。またある別の学習者は「（切断の）途中で角度は変えられないのではじめで角度を合わせておく」というように自らの動作について，切り始めにつまずきがあることを記している。このように自己の動作と結果との関連を分析することによって，のこぎりびきの要点を認識していた。
また，学習者らは姿勢等，客観的に観察できる事項の他，力加減や作業時の意識，切断時の音の変化，「集中」等といった心理面について記述していた。そうした主観的な感覚に大きく依拠する要点，つまりカンやコツと言われる点にまで学習者は気を配り，教授内容として抽出，整理しようとしていた。このように一般的に言われるような動作や操作法をこえて，そのコツを自分なりに表現しようとする様子が見られた。
以上のように学習者らは，自らその重要性を実感豊かに再認識した一般的な使用法及び，自らが発見した
カンやコツ等を教授内容として抽出，整理していた。
それに加え，学習者らはそれらの教授内容を教えるた
めの指導方法についてもレポートに記していた。
材料に挽き溝を入れる際の指導方法について，ある
学習者は「引き溝（原文ママ）の深さは約２～３㎜である。わかりにくい生徒には，１円玉二枚分の厚さ程度であると説明する。」と記していた。またこの学習者は，「生徒により分かりやすく伝えるために，説明するときに身近なものに例えることで生徒がイメージを浮かべやすく，伝えたいことが伝わりやすくなる。」とした。この学習者はこのように生徒への伝え方，提示の仕方まで想定をして教授内容を整理していた。
また，学習者らの自由記述からは「教師は作業中，生徒の様子をしっかりと観察し，生徒自身が試行錯誤しながらのこぎりびきの技能習得できる力をつぶさないよう，適切な場面で適切な助言をすることが大切である」というように生徒の試行錯誤や工夫を重視する見方がみられた。さらにこうした試行錯誤を促すた
めの働きかけとして，作業の結果を計測し，把握させることが有効であるとした。その手段として自分たちが中学生にのこぎりびきを教える際にも作業結果の計測と相互評価の活動を取り入れたいとしていた。

５.３- 113 -

助言する能力授業の映像記録や，相互評価の記録からは，相手に対して，目線や姿勢，刃の傾き等について助言する姿が観察された。このように，学習者らは，ペアとなった相手の動作を観察し，そこから助言をする学習を経験することができていた。
また，感想やレポート等においても相手に指摘されることで上達したという記述がみられた。相互評価の一定の効果が認められる。
ただし，第３回の授業において「（相互評価の際に組んだ相手に）『ずれている』と言われて無理に刃の向きを修正してしまっていたので，なおさら正確さに欠けてしまった」（（）内筆者注）というように相手からのアドバイスによって混乱したという感想の記述も見られた。この学習者はその前時である第2回の授業においては「アドバイスをもらいながらやったので，少しずつだが正確になった」というように相互評
価の良さについて記している。このように指摘されることによって，自分では気づくことの難しいクセや誤りを知ることのできるという相互評価の効果を認識しつつも，それを過度に意識すると逆効果になるとしている。このような感想は多くの学習者らによって指摘されていた。例えばある別の学習者は「イメージしようと思っても同じ方向に曲がってしまう。生徒に助言する時にはイメージするというのは使えないなと思った」と記している。この指摘はアドバイスの仕方
や受け止め方に関して課題を示していると言えよう。
それに対し，「また意識することも大切だが，目の位置を変えたり等具体的に失敗したときより切り方を変えることも大切だと感じた。」というように心理的な改善点だけではなく具体的な行動や動作を行うことの有効性について気づく記述も見られた。このように学習者らは，技能の習得過程において，相手の動作を観察し，助言する活動の重要性を認識しつつもその難しさや課題についても実感をもって把握していた。

６．おわりに本研究は，技術科の教員養成における技能教授のための教材開発の一環として，相互評価を取りいれた
教材「キューブパズル」を開発し，その有効性を検討した。学習者らによる授業後の感想やレポート，作業
記録票等の記録類を分析した結果，次のことが明らかになった。
第一に学習者の技能の向上が見られた点である。
本教材を通して学習者らは、誤差0.40㎜という一定の範囲内で当該の切断作業を行うことができた。またそうした一定の水準をもった技能を獲得することができたその背景には、その作業の反復に加えて、作業結果の計測や相互評価をもとにした試行錯誤の活動があったことが自由記述類の分析から明らかとなった。
第二に技能教授における教授内容の抽出、整理を促していた点である。学習者らは，教員によって最初に提示されたのこぎりびきの要点を，作業を通じて追認するだけでなく，その細部について自分なりにまとめている様子が自由記述類の分析によって確認された。また，力加減や作業時の意識、音等，いわゆる感覚やカン，コツと言われる内容についても記述し，整理する様子がうかがえた。
加えて学習者らは，中学生にのこぎりびきの技能を教授することを想定した際に，生徒の主体性を大切にした体験的な学習や試行錯誤する活動を積極的に取り入れようとしていた。前述のように、技能の教授場面においては，子どもを型にはめる発想になりがちである。学習者らは「キューブパズル」の製作過程において自らが主体的に技能について探求することができたからこそ，そうした主体的な活動の良さに注目できたものと考えられる。
第三に，二人一組となった相手のつまずきやクセを読み取り，助言する経験を得られた点である。学習者らはそれらの経験に加え，助言された内容と自らが作業時に感じた感覚の不一致から，助言することの難しさを認識していた。またそうした助言活動の難しさを克服するための改善点として，意識という心理面に対する助言にとどまらず，具体的な動作の改善等を促すことの重要性に気づいていた。
学習者らはこのように，既知の事項を鵜呑みにするのではなく，自らの経験や解釈に基づきながら，主体的にのこぎりびきの技能の要点をまとめていた。また，相互評価という互いに助言しあう対話的な活動によって当該技能を高めるとともに，この活動の有効性を認識していた。本教材はこのように技術科の教員養成における技能教授のための教材として，ＡＬの最も基本的な部分である主体的・対話的な学びに対し一定の有効性をもつものと考えられた15)。
以上のように，学習者らによる記録類の分析から，本教材のもつ技術科教員養成における技能教授に対する一定の有効性が示された。一方で，課題も示唆された。とりわけ，相手のつまずきやクセを読み取り，助言をすることのできる能力の形成については，より適切な助言活動をひきだす教材づくりが必要となる。
今後の課題としたい。
なお，本研究はJSPS科研費若手研究（B）「技能教授のための力量形成を図る技術科教員養成の研究」（課題番号JP16K17453）の助成を受けて行った。

注及び参考文献- 114 -

1) 相川春喜：『唯物論全書 技術論』，三笠書房，（1935），pp.146-147
2) 木村誠：「学習指導要領と生徒指導要録における『技能』の位置－技術科教育における技能の位置（Ⅱ）－」『名古屋大学教育学部紀要（教育学科）』第 36

日本産業技術教育学会九州支部論文集 第25（2017）109〜115

巻，（1989），pp.305-313
3) こうした技能の捉え方や位置づけについては、
森下一期:「技能教授の再検討」『技術教育研究』第35号，（1990），pp.1-19 において詳細な解説が加えられている。
4) 佐々木亨，近藤義美，田中喜美編著:『改訂版技術科教育法』，（1994），pp.46-47
5) 同上46) 村松貞次郎:『大工道具の歴史』，岩波新書，（1973）p.71で，村松はのこぎり及びカンナを「大工道具の王者」と称し、大工道具の典型として位置付けている。
7) 大谷忠:「加工技術の学習を構成する切断加工の教育内容のモデル」『日本産業技術教育学会誌』
第47巻第4号，（2005），pp.323-330
8) 直江貞夫:「日本一の薄削りの名人が来た！」『技術教育研究』第66号，（2007），pp.30-35
9) 長沢郁夫:「技能診断カルテを利用したものづくり」『技術教室』No.659，（2007），pp.4-910) 長沢郁夫:「診断カルテを活用した技能指導と評
価」『技術教室』No.663，（2007），pp.4-911) 前掲4
12) 木村誠:『子どもの工作遊びと技能学習』技能教授研究会，（1996）
13) 佐藤郁哉:『質的データ分析法』新曜社，（2008）14) 細谷俊夫:『岩波講座現代教育学11 技術と教育』岩波書店，（1961），pp.84-92
15) 2017年３月に改定された中学校学習指導要においては，アクティブ・ラーニングという用語の代わりに「主体的・対話的で深い学び」が用いられることとなった。本研究はこの内，「深い学び」と技能習得との関係の検討については課
題を残している。ただし，溝上慎一:「アクティブ・ラーニングにおける深い学び」『ＫＧＫＪＯＵＲＮＡＬ』Vol.52-1，開隆堂，（2017）p.11
において溝上は，「知識が単独で棒暗記のように記憶される」いわゆる「浅い学び」と対比させて「深い学び」を「さまざまな知識や経験，
考えとの関係の中に位置づけられ構造化されること」としている。本研究における学習者らは，
前述のように提示された内容をそのまま受け入れるのではなく，経験に基づきながら細部にわたって，のこぎりびきの教授内容をまとめていた。そこには「浅い学び」に止まらない学習があったものと考えられる。

Abstract
The purpose of this study is to develop “Cube Puzzle” as an “Active Learning” wood working teachingmaterial in Pre-service Technology Teacher Education. This teaching material has two characteristics.
The first is that learners acquire a certain level of proficiency in sawing skills by performing a repetitivetask. The second characteristic is that learners evaluate each other as they are working. Learners pointout their partner’s mistakes and troubles when they are paired at work. This study aims to make thelearners proficient at analyzing and teaching the required wood working skills to students by studying
their partner’s mistakes and the troubles encountered by them. This study intends to encourage learners’
Active Learning through this teaching activity. It verified the effect of the teaching material by analyzing
the work records and documentation of learners pertaining to this activity. The study revealed theeffectiveness of the “Cube Puzzle” as a teaching material that improved the manipulative skill of sawing,
the ability to analyze the required teaching skills, and the ability to observe others effectively.
Keywords : Pre-service Technology teacher education, Wood working, Skill teaching, Development ofteaching materials, Active learning- 115 -

- 116 -日本産業技術教育学会九州支部論文集 第25（2017）117〜124

ICT－APDCA

開発・実践
併 し 取組について－Development and Practice of an In-school Training Program to Improve theSkills of Utilizing ICT for Teaching- About the Approach Combined APDCA Cycle and Using Rubric 倉元賢一*
Kenichi KURAMOTO
Satsumasendai City Kaiyou Junior High School
本研究では，ICT 活用指導力向上のための校内研修プログラムを開発し，その効果を検証した。ICT 活用指導力に関する調査は，毎年全国で行われ向上してきてはいるが，『授業中に ICT を活用して指導する能力』については，2016 年の全国平均では 73.5％が否定的であり，自信をもって指導していない教師が依然として多い。
このような現状を改善するための一つの方策としては，研修の充実が考えられる。しかし，多忙な学校現場では時間の確保が難しく，効率のよい研修が求められる。また，ICT 活用指導力に関する意識では，主観的で個人による認識の差が大きいことがわかった。特に苦手意識を感じている教師は，ICT 活用指導力の調査において，難しいという意識が先行し，適切に自己を評価できていないことがわかった。さらに，何を研修して良いのか分からないという声も聞かれ，効率のよい研修プランを作成することが求められている。そこで，ルーブリックを活用し，自分の現在の ICT 活用指導力に関する実力を適切にアセスメントし，研修を進めていく
APDCA プログラムを考案した。具体的には，ルーブリックを活用し，自己をアセスメントし，その上で適切な研修のプランを立て，研修を実行し，その成果をチェックし，次の研修の明確な目標を立てられるようにした。その結果，実力に応じた明確な目標の研修を行うことができるようになり，ICT 活用指導力が向上するという結果が得られた。
キーワード：ICT 活用指導力，ルーブリック，APDCA，離島，情報教育

１．はじ に
子供たちに，情報化やグローバル化など急激な社会的変化の中でも，未来の創り手となるために必要な資質能力を確実に備えることができる学校教育を実現するために，次期学習指導要領では，「何を学ぶか」だけではなく，「どのように学ぶか」「何ができるよ
うになるか」という視点も重視している。「どのように学ぶか」については，ICTの特性・強みを「主体的・対話的で深い学び」の実現につなげ，学びの質を高め
ICTの活用方法についての実践的研究と成果の普及が求められている。
また，平成27年12月の教員の資質向上にかかる改革の具体的な方向性①これからの学校教育を担う教員の資質能力の向上について〜学び合い，高め合う教員養成コミュニティの構築に向けて〜（中教審答申）(2017 年 10 月 31 日受付，2018 年 1 月 4 日受理)
*薩摩川内市立海陽中学校
2017 年 10 月 第 30 回九州支部大会にて発表によると，主な課題として研修・採用・養成が取り上げられている。研修に関しては，「教員の学ぶ意欲は高いが，多忙で時間確保が困難」，「自ら学び続ける
モチベーションを維持できる環境整備が必要」，「アクティブラーニング型研修への転換が必要」，「初任者研修・十年経験者研修の制度や運用の見直しが必要である」とされている。さらに，新たな教育課題（アクティブラーニングの視点からの授業改善，ICTを用いた指導法，道徳，英語，特別支援教育）に対応した養成・研修が必要であるとされている。
さらに，現職研修の改革として，継続的な研修の推進を挙げている。具体的には，校内の研修リーダーを中心とした体制づくりなど校内研修推進のための支援等の充実，メンター方式の研修（チーム研修）の推
進，大学，教職大学院等との連携，教員育成協議会活用の推進，新たな課題（英語，道徳，ICT，特別支援教育）やアクティブラーニングの視点からの授業改善等に対応した研修の推進・支援が上げられている。これらの養成・採用・研修を通じた方策は，「教員は学校で育つ」との考えの下，教員の学びを支援するという方向性が示されている。このことから，学校現場では校内での研修の充実が求められているといえる。しかし，多忙で時間確保が困難という現場から考えても，- 117 -

効率良く研修を行うことが課題である。
ところで，社会のあらゆる分野で情報化が進展し，情報化の主役は個人となっている現在，一人一人の子どもたちに情報活用能力を身に付けさせることは，ますます重要になってきている。また，教員あるいは子どもたちがICTを活用して学ぶ場面を効果的に授業に取り入れることにより，子どもたちの学習に対する意欲や興味・関心を高め，「わかる授業」を実現する
こと，つまりICT活用指導力の向上が求められている。
ICT活用指導力の向上は，政策課題としても位置付けられており，政府の「e－Japan戦略」（平成13年1月IT戦略本部決定）のもと「概ね全ての教員がコン
ピュータ等を使って指導できるようにする」ための様々な取組が実施されてきた。その取組としてのICT
機器の整備に関しては，「IT新改革戦略」（平成18年1月IT戦略本部決定）で「ITを活用した学力向上等のための効果的な授業や，学ぶ意欲を持った子どもたちがITを活用して効果的に学習できる環境の実現」
等のために各学校に実物投影機，電子黒板等の機器が整備された。しかし，「全ての教員のICT活用能力を向上させる」という目標に関しては，毎年の調査の度に向上しつつあるが，さらなる向上が求められる項目もある。そうした能力の基準は，「教員のICT活用指導力の基準（チェックリスト）」として文部科学省により策定・公表されたが，その範囲は，授業におけるICT活用の指導だけでなく情報モラルの指導ができることや，校務にICTを活用できることも含まれている。このことは，「教員のICT活用指導力」が，これからの教育の情報化の時代において，全ての教員に求められる基本的な資質能力であることを意味するものであり，それを向上させるためにどのように研修していくか，今後大きな課題になると考えられる。
教員のICT活用指導力の基準は，2006年1月に公表された「IT新改革戦略」を受けて文部科学省が策定したもので，A. 教材研究・指導の準備・評価などにI
CTを活用する能力，B. 授業中にICTを活用して指導する能力，C. 児童のICT活用を指導する能力，D.
情報モラルなどを指導する能力，E. 校務にICTを活用する能力である。
文部科学省の毎年の調査では，どの能力も上がってはいるが，Bの『授業中にICTを活用して指導する能力』と，Cの『児童のICT活用を指導する能力』に関しては，それぞれ73.5％，66.2％と授業中にICTを活用して指導する力などに自信を持っていない教員が多いことがわかる15）。
また，平成27年度にICT活用指導力の各項目に関する研修を受講した教員の割合は全国では38.3％，離島である本校では平成28年度で8％であった。（図1）

図 1 ICT 活用指導力の各項目に関する研修を受講した教員の割合

学校現場での校務の多忙さは様々な場面で言われており，その弊害として，研修へなかなか行けないという現実もある。
さらに，学校現場ではICT機器の活用に積極的な教師もいれば，どのように活用して良いか分からないという教師もいる。しかし，その有用性については周知
している場合も多く，使ってはみたいが，始めの一歩が踏み出せないといったケースも多い。
加えて，学校現場では指導主事やICT支援員が常駐していないため，ICT活用指導できる教師が自然とメンタリングしていることも多い。久村によればメンタ
リングとは，「知識や経験の豊富な人々(メンター)が，未熟な人々 (メンティ)のキャリア形成と心理・社会的側面に対して，一定期間継続して支援すること」である9)。また，HargreavesとFullanによれば，教員として実際に真に貢献できていくのは8年目以降であり，教員を育てるためには，一律の研修プログラム を一斉に行うより，次の4点が重要であると指摘している
9)。
①各教師のキャリアステージでの課題や文脈に応じた研修。
②教員文化や地域に根差した学校ベースでの取組。
③学校を越えた専門的な学習組織の尊重。
④上記の3点を促進するための支援体制の確立。
学校現場でICT活用指導力を向上させるためには，
上記の①②の取組が日常的に行われることが必要であり，これは個々の教員の課題に応じて学校ベースで行われるOJT(On the Job Training=現任訓練)が手段の一つとして考えられる。つまり，学校内で行われている様々な活動や取組は，教員の育成の観点から見直すと，日常的な職場内での人材育成であるOJTとして機能していると考えられる。また，浅野は，小学校
では「意図的な育成活動」と「無意図的な育成活動」の全ての方法が可能であるが，中学校と高等学校では，
意図的な育成活動が難しく，無意図的な育成活動に着目する発想が重要であると述べている9)。
そこで，多忙化する学校現場の中で，より効率的に，効果的な研修を進めるために，ICT活用指導力の中でも特に項目Bの『授業中にICTを活用して指導する能力』を向上させることを目的として校内研修プログラ
ムを開発し，実践した。具体的にはルーブリックを用いて自分の現在のICT活用指導力を適切に把握した- 118 -

日本産業技術教育学会九州支部論文集 第25（2017）117〜124

上で，APDCA(Assessment(実態把握)→Plan(計画)→Do(実施)→Check(評価)→Action(改善))サイクルを用いて，個々のICT活用指導力にあった研修の進め方を提案し，個人での研修，及び校内研修で実践した。

２．予備調査予備調査としてICT活用指導力の項目B『授業中にICTを活用して指導する能力』について質問紙形式の調査を行った。評価は，4 わりにできる，3 ややできる，2 あまりできない，1 ほとんどできない，の4段階で自己評価とした。調査対象は，鹿児島県内の離島公立中学校教諭10名である。年齢層は50代2名（男性2名），40代3名（男性2名，女性1名）30代3名（男性2名，女性1名），20代（女性2名）である。同時にICT活用指導力に対する意見や考えを口頭で質問した。

また，
ICT 活用指導力に対する意識を口頭で質問した。
実物投影機を日常的に使用している教師で「ややできる」や「あまりできない」と答えていた教師に質問したとこ
ろ，『どのくらいできると「わりにできる」と答えて良いのかわからない。
』『使ってはいるが，効果がどのくらいあるのか客観的に評価するのは難しい』『もう少し具体的な説明があったら答えやすい』などの回答が得られた。
2.1.1 調査に対する工夫
調査結果から，質問に具体例を加えることで，より正確な調査結果が得られ，自分の ICT 活用指導力をより正確にアセスメント(実態把握)できると考え試行した。具体例については，平成 19 年 3 月に文部科学省（教員のICT 活用指導力の基準の具体化・明確化に関する検討会）
15)から出された資料をもとに，質問項目に説明を加えた調査用紙（図 4）と具体的な活用例を示した補助資料（図5）を作成し，より具体的に自分の現在の活用指導力を評価できるように工夫した。そして，再度回答してもらうと B-2 の項目で，“あまりできない”から“ややできる”
へ変わった対象が 20％いた。このことから質問項目をより具体化することで，自分の ICT 活用指導力をアセスメ
ントしやすくなると考えられる。

図 2 ICT 活用指導力の項目 B

2.1 調査結果
調査の結果，各項目について，「わりにできる・ややできる」と回答した割合の平均は 63.6％であり，全国平均の 73.5％よりもかなり低いことがわかった。また，各項
目を 4 下位項目×4 点満点で比較したところ，
記述統計量

図 4 ICT 活用指導力質問紙に説明を加えたもの

は表 1 のようになった。このことから自信を持って授業
中に ICT を活用して指導している割合が少ないことが窺える。
表 1 研修前の ICT 活用指導力得点
研修前
2.8(N =10)2.6
B-2 課題意識
2.6(N =10)2.4
B-3 わかりやすい説明、
2.7
思考・理解を深める(N =10)2.4
B-4 知識の定着
2.7(N =10)2.4
各項目の下位項目の総計（16点満点）
B-1 興味関心

MEAN
SD
MEAN
SD
MEAN
SD
MEAN
SD

図 5 ICT 活用の具体例を示した補助資料の一部

３.ICT

作成

ルーブリックはアウトカムズ（目標とする状況や状態，
機能のレベル，行動，態度，知識，スキルなどが現状，

図 3 本校の ICT 活用指導力項目 B の結果

あるいは初期状態からどのように変化するかに関する明
確な記述）の合否だけでなく，達成度の程度を示す基準である。すなわち，定量的な基準を示すもので，アウト- 119 -

カムズを構成する学習・教育到達度目標を具体的・定量的に評価するための基準ともいえる。
表 2 ICT 活用指導力のルーブリック

4.1
方法
本校では ICT 活用指導力に関する全体での研修は，年に 1 回しか企画されていない。しかし，授業で使ってみたいという要望が寄せられることが多い。
そこで，
図 6 に示すように個人での研修の希望を随時受け付け，適宜対応していくようにした。また，図 7
図 7 研修カード（機器の説明）のようなルーブリックにそ こ で ， UNESCO 2010 ICT TRANSFOMINGEDUCATION7)を参考に ICT についての学習（主に機器活用）
・ICT を活用した指導（主に指導方法）について
表 2 のようなルーブリックを作成した。このルーブリッ
クを活用すること

表 3 ルーブリックの記録表

で，自分自身の現在の機器の活用力や指導力を客観的にアセスメン
トすることができるた

即した ICT 活用指導力向上のための研修カードを作成
し，個人でも研修できるようにした。
この ICT 活用指導力向上のための研修カードを作成するにあたっては，ICT を活用した学習モデルとして引用される SAMR モデルの S（Substitution:代替利用）と A（Augmentation:機能有効利用）を中心に作成した。特にルーブリックの S に当たる部分は三井の先行研究 29)をもとに研修カードに活用事例を載せた（表 4）。
表 4 SAMR モデルによる ICT 活用事例

め，今後の自分自身がどのような研修を進めていけば良いかというプランを立てやすくなると考えた。
研修を行う前に，表 3 のルーブリックの記録表で自分の現在の位置を確認し，自分の課題をアセスメントした
上で研修に臨むことで，より効果的な研修ができると考えられる。

４.APDCAい

計画 作成

多忙化する学校現場では研修に十分な時間をさけないことも多い。そこで，研修の効率化のために，3．項で述
べたルーブリックを自分の能力のアセスメント(実態把握)として活用し，その結果から自分の課題を明らかにした 上 で ， 研 修 を 進 め て い く Assessment( 実 態 把握)→Plan(計画)→Do(実施)→Check(評価)→Action(改善)のサイクルで行う図 6 のような研修プログラムを考案した。

この活用事例には，本校に整備されている電子黒板，
実物投影機，デジタルカメラ，DVD 再生機，タブレッ
ト PC，パソコン室の教師用パソコン・生徒用パソコン
でそれぞれ考えられる活用場面を示した。校内での集団での研修でも，個人の研修でも新しい活用方法があった
場合，新たに書き加えて研修の結果を相互に共有できるようにした。

５．実践 結果
5.1 実践 方法
本実践は，ICT 活用指導力の校内研修 10 名と個人的な研修を行った 2 名で行った。校内研修では，それぞれの機器の説明と具体的な活用法を研修カードや実際の操作をしながらの説明を行った。また，個人的に研修した

図 6 APDCA サイクルで行う研修計画

2 名は，それぞれの授業で使いたいという要望に即して研修カードや実際の操作説明を通して研修を行った。
5.2 実践 結果- 120 -

日本産業技術教育学会九州支部論文集 第25（2017）117〜124

5.2.1 ICTについて実践後に ICT 活用指導力について再度調査を行った。
調査用紙は 2 項で作成した項目に対する説明と具体例をように接続すれば良いか自分ではわからないという結果であった。そこで，機器の接続から研修を行った。その際のフィールドノーツの抜粋を以下に示す。

示したもので行った。その結果，B-1〜B-4 全ての項目に関して，研修の前より後の方ができると答えた割合が高くなった。しかし，説明と具体例を加えたことによる効

教師「意外と簡単に接続できますね。でも自分一人では自信がないです」
担当者「何回も使っていれば慣れると思いますよ」

果であるのか，実践の効果であるのか単純に結論を出すことができない。

教師「常に使える状態にしておいてくれたらありがたいのに。
いつでもあってさっと使えたらいいのに」（個人での研修）
接続に関しては自信がなく迷ったりする場面もあった

表 1 研修後の ICT 活用指導力
B-1 興味関心(N =10)B-2 課題意識(N =10)B-3 わかりやすい説明、
思考・理解を深める
B-4 知識の定着(N =10)(N =10)5.2.2 実践後

研修前
研修後
2.8
3.0
2.6
2.5
2.6
2.9
2.4
3.1
2.7
2.9
2.4
3.1
2.7
2.8
2.4
2.6
各項目の下位項目の総計（16点満点）

MEAN
SD
MEAN
SD
MEAN
SD
MEAN
SD

ICT に対する意識について

文部科学省が策定した ICT 活用指導力の調査の項目だけでなく，ICT を活用することができるようになる要因を調査するために，ベネッセ総合教育研究所が 2013年に行った「ICT を活用した学びのあり方」に関する調査～教員が考える子どもたちに身につけてほしい力とICT 活用について～28)を参考に質問紙で調査を行った（表 6）。
表 2 授業で ICT を活用できるようになる要因
2013
ベネッセ

5.2.3.2 美術で例
美術の鑑賞の授業で，音楽と連動させて資料を提示したいという相談があり，大型テレビとパソコンとスピーカーを接続する研修を行った。前項の国語と同じように
ルーブリックで自己の活用指導力をアセスメントしてから研修を行った。ICT の学習について B の評価であり，同じように機器の接続から行った。以下にそのフィール
ドノーツの抜粋を示す。
教師「パソコンと接続はしたことがあったのですが，スピーカーをどのようにつなげばよいかわかりませんでした。
」
担当者「普段スピーカーは収納してあるので，お使いになるときは持ってきて接続してください」
教師「置いておくことはできませんか？いつでも使える状態ならいいのですが」

研修前 研修後

ICTを活用した授業事例などの授業案を知ることができたから

31%

33%

67%

どのような教材があるのかを知ることができたから
実際にICTを活用した授業を見ることができたから
実際にICT機器を操作する機会があったから授業計画の作成をICT支援員にサポートしてもらったか
機器操作のサポートをICT支援員に行ってもらったから
その授業でどのような力が身につくのかが明確に分かった
学校で研究として進めていたから
その他
あてはまるものはない

35%
38%
49%
25%
45%
15%
13%
9%
8%

22%
22%
44%
0%
0%
0%
0%
0%
0%

44%
56%
89%
22%
22%
33%
33%
0%
0%

その結果，授業で ICT を活用できるようになる要因として最も高かったのは，2013 年の調査と同じで，「実際に ICT 機器を操作する機会があったから」という項目であった。本校では，ICT 支援員が年に 3 回しか来校しな
いため，支援員に関わる項目に関しては全国と比べて低い結果となった。
5.2.3 個人
中 エスノ
5.2.3.1 国語で例

が，機器の使用に関しては，使い方の例を示したあとは，ズームなどの機能を使いこなして，教材の提示を工夫する姿が見られた。

フィ

個人で研修を行った際のエスノグラフィーを示す。国
語の書写の時間に筆の動きをよく見せるための方法として ICT がうまく活用できないかという相談から研修がスタートした例である。
実物投影機の使い方を研修するときに，まずルーブリックを用いて，自己の ICT 活用指導力をアセスメントした。その結果，ICT の学習についての項目は B で，どの（個人での研修）
パソコンと大型テレビとの接続は普段から使用しておりスムーズにこなしていたが，スピーカーの接続はどのケーブルでどこへつなげば良いのか迷う場面もあった。
5.2.4 2 つ 実践 共通点について
いずれの場合も，接続自体は簡単であるが，自分一人では難しいと感じていた。また常時すぐに使える状態にしてあればという要望も共通して聞かれた。
また，機器の操作に関しては，基本的な使い方がわかれば，様々な機能を試しながら，効果的な教材提示の方法を模索し，実際の授業でも活用していた。
このことから，実際に ICT 機器を操作する機会がきっかけとなり，授業での積極的な活用につながると考えられる。

６ 結果 考察ICT 活用指導力を向上させる取組としてのルーブリッ
クの利用は，機器の操作，授業での活用のいずれにおい- 121 -

ても，一定の効果があると考えられる。自分は何ができないのか，何が課題になっているのかということを明確にアセスメントすることで，効率よく研修を進めることができると考えられる。
また，研修中のエスノグラフィーからも読み取れるように，接続に関して難しさを覚える教師が多い。このことが機器の活用機会を減らし，ICT 活用指導力向上の妨げになっていると考えられる。つまり，常に接続して使える状態にしておけば活用の機会も増えることが期待される。
さらに，ICT が活用できるようになる要因として「実際に機器を操作する機会があったから」という項目が89％と最も高くなっていることからも，実際に使ってみることや使いやすい環境があることが重要であると考えられる。

ように，学校組織では同僚性が重要な要素であり，わからないことなどは，同僚が相互に教えあったりする文化が根付いている。ICT活用に関しても，得意な先生に聞きながら研修していくメンター方式の研修は有効であると考えられる。
今後は，ICT活用指導力のさらなる向上を目指し，
より効率的で効果的な研修の在り方について検討していきたい。具体的には，ICT活用に関する個々の教員の課題に応じて学校ベースで行われるOJT(On the
Job Training=現任研修)やメンター方式の研修について検討したい。また，教員のICT活用指導力をより適切にアセスメント(実態把握)する方法として，生徒からの授業評価をもとにしたアセスメント（実態把握）の方法も取り入れ，意欲をもって研修に取り組めるルーブリックの開発を進めていきたい。

参考文献
７ ま

今後 課題

1)

今回の実践において，ルーブリックを開発して適用し，APDCAのサイクルで研修を重ねた結果，ICT活用指導力の向上に一定の効果が期待できることが分かった。ICT活用指導力の調査用紙からだけでは，個人によって捉え方の差が大きくなってしまうため，自分のICT活用指導力を適切にアセスメントできていないケースもみられる。そのため，自分の今の状態を知る上でもルーブリックを利用することは，多忙な学校現場で効率よく研修を進める上でも有効であると考えられる。
また，ICT活用指導力を向上させるためには，ICT
機器をすぐに利用可能なように多数配置し，あらかじめ機器間を接続しておくような利用上の配慮を行う
ことで利用への困難さを排除しつつ活用機会を増やすことが必要である。中学校では，教科の授業，学級
活動，校内行事，給食など様々な学習活動が行われる。
そのため，活動に応じて環境を変化させるためにICT
機器は普段は収納してあり，必要な時に出すことがある。準備の時間や手間を考えると，教育的な効果があるICT機器の活用よりも従来のスタイルでの授業になってしまうという現状もいまだに見られる。機器の接続などの準備が手軽に行えたり，常に使える環境を整備したりすることで，ICT機器の活用機会は増えると考えられる。
また，生徒のアンケート等による授業評価によっては、教師自身の実感と生徒の授業評価にずれがある可能性がある。研修の成果を教師の主観だけでなく，生徒からの授業評価でICT活用指導力を評価する方法も考えていきたい。
さらに，「学校組織マネジメント研修~すべての教職員のために~(モデル・カリキュラム)」 30)にもある

2)
3)

4)

5)

6)

7)
8)

9)

- 122 -

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日本産業技術教育学会九州支部論文集 第25（2017）117〜124

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Abstract
This study exploit a program of training in schools for advancement in teachers’ teaching skills of
application to ICT and verifies effects of the program. The research about teachers’ teaching skill of
application to ICT is conducted nationally in Japan. And the skill is progressing annually. However， 73.5
percent is a numerical value about “teaching abilities with exploiting to ICT in classes” on national
average in Japan in 2016. It shows that there are still many teachers who cannot teach confidently.
We will give a solid training as a measure for improving this condition. Nevertheless， we are sought totrain efficiently in the field of school education that is quite busy. On the other hand， the research- 123 -

showed there is a big conscious gap due to each subjective judgment about knowledge the teaching skill of
application to ICT. The survey about the teaching skill of application to ICT suggests that teachers
cannot evaluate themselves effectually because going before the feeling of difficulty with ICT， not least
teachers who feel weak on it. In addition， some said that they didn’t know what to do， so we should
develop an efficient plan for teachers’ training.
Therefore， this study devises APDCA program; it advances training with assessment of their abilities at
the moment about the teaching skill of application to ICT by making use of rubric. Concretely， we canassess ourselves with making use of rubric， make an appropriate training plan on a basis of theassessment， practice the plan， and check for the results and draw up a precise plan for next training by
the program. As a result， they became able to get training with positive goal as to their abilities andtheir teaching skills of application to ICT.
Keywords: Teaching skill of application to ICT， Rubric， APDCA ， Island ， Information education- 124 -

日本産業技術教育学会九州支部論文集 第25（2017）125〜131

エネルギー変換の技術を用いた製品の分解・組立活動によって設計の工夫を読み取らせる学習指導方法に関する実践的検討
A Practical Study on Instructional Method for Promoting Students’
Awareness for Reading Technological Design
Through Disassembly and Reassembly of a Product Using Energy
Conversion Technology
萩嶺直孝*

世良啓太** 森山潤***

Naotaka HAGIMINE*，Keita SERA**，Jun MORIYAMA**** Junior High School of the sixth, Yatsushiro city** Ph.D.Program Student，Hyogo University of Teacher Education*** Graduate school of Education, Hyogo University of Teacher Education
本研究の目的は，エネルギー変換の技術を用いた製品の分解・組立てを題材として設定し，技術に込められた問題解決の工夫を読み取る学習を行う際の指導法の違いによる学習効果の差異を実践的に検討することである。そのため，問題解決の工夫を読み取る方法を説明した後に分解を行う事前説明クラスと，分解後に問題解
決の工夫点を生徒自ら見出す事後説明クラスに分けて指導を行った。その結果，情意面においては，事前説明
クラスは事後説明クラスに比べて，難しいが楽しいという傾向が見られた。また，技術の資質・能力面においては，事後説明クラスは事前説明クラスに比べて，技術の仕組みが理解でき，技術に込めた工夫を読み取ることができたと感じられる傾向が見られた。これらのことから，生徒の実態や指導意図に応じて，これらの指導法を適切に使い分ける必要のあることが示唆された。
キーワード：技術科，エネルギー変換の技術，製品の分解・組立て，問題解決の工夫の読み取り

１．はじめに2017年告示された中学校学習指導要領解説技術・家庭編には，技術分野の目標として「技術の見方・考え方を働かせ，ものづくりなどの技術に関する実践
的・体験的な活動を通して，技術によってよりよい生
活や持続可能な社会を構築する資質・能力」の育成を目指すことが示されている1)。目指す技術の資質・能力について具体的には，教科目標をもとに「知識及び技能」，「思考力，判断力，表現力等」，「学びに向かう力，人間性等」の3つの柱で構成されている。その柱の一つである「知識及び技能」については，「(1)生活や社会で利用されている材料，加工，生物育成，
エネルギー変換及び情報の技術についての基礎的な理解を図るとともに，それらに係わる技能を身につけ，技術と生活や社会，環境との関わりについて理解を深める」と示されている。すなわち，ここでいう「知識(2017 年 11 月 1 日受付，2018 年 1 月 4 日受理)
*八代市立第六中学校**奈良教育大学(兵庫教育大学連合大学院・院生)***兵庫教育大学大学院学校教育研究科
2017 年 10 月 第 30 回九州支部大会にて発表

及び技能」とは，「技術の見方・考え方」を働かせ，社会や生活を支える技術が最適化されてきたことに気づくために「技術に込められた問題解決の工夫」について考えるために必要な科学的な原理・法則の理解とそれらに係わる技能の習得であるといえる。エネル
ギー変換の技術において，「技術に込められた問題解
決の工夫」の授業実践にあたっては，エネルギー変換の技術に込められた問題解決の工夫について読み取らせる学習指導とエネルギー変換や伝達等に関わる技術が，最適化されてきたことに気付く学習指導とがあることが示されている。それらの学習活動例として
は，自然界のエネルギー資源を利用している発電シス
テム，電気エネルギーを利用している製品や身近なエ
ネルギー変換の技術が用いられた製品の開発の経緯を調べることや，簡単な製品の観察，分解・組立てがあり，分解・組立てについては，懐中電灯や自転車など生活で使用する簡単な製品を教材として観察，分
解・組立ての学習活動が考えられることが示されている。
分解・組立てに関する先行研究については藤井らによるマイクロカーの分解・組立て実習を行いるなど，
主にマイクロカーやロボットに対して興味・関心を高めさせ，その仕組み等を理解するために効果があったことが示唆されている2)。しかし，生活や社会におけ- 125 -

エネルギー変換の技術を用いた製品の分解・組立活動によって設計の工夫を読み取らせる学習指導方法に関する実践的検討

る製品の分解・組立てについての先行研究については管見の限り見られない。また，分解・組立ての先行実
践としては，「ダイソン エンジニアリングボックス」の貸出教材がある3)。これは，ダイソン製の掃除機の構造，デザインや，空気とゴミが分解される仕組などを理解するもので，多くの学校で実践されている。しかし，希望日の貸出ができない可能性や貸出期間が決まっていること，分解・組立てをする教材用掃除機は動作しないなどの制約条件もある。ここで，製品の分解・組立ての教材に求められる条件について考えてみると，学習指導要領解説には，電気回路は電源，負荷，導線，スイッチ等からなる基本的な回路を扱うこと，
電流の流れを制御する仕組みについて知ることができること，電流の流れを制御する仕組みについて知ることができること，動力伝達の機構はベルトとプーリ，
歯車，カム機構などについて知ることができること等が挙げられている。また，指導上必要だと考えられる条件として，例えば簡単に入手できること，特殊な部品を使っていないこと，仕組みが複雑ではないこと，
高価なものでないこと，
分解・組立て後も使えること，
観察して理解しやすいことなどが挙げられる。しかし，生活で使用する製品の多くは，高価なため入手が難し
い，特殊な部品や構造のため分解・組立てができない，仕組みが複雑で観察しても理解しにくい等，教材として適切なものを選択することが難しい現状がある。
このように，学習活動，先行研究や先行実践，教材の条件等を勘案して，分解・組立て，観察に適切な製品の検討を行った結果「手動発電2LEDライト」(図1，株式会社大創産業製，以下，2LEDライト)を教材として選択することとした4)。その理由としては，以下のような理由が挙げられる。①各地域にある100円
均一ショップで販売してあり，1個100円(税抜き)で購入できるため，安価で簡単に入手しやすい。②特殊な部品が無く，ねじ回しだけで分解・組立てができる。
③発電グリップを使った電磁誘導による発電の仕組
みや電気回路等が理解しやすい。
そこで本研究では，2LEDライトから技術に込められた問題の解決の工夫を読み取るために，観察，分解・組立てを題材として設定し，情意面におけるその図 1 手動発電 2LED ライト

学習効果を検討した。また，2LEDライトの分解の手
順や問題解決の工夫点を読み取る方法まで説明した
後に分解を行う指導を行うクラスと，2LEDライトの分解の手順だけを指導して分解後に問題解決の工夫
点を生徒自ら見出す指導を行うクラスに分けて，それぞれの指導法の違いによる学習効果を技術の資質・能力の視点から検討することとした。

２．授業実践のデザイン
2.1 題材の学習指導計画
本題材を設定するにあたり，エネルギー変換の技
術の見方・考え方に気付き，課題の解決に必要となる「知識及び技能」を習得させるために，次の3つの過程を基本として展開することとした。(1) 生活で使用する簡単な製品を分解し，部品を分類した後，電気回路や力学的な機構の要素や構成ごとに部品を観察すること。(2)社会や生活の問題を解決するため，製品の工夫してある点を読み取ること。(3)製品に機能や部品を追加することによって改善できないか構想すること。
設定した本題材の学習指導計画を表1に示す。
表1 観察，分解・組立ての学習指導計画

次

指導内容

時数

1

2LED ライトの分解，分類と観察1

2

2LED ライトの問題解決の工夫の読み取り

2

3

2LED ライトの改善

1

4

2LED ライトの組立て

12.2 分解，分類と観察の実践
学習指導計画の1次の実践については，以下の(1)～(5)の手順で2LEDライトの分解を行わせた。
(1) 2LEDライトを覆っている照明部分のカバーを外すと，同時にレンズ，リフレクターを外す(図2)。リフレクターの裏側にある電池ボックスの両端を留めてあるネジを外し，ボタン電池を取り外す(図3)。
(2) 左右の本体カバーを固定してあるネジを外す。
(3) 左右の本体カバーをゆっくりと外す(図4)。このとき，発電グリップがバネで飛ばないように注意する。
(4)発電グリップストッパー，内蔵電池点灯スイッチを取り外す。
(5) 歯車，ラチェット機構，発電グリップの順に取り外し，本体カバーとコイルだけの状態にする(図5)。
分解後は，部品を電気回路，機構・構造等の要素や構成に分類して観察させた。そのために，図6に示したワークシートと比較しながら，部品と名称を照らし合わせて，2LEDライトに使用されている技術の要
素や構成を確認させた。

- 126 -

日本産業技術教育学会九州支部論文集 第25（2017）125〜131

法則を学習させた。次に図7のワークシートに示した「技術との関わりの視点」と「参考となる部品」
から，技術の問題を解決している工夫点をあらかじ
め示しておいて，それらを調べさせた。

図 2 照明カバーを外す

図 3 ボタン電池を外す

図 4 本体カバーを外す

図 5 本体カバーとコイル

2.3 問題解決の工夫の読み取りの実践
学習指導計画の2次の実践については，生活や社会における問題を解決するために，2LEDライトの技術の要素や構成にどのような工夫がされているか調べる活動を行わせた6)。
例えば，災害等が起きた時は停電になり，夜間など緊急に照明が必要になる場合や電池などが売り切れて入手しにくい状況になるという問題が考えられる。そのような問題を解決するために，まずラチェッ
ト機構や歯車の構造，固定抵抗器を含む高輝度LEDの回路，コイルと磁石の電磁誘導による発電の仕組み
等，使用されている技術の要素や構成について原理や

図 7 問題解決の工夫を読み取るワークシート

2.4 改善の実践
学習指導計画の3次の実践については，2LEDライ
トを改善するため課題を発見し，付加的な機能の追加などによって課題の解決策を構想する。具体的には，
電気回路，機構や構造，要素の改良点について課題を設定し，課題を解決するために電気回路や力学的な機構の要素や構成についてコンピュータプログラムiCi
rcuit によるシミュレーション5) (図8)などの回路や仕組みをモデル化したものを使って変更することで，動作や出力に違いがでることを確認させた5)。
例えば，発電した電気エネルギーが充電できないという課題に対して，充電システムを追加したり，光源が不足しているという課題に対して， 既存のライト

図 8 iCircuit によるシミュレーション

図 6 部品を分類するワークシート- 127 -

エネルギー変換の技術を用いた製品の分解・組立活動によって設計の工夫を読み取らせる学習指導方法に関する実践的検討に新たにLEDを追加したりする解決策を構想させた。
このように構想した解決策については，実際に部品を追加し2LEDライトを改良するのではなく，シミュレーションを用いて部品を追加した回路をプロジェク
タに投影しクラス全体で共有した。
2.5 組立ての実践
学習指導計画4次の実践については，以下の(1)～(5)の手順で2LEDライトの組立てを行わせた。
(1) 発電グリップのバネを本体のバネ掛けに掛け，発電グリップ端を本体の出っ張りに掛けて留める。
(2)ラチェット機構，ギヤの順に差し込み，発電グリップストッパー，内蔵電池点灯スイッチを取り付ける。
(4)反対側の本体カバーを被せ，ネジで留める。
(5) リフレクターの裏側にある電池ボックスにボタン電池を入れて両端のネジを留める。レンズ，リフ
レクターをライト部分のカバーに入れて，本体に被せる。
組立て後は，分解前と同じように製品が動作するかチェックし，動作しない場合はその原因を確認させた。

３．研究の方法
3.1 実践対象
本実践は，エネルギー変換の技術の学習内容を履修する前の熊本県内のY中学校2年生(男子22人，女子25人，計47人)を対象とした。
3.2 実践内容
実践は表1の学習指導計画に沿って1，2次を行い，その学習効果について検証した。また，同じ実践を行う上で，問題解決の工夫を読み取らせる指導方法の違いによる学習効果について検討するために，対象となる2年生を事前説明クラス(n=22)と事後説明クラス(n=25)の2クラスに分けて調査を行った。事前説明クラ

スには，①事前に図6，7のワークシートを配布し，分解と分類，観察法と部品名，問題解決の工夫点までの学習内容を全て説明した。②4人のグループで分解させた後，機構や構造，要素の分類と観察によって，問題解決の工夫点を確認した。事後説明クラスは，①
事前に図6のワークシートだけを配布し，問題解決の工夫点を除いて分解と分類，観察法だけを説明した。
②4人のグループで分解させた後，機構や構造，要素の分類と観察をもとに，問題解決の工夫点を生徒自ら読み取らせた。③図7 のワークシートを使って問題解
決の工夫点を説明し確認した。このように，2LEDラ
イトの問題解決の工夫を読み取ることに焦点化し，その説明を2LEDライトの分解前と分解後に行うことによって，技術分野の資質・能力の育成についてどのような影響があるか検討を行うこととした。
3.3 手続き
本実践の学習効果の差異の把握には，学習指導計画に沿って1，2次の学習内容を実践後に，情意面から楽しさ(楽しかった・楽しくなかった)，難しさ(難しかった・難しくなかった)，積極性(積極的にできた・積
極的にできなかった)，有用感(受けてみたい・受けてみたくない)について2件法で質問項目を設定した(表2)。また，問題解決の工夫を読み取らせる指導方法の違いによる学習効果の差異の把握については，エネルギー変換の技術の資質・能力7)から「知識及び技能」，「思考力，判断力，表現力等」，「学びに向かう力，
人間性等」について，5件法(1.できなかった・わからなかった・つかなかった，2.あまりできなかった・あまりわからなかった・あまりつかなかった，3.まあま
あできた・まあまあわかった・まあまあついた，4.
できた・わかった・ついた，5.とてもできた・とてもわかった・とてもついた)で回答できるように質問項
目を設定した。具体的に「知識及び技能」については，「手動発電2LEDライトを分解や分類をして，電気，

表 2 学習効果の情意面と資質・能力を把握する質問項目

質問 項目
手動発電2LEDライトの分解・組立ての授業は，楽しかったですか？
手動発電2LEDライトの分解・組立ての授業は，難しかったですか？
情意面
手動発電2LEDライトの分解・組立ての作業は，積極的にできましたか？
他にも電気製品の分解・組立ての授業を受けてみたいですか？
手動発電2LEDライトを分解や分類をして，電気、運動、材料などについての科学的な原理・法則が理解できましたか？
手動発電2LEDライトを分解や分類をして，エネルギーの変換や伝達などに関わ技術の る基礎的な技術の仕組みがわかりましたか？
資質・
手動発電2LEDライトを分解や分類をして，進んでLEDライトの仕組みや回路を理能力
解し、分解・組立の作業を確実にしようとする態度が身につきましたか？

手動発電2LEDライトを分解や分類をして，開発者が製品に使っている技術に込めた工夫を読み取ることができましたか？

- 128 -

日本産業技術教育学会九州支部論文集 第25（2017）125〜131

運動，材料などについての科学的な原理・法則が理解できましたか？」，「手動発電2LEDライトを分解や分類をして，開発者が製品に使っている技術に込めた工夫を読み取ることができましたか？」という質問項
目を，「思考力，判断力，表現力等」については，「手動発電2LEDライトを分解や分類をして，開発者が製品に使っている技術に込めた工夫を読み取ることができましたか？」という質問項目を，「学びに向かう力，人間性等」については，「手動発電2LEDライト
を分解や分類をして，進んでLEDライトの仕組みや回路を理解し，分解・組立ての作業を確実にしようとする態度が身につきましたか？」という質問項目をそれぞれ設定した。

４．結果と考察4.1 学習活動の様子と生徒の反応
学習活動では分解した後，「技術との関わりの視点」
で部品を分類し，それぞれの部品を観察しながらエネ
ルギー変換の技術に関わる問題を解決している工夫を読み取らせ，図7に示したワークシートに記述させた(図9)。
その結果，事前説明クラスの工夫の読み取りの記述の個数合計は57であった。項目毎には，「出力，変換の効率」(n=12)，「電気の特性の原理・法則」(n=16)，「環境への負荷，省エネルギー」(n=3)，「材料・構造」(n=0)，「使用時の安全性」(n=11)，「経済性」(n=15)となり，「電気の特性の原理・法則」と「経済性」に高い回答率が得られた。また，事後説明クラスの工夫の読み取りの記述個数の合計は78であった。
項目毎には，「出力，変換の効率」(n=21)，「電気の図 9 工夫の読み取りの様子

特性の原理・法則」(n=20)，「環境への負荷，省エネ
ルギー」(n=3)，「材料・構造」(n=1)，「使用時の安全性」(n=14)，「経済性」(n=19)となり，「出力，変換の効率」と「電気の特性の原理・法則」に高い回答率が得られた。
本学習において生徒が読み取った問題解決の工夫の記述内容として，「出力，変換の効率」については，「平凸レンズは，光を集め遠くを照らすため工夫されている」，「高輝度LEDは，電気エネルギー変換の効率をよくするため工夫されている」という記述があった。また，「電気の特性の原理・法則」については，「電磁誘導による発電は，LEDを発光するために磁石とコイルで発電できるよう工夫されている」，「材料・構造」については，「プラスチック製の本体は，電気を通さないように工夫されている」，「経済性」
については，「値段は，回路が単純で材料費がかからない工夫がされている」などの記述が見られた。
4.2 情意面における学習効果の差異
情意面に関する調査を行った結果，事前説明クラス
が「分解・組立ての授業は楽しかった」(n=18，72%)，「分解・組立ての授業は難しかった」(n=20，80%)となり，事後説明クラスに比べて，楽しさ，難しさに高い回答率が得られた(表3)。また，事後説明クラス
が「分解・組立ての作業は積極的にできた」(n=17，68%)，「他にも分解・組立ての授業を受けてみたい」(n=14，56%)となり，事前説明クラスに比べて，達成感，有用感に高い回答率が得られた。また，集計した
事前説明クラスと事後説明クラスの平均値の ｔ検定を行った結果，その差異が見られなかった。
これらの結果から，分解をする前に説明すると，説明した内容をもとに技術の工夫を読み取ることが難
しく感じるとともに，工夫点を見つけ出すことが楽しいと感じる傾向にあることが示唆された。また，分解をした後に説明すると，既有の知識がないため，技術の工夫を読み取る作業が自ら進んで積極的にでき，他の製品を用いた分解・組立てに関する授業を受けてみたいと感じる傾向にあることが示唆された。以上のことより，生徒が分解をする前に知識のみを習得し，難しさを感じるよりも，知識がない状態で分解をしながら生徒自ら疑問に感じたことや 知りたいと思ったことを後に解決する方法に効果があったと考えられる。

表 3 情意面における学習効果の差異

学 習の 楽し さ
学 習の 難し さ
学 習の 達成 感
学 習の 有用 感

事前 説明 クラ ス(n=22)
度数
割合
18
72 %
20
80 %
16
64 %
13
52 %

- 129 -

事後 説明 クラ ス(n=25)
度数
割合
17
68 %
15
60 %
17
68 %
14
56 %
N=47

エネルギー変換の技術を用いた製品の分解・組立活動によって設計の工夫を読み取らせる学習指導方法に関する実践的検討

4.3 技術の資質・能力における学習効果の差異
エネルギー変換の技術の資質・能力から，「知識及び技能」については「科学的な原理・法則の理解」と「基礎的な技術の仕組みの理解」，「学びに向かう力，
人間性等」については「確実に作業を行う態度」，「思
考力，判断力，表現力等」については「工夫を読み取る力」について調査を行った。
集計した事前説明クラスと事後説明クラスの平均値のｔ検定を行った結果，それぞれの項目について事
前説明クラスよりも事後説明クラスの方が高かった( 表 4) 。 特 に ， 「 基 礎 的 な 技 術 の 仕 組 み の 理 解 」(t(47)=3.45,p<.05) と 「 工 夫 を 読 み 取 る 力 」(t(47)=3.82,p<.05)については，事前クラスよりも事
後クラスの方が有意に高い値が示された。
これらの結果から，分解後に説明をした方がエネル
ギー変換や伝達などにかかわる基礎的な技術の仕組みが理解できたという「知識及び技能」や，開発者が製品に使っている技術に込めた工夫を読み取る力が身についたという「思考力，判断力，表現力等」の育成に有効であるということが考えられる。

意面において2クラスとも楽しさ，有用感には効果的であることが確認された。また，エネルギー変換の技術の資質・能力については，事後説明クラスよりも事前説明クラスの方が「知識及び技能」や「学びに向かう力，人間性等」について有効であることが示唆された。
ただし今回の調査では，生徒が「知識及び技能」が習得できたとは言い切れないので，今後はアチーブメ
ントテスト等を用いることによって，技術の資質・能力の到達度を含めた生徒の育成状況について検討を行う必要がある。また，今回は「工夫点を先に全て教えて分解する」と「工夫点を全く教えないで分解する」の2通りの指導法で検討を行ったが，他にも「いくつかの工夫点を先に教え，その他の工夫点を考えさせる」等の指導法そのものを検討すること，さらにエネルギー変換の技術における分解・組立てに適した題材や生徒の楽しさとともに，関心意欲を向上できる適切な指導法を検討していくことが必要であろう。本研究の追試を含め，これについては今後の課題とする。

参考文献
５．まとめと今後の課題
以上，本研究ではエネルギー変換の技術の電気製品の分解・組立ての学習場面において，問題解決の工夫を読み取る指導方法の違いによる学習効果について
授業実践を通して検討を試みた。その結果，以下のことが明らかとなった。
1) 事前説明クラスは事後説明クラスに比べて，難しいが楽しいという傾向が見られた。このことから，
分解をする前に技術の工夫点を説明することは，分解・組立ての内容の興味関心を高めるために有効であることが示唆された。
2) 事後説明クラスは事前説明クラスに比べて，技術の仕組みが理解でき，技術に込めた工夫を読み取ることができたと感じられる傾向が見られた。このことから，分解をした後に技術の工夫点を指導することは，技術における資質・能力の「知識及び技能」
や「思考力，判断力，表現力等」の向上に有効であることが示唆された。本実践による条件下では，情1) 文部科学省：中学校学習指導要領解説技術・家庭編，(2017)，15-222) 藤井定・那賀修二：メカへの興味を育む「マイクロカーの分解組立て実習」，日本機械学会年次大会講演論文集(2005)，41-42
3) ダイソン エンジニアリングボックス：THE
JAMES DYSON FOUNDATION Webページ，
http://www.jamesdysonfoundation.jp/teachers/，(2017年10月25日確認)
4) 手動発電2LEDライト：株式会社大創産業Web
ページ，https://www.daiso-sangyo.co.jp/，(2017年10月28日確認)
5) iCircuit：Krueger Systems, Inc. Webページ，
http://icircuitapp.com/，(2017年10月28日確認）
6) 古川稔：中学校新学習指導要領の展開，明治図書出版，(2017)，124-126
7) 前掲1)，59

表 4 技術の資質・能力における学習効果の差異

原理・法則の理解
技術の仕組み分解・組立の作業
工夫の読み取り事前説明クラス
M
S.D.
2.64
1.22
2.76
1.30
2.92
1.15
2.96
1.34

事後説明クラス
M
S.D.
3.23
0.92
3.45
0.74
3.45
0.91
3.82
1.01

- 130 -

ｔ値

1.84
2.21
1.75
2.46
p >0.05

n.s.
*
n.s.
*
＊

日本産業技術教育学会九州支部論文集 第25（2017）125〜131

Abstract
The purpose of this study is to grasp of differences of instructional methods for learning activities ofdisassembly and reassembly of products that using technology related energy conversion. We comparedlearning effects of two classes; (1) a class that teacher guided how to read technological design included
the product before activity (the pre-explanatory class), (2) another class that teacher guided how to readtechnological design included the product after activity (the post-explanatory class). As results ofpractices, it was found that students in the pre-explanatory class feel difficulty and fun of activities thanstudents in the post-explanatory class. On the other hand, it was found that students in the
post-explanatory class could understand mechanisms and read design of the product than students in the
pre-explanatory class.
From these results, it was suggested that teacher should select or combine these two instructional
method based on students' readiness for learning.
Keywords : Technology Education, Energy Conversion Technology, disassembly and reassembly of
products, Reading design- 131 -

- 132 -日本産業技術教育学会九州支部論文集 第25（2017）133〜138

積み木教材を用いた楽しい製図授業の考案と実践
Designing and Practicing Enjoyable Drawing Lessons using Woody Blocks
as Teaching Materials
楊萍＊ 岡佑典＊＊
Ping YANG＊ and Yusuke OKA＊＊
Faculty of Education, Kumamoto University
Master course student, Graduate School of Education, Kumamoto University＊＊＊

激しく変化する社会のニーズに応じられる学校教育としては，「生きる力」を身につけさせる重要性がますます強調されてきている。従来知識のみを教え込む授業を改善し，体験等を盛り込んだアクティブラーニングを積極的に実施していく必要がある。中学校技術・家庭科技術分野における「材料と加工に関する技術」の学習
では，空間認識に苦手意識をもち，自分の構想が正しく製図できる自信をあまりもっていない生徒に対する効
果的な支援が求められている。そこで，本研究では，等角図とキャビネット図の学習に寸法の異なる直方体積
み木教材を活用した。同一積み木模型に対して異なる図法で描かれた生徒同士にペア探しゲームを取り入れ，
正しく製図できたかの各自確認と図面の相互採点の学習活動の活発化をもたらせ，楽しい製図授業の展開を考案・実践した。一方，本研究の有用性を生徒の授業後アンケート調査により検証したところ，ペア探し，相互採点のゲーム活動を取り入れた授業はクラスにフレッシュな学習雰囲気をもたらし，製図への苦手意識の払拭
のみならず，学習意欲の向上にも一定の効果が認められた。したがって，積み木教材を用いた楽しい授業の環境づくり，並びに学習評価を工夫するアクティブラーニングは，生徒自身の主体的学び，生徒同士の協働的な学び合い，さらに深い理解への学びによる定着が促され，空間認識能力の向上につながる製図学習が期待される。
キーワード：技術教育，アクティブラーニング，材料と加工，製図学習，積み木教材

１．はじめに新しい時代にふさわしい学校教育は変革期を迎え，知識の伝授はもちろんのこと，知識の一層の理解，確実に身に付けさせる工夫，さらに将来活用できる知恵を持つ人材の育成が強く求められてきている。このよ
うな変化の激しい社会的ニーズに応える学校教育として，主体的・協働的で深く学べるアクティブラーニ
ングを積極的に実施する授業の展開が必要不可欠である。とりわけ，中学校技術・家庭科技術分野では，
体験的なものづくり活動が多く取り入れられ，アクティブラーンニングによる学習効果が大いに期待される。一方，材料と加工に関する技術の学習においては，
実際に道具や工具などを用いるものづくりの技能学
習に比べて，設計に欠かせない製図学習は，製作者のみならず他者にも製作物の形状寸法を正確に伝える
重要なツールであるため，定められている共通ルールの図法に従って練習する画一な授業形態が多く見られる。そこで、先行研究 1)として，熊本市内の S 中(2017 年 10 月 31 日受付，2018 年 2 月 7 日受理)
*熊本大学教育学部**
領域を既習した
2 年生 58 名を対象に，のこぎり，げ
熊本大学大学院教育学研究科
んのう，製図に関する基礎知識と技能，並びに得意不2017 年 10 月 第 30 回九州支部大会にて発表

学校における材料と加工に関する技術を既習した 2
年生 58 名を対象に，のこぎり，げんのう，製図に関する基礎知識と技能，並びに得意不得意に関する意識についてアンケート調査を実施した。得られた結果より，のこぎりびき，げんのうの学習に関する知識技能の獲得できた生徒が半数以上を占めているのに比べ，製図に関する知識・技能を問う角度，正面，奥行きの長さの 3 要点を全て正答した生徒は 2 割も満たなかった。特に，製図に得意意識をもつ生徒はわずか 4％とかなり深刻な問題が示唆され，パッシブ的な製図授業をいかに工夫し，「描くことができる・伝わる」製図の楽しさを生徒に実感させるアクティブラーニン
グが求められる。
本研究では，積み木教材を用い，ゲーム要素を取り入れた楽しい製図授業を考案し，アクティブラーニン
グの実践を試みる。

２．製図授業における直方体積み木教材の考案
製図学習の導入授業において，等角図とキャビネッ
ト図に関する物体の 3 つの主軸間の角度，3 つの主面の寸法の決め方を説明した後，教科書に描かれている
立方体や立体の絵を元に，生徒にそれぞれの図法で練習させる場合が多くみられる。このような授業形態で- 133 -

は，教科書の 2 次元の紙面からのノートまたはワーク
シートへの平面転写であり，生徒が 3 次元の立体の正面，立面，側面を描き表すイメージをなかなかつかみ
にくいと思われる。そこで，直方体積み木教材を示しながら，生徒に実物の立体の 3 つの主面として図面に描き示す要点を視覚的に伝え，等角図とキャビネット
図とは異なる視点，つまり，見方に捉われず共通理解のできるツールである本質をしっかり見極めさせ，実感的でスムーズな製図学習を支援する。

積み木教材 C と D が同様な正面に見えるように視点が置かれ，今度視点を俯瞰するように変えれば，両者の違い（図 2b）が一目瞭然に分かるように気づかせ，生徒に製図の重要性に対する理解を深めるとともに，複数の視点によるものの見方・考え方の習慣化を促し，本質を探究する深い学びにつなげていく。
表1

4 種類の直方体積み木教材の 3 辺の寸法
高さ
幅
奥行き
種類
（cm）
（cm）
（cm）
A
2
2
6

2.1 製図学習における積み木の有用性
一般的に，積み木は直方体，三角柱，円柱などの基本形状と寸法を有する無地あるいは着色された木製品が多く，近年プラスチックやゴム製の積み木も増えてきている。積み木は積み重ね，組み合わせ，並び替
えなどで便利に立体造形が可能であり，空間認識能力の発達によい玩具とされている。
本研究では，製図授業において，立体把握の有用性を活かして，異なる寸法の基本形の直方体積み木教材を等角図とキャビネット図の練習用模型とする。また，材料と加工に関する技術の学習を視野に入れ，他材料に比べて，優れた視覚，臭覚，触覚，軽量，易加工特性をもつ無地である木製の積み木を採用した。さらに，基本形状の単体の積み木は複数個で合体してさまざ
まな立体模型に変身できるので，難易度の異なる製図
学習に応じられることに加え，今後木製ものづくりの構想にも役に立ち，多様なメリットに富む有用な教材として考えられる。
2.2 直方体積み木教材の特徴
生徒が立体を実感的に学ぶことを目的とし，図 1に示す寸法の異なる 4 種類の直方体積み木教材を考案し，1cm ごとにしるしを付け，目盛りから生徒が容易に積み木の大きさを定量的に把握できるように工夫している。

図1

A
B
C
D
4 種類の直方体積み木教材

表 1 に示す 4 種類の直方体積み木はそれぞれの 3辺の寸法に関連性を持たせており，製図に関する見方・考え方の学習として，多角な視点がもてるように生徒に働きかける狙いがある。たとえば，図 2a では

B

4

2

6

C

4

4

6

D

4

4

2

a

図2

同様な正面に視点を置いた見方

b 視点を俯瞰に変えた見方
視点の異なる積み木 C と D の見方の比較

３．楽しい製図授業の計画
事前アンケート調査を踏まえて，直方体積み木教材を用い，「描くことができる・伝わる」楽しい製図
授業の計画として，1 コマ 50 分の授業を 2 コマ連続で構成する。1 コマ目は等角図とキャビネット図に関する描き方を画面と板書に加え，積み木教材を用いてわかりやすく説明し，描く練習もしたうえで，2 コマ
目には自由に選んだ積み木に対し，指定された図法で描いた図面のみを頼りに，同一積み木に対し異なる図法で描いた相手を見つけるペア探しゲームを楽しみ，
1 コマ目の学習成果を実感したうえ，製図に対する苦
手意識を払拭する効果も考えられる。
3.1 1 コマ目の製図授業の計画
1 コマ目では，材料と加工に関する技術として製作- 134 -

日本産業技術教育学会九州支部論文集 第25（2017）133〜138

物の設計に欠かせない製図学習の重要性から授業を導入する。まず，収納する本の幅よりも奥行きの狭い
本立ての設計失敗例を取り上げ，提起した問題への未然防止の対策を考えさせ，製図に対する見方・考え方の大切さを強調する。
次に，製作物の情報を設計者本人のみならず製作者にも確実に伝わるコミュニケーションのツールである性格上，製図としては共通理解のできる図法である
等角図とキャビネット図にそれぞれルールが定めなければならない。本時の学習では，それらの決まりをしっかり守って描けるようにめあてを示す。
その後，実物の積み木と描き表す図面を同時に提示しながら，等角図とキャビネット図に関する描く手順と要点を詳しく説明したうえ，各自で練習する課題に取り組む授業を展開し，机間指導でサポートも行う。
3.2 2 コマ目の製図授業の計画
2 コマ目は，異なる寸法の直方体積み木教材を用いながら 1 コマ目で習得した製図に関する基礎基本の定着を目的とし，生徒に「描くことができる・伝わる」
製図学習の楽しさの実感できる授業を考案する。
導入では，前時で学習した等角図とキャビネット図のそれぞれの 3 要点を確認したうえ，図 3 に示すペア探しゲームの手順で授業を展開する。まず，列ごとにグループを分けた生徒に寸法の異なる 4 種類の直方体積み木教材（図 1）から自由に 1 つを選ばせ，指定された図法から等角図またはキャビネット図による図面を描くよう指示を与える。図面が完成した段階
ですべての生徒から積み木を回収する。等角図とキャビネット図の異なる図面に同様な積み木が描かれた
相手を見つけるように，相手グループの生徒からペア探しゲームを行うように指示する。教師はあえて積み
木の正面を指定せず，生徒に見方の自由度を与える。
そのねらいとして，如何に同じ形状寸法の積み木とはいえ，図面を書く際には生徒が独自の視点から，正面，立面，側面を定めているため，2 つの図法に対して，描くのみならず，図面の読み取る力と空間認識能力も試される。すなわち，ペア探しの成立条件として，相手同士が異なる図法に沿って正しく積み木の図面を描かれるうえ，かつ，お互いの製図から積み木の形状と寸法の情報が確実に読み取れなければならない。クラスのペア探し活動では，様々な視点から積み木を見ながら正しく製図できたかの自己点検と相互確認が行われ，1 コマ目の学習成果を楽しみながら製図の習得度の評価も図られる。
本研究では，普段退屈と思われる製図授業にゲーム
形式のペア探し活動を取り入れ，自分が描いた図面が他人に正しく伝わる楽しさを生徒に実感させる。積み
木教材を活かして製図に対する苦手意識を払拭した
うえ，習得度の評価に盛り込んだ得点の積算方式は生徒個人の自主性のみならず，仲間との楽しい協働も促され，積極的かつ正確的に伝える伝わる製図学習の目的達成に，アクティブラーニングが実践される。
①教師はペアができるように列ごとに 4 種類の直方体積み木教材（図 1）を分ける②生徒は列ごとに指定された積み木群の中から 1 つのみ選び，積み木の高さ・幅・奥行きの寸法を確認する③列ごとに教師に指定された図法により自分の選んだ積み木の等角図またはキャビネット図を描く④描き終わった生徒は教師の机に積み木を置いた後，座席表の自分の名前に丸をつける⑤生徒にゲームの仕方を説明する⑥教師が指定した列の中から自分と同じ積み木に対し，自分とは異なる図法で描いている相手（キャビネット図で描いた生徒は等角図で描いた生徒が相手，等角図で描いた生徒はキャビネット図で描いた生徒が相手）を見つける⑦自分と同じ積み木を描いていると思った生徒とペアになり隣同士で座る⑧自分と同じ積み木を異なる図法で描いた生徒が発見できたら 4 得点，お互いに図面に描いた高さ，幅，奥行きの 3 項目をチェックし，正しく描ければ相手の生徒に 1 項目につき 2 得点を与え，また，相手の間違った項目を発見すれば自分に項目ごとに 2 得点が得られる⑨ペア探しが成功した場合も失敗した場合も，その原因を考える※教師からは積み木の正面などの向きを特に指定しない

図3

ペア探しゲームの手順

４．楽しい製図授業の実践
積み木教材を用いた楽しい製図授業の実践は熊本市内の S 中学校の 1 年生のあるクラスの 29 名の生徒を対象とし，50 分間の技術科授業の 2 コマ連続で実施した。材料と加工に関する技術の製図授業が初めて実施される当該クラスにおいて，本研究で考案した授業計画にしたがい，同一の授業で異なる図法の等角図とキャビネット図を続けて学習し，混乱なく「描くことができる・伝わる」楽しさを生徒に実感できるアクティブラーニングとして位置付けられる。
4.1 1 コマ目の製図授業の実践
1 コマ目の授業では，製図学習の必要性を理解し，等角図とキャビネット図に関する基礎基本の習得を目的とする。
導入では，本立ての失敗例を取り上げた。まず，本- 135 -

立てのみの正面写真を提示し，次に入れ立てた本が外に傾きすべり落ちそうになっている本立ての側面写真を見せ，収納する本の幅に相応しい本立ての奥行きの設計の重要性に気づかせ，身近な学習空間における合理性に興味関心を喚起し，それらのベースになっている設計に対するイメージをつかみ，多角な視点による製図学習の必要性を訴えた。このような日常用の本立てに対し，視点を変えて観察させる活動は，製図学習の後に行われる製作活動においても，具体的な材料の形状と寸法，接合方法，機能と強度などに目を向け，見通しをもつきっかけづくりになる。
その後，1 コマ目前半の授業の学習内容である等角図の基礎的事項として，実物の立方体積み木は図 4に示すように，3 つの主面がともに見えるうえ，3 つの主軸の間には 120°の等角となり，斜眼紙に実寸で描く要領で指導した。説明には，3 次元の立体から 2次元の平面にスムーズに移行できるように配慮し，立方体積み木の各面と辺を指さしながら，黒板に貼った
斜眼紙に実際の等角図にある高さを示す鉛直の辺，および水平線に 30°傾いて幅と奥行きを表す 2 辺を実物の積み木と対応させ，それら 3 つの辺長はいずれも1mm 目盛りの実寸で描く要点を確認した後，斜眼紙
上で立方体の図面を描かせた。つまづいている生徒に対するフォーローの机間指導も行われたが，ほとんどの生徒が立方体の等角図が書けるようになった。引き続いて等角図の応用練習として，立方体よりも難易度を尐し上げて，教科書 2)にある直方体の組み合わせ問題を描かせた結果，9 割の生徒が自力で完成でき，等角図の描き方に対する理解の確認ができた。一方，残りの生徒も学び合いを通して等角図の学習に対する手応えを感じた。

図4

立方体の積み木と照らし合わせて示す画面

1 コマ目後半の授業の学習内容であるキャビネッ
ト図についても，等角図と同様，先ず積み木と提示画面を用いて，キャビネット図の 3 要点である①正面を実寸で描くこと，②奥行きを斜め上 45 度向きに描く
こと，③奥行き寸法は 1/2 に縮小して描くことをおさえた後，方眼紙を用いての製図練習を指示した。な
お，現場の教員との打ち合わせの結果から，例年生徒には奥行きのミス描きの続出が判明された。本授業では，方眼紙のグリットの縦横間隔と格子の対角線の長さとの関係を予め図 5 で示し，両者の比は 1：√2 であると強調し，誤りのないよう注意を促した。

図5

方眼紙の対角線の長さの説明用図

4.2 2 コマ目製図授業の楽しい実践
2 コマ目の授業では，直方体積み木教材を用いて 1
コマ目授業の内容である等角図とキャビネット図の習得度を確認するとともに，「描くことができる・伝わる」製図の楽しさが生徒に実感できる学習評価を目的とした。
クラスでは列ごとに編成したグループの生徒に，配られた袋から 1 つの積み木を選ばせて，指定された図法によりその積み木に対して等角図またはキャビネット図を描かせた。教師は積み木に対しあえて正面を指定せず，生徒に様々な角度から積み木を観察し，印された目盛りを読み取りながら，描きやすい方向を自分の意志で決めさせた。このような製図活動は多様な視点をもって技術の見方・考え方を習慣づける第一歩
であり，今後計画されている本立ての製作学習はもちろんのこと，技術の素養であるものづくりに関する性
能面，コスト面，環境面，安全性など多角な視点からの見方・考え方，システム思考力，判断力，評価力の育成にも役立つと考えられる。また，キャビネット図を描く生徒の中には，方眼紙に積み木を当てて，輪郭をなぞる方法で正面を描く様子もみられ，キャビネッ
ト図の正面が実物を忠実に反映する特性を十分理解したエビデンスとして受け止め，前時の授業で実物の積み木と照らし合わせながら等角図，キャビネット図を説明する工夫，および積み木教材の有用性が認められたといえる。
図面を描き終えた生徒にクラスの座席表にある自分の名前に丸印を付けさせて積み木を回収した。これ
で，クラス全体の進捗状況が迅速に把握でき，つまづ
いている生徒を特定しながら効果的な指導と助言も行えた。すべての生徒が図面を完成した段階で，ペア探しゲームの説明に移った。指定された列のグループ
から，自分と異なる図法で描いた図面の情報を読み取り，形状と寸法を特定した立体のイメージを意識しな
がら，自分の描いた積み木と同じかどうかを判断し，相手を見つけ出すように指示した。最初では，指定された列のグループ同士のペア探しが，クラス内の大移動となり，多尐混乱の場面もあったが，移動した後で- 136 -

日本産業技術教育学会九州支部論文集 第25（2017）133〜138は，図 6 に示すように生徒たちが真剣に図面の確認と比較に取り組み，1 コマ目の授業で習得した製図のノーハウを活かして学習成果を楽しんでいた。今回，特に正面を特定せず生徒に自由に積み木を絵かせたた
め，生徒が各自の図面を比べたりして話し合いながらペア探しの活動を通して，自分の描いた図面から，積み木の情報を正しくクラスメートに伝わり，分かち合った生徒の楽しい様子が強く印象に残った。なかなか相手が見つからない生徒に，教師の支援に加え，ペア成立した生徒からの教え助けも見られ，最後にはクラス全員がペアを組むことができた。なお，本授業実践の反省点として，ゲームスタート前にペア探しのグル
ープ移動の順番を適切に指示し，クラス内の一斉移動による混乱防止が挙げられる。

①製図は好きですか②今回の授業は楽しかったですか

理由③今回の授業は難しかったですか

理由④製図は重要だと思いますか理由⑤等角図とキャビネット図を描いてみて，難しかったところはどこですか⑥今，自分が等角図またはキャビネット図を正しく描くことができると思うものに丸をしてください（本立てなど複雑な立体・直方体などの四角柱・描
けない）

図7
表2

授業後アンケートの①～④項目の集計結果

とても
そう思う
そう思う
どちら
とも
いえない
そう
思わない
全くそう
思わない
平均値

図 6 クラスのペア探しゲームの様子
特記すべきアクティブラーニングの試みとしては，製図の習熟度評価とペア探しゲームの勝負に関連付ける工夫である。今回，ペア成立の 2 得点，自分の描いた寸法関連の 3 項目がすべて正しい図面の 6 得点に加え，ペアとなった相手の描き誤りを指摘できた項
目ごとの 2 得点も加算され，インプットした学習内容
がいかにプロセスを通して自己点検と相互評価によってアウトプットされたかが反映される。最後に授業のまとめでは，ペアの相手として判断に至った注目点について発表され，図から読み取れる寸法の長さや向きの視点など，等角図とキャビネット図の異なる本質関連の発言が多く挙げられた。

５．授業後アンケートの結果と考察
直方体積み木教材を用いた楽しい製図授業の教育的効果と有用性を検証するために，図 7 に示す内容のアンケート調査を授業後に実施した。質問項目の①②③④に対する回答を 5 件法の選択肢とし，とてもそう思うのが+2 ポイント，そう思うのが+1 ポイント，どちらともいえないのが 0 ポイント，そう思わないのが-1 ポイント，全くそう思わないのが-2 ポイントで集計し，結果を表 2 に示す。なお，アンケートの回収率
は 100％（29 名中 29 名）であったが，うち 2 名の生徒が 1 項目の回答漏れが見られた。

授業後アンケートの内容

製図は
好きか

授業は楽
しめたか

授業は難し
かったか

製図は
重要と
思うか

11 名

22 名

1名

12 名

13 名

6名

1名

13 名

4名

0名

8名

2名

0名

0名

15 名

0名

1名

1名

4名

0名

1.3

1.6

-0.6

1.5

表 2 からもわかるように，平均値が最も高かったのは授業が楽しかったかという質問項目に対する肯定的かつ満足的な回答の 1.6 ポイントであり，本研究の目指す楽しい製図授業の達成が認められた。多くの生
徒から授業を楽しめた理由として，同じ積み木の描き方の異なる点が挙げられ，活用された積み木教材によるアクティブラーニングならでは発見できた視点変換の学習面白みの表れといえる。
製図は好きですかという質問項目に対しては 83％の生徒がとても好き，好きと回答され，仲間と協働して連携プレイを通して生徒の製図に対する苦手意識の払拭による教育的効果が認められた。
唯一マイナスポイントとなったのは難しい授業かどうかに対する回答であり，今回の授業が分かりやす
いとの示唆でもあった。等角図とキャビネット図の基
礎基本をつかむ最初の製図授業において，直方体積み
木の単体を教材に用いたが，今後授業の展開に複数の積み木の組み合わせによる製図学習の難易度を適切に調整する必要性が挙げられる。一方，質問項目に対する回答では，平均値が 2 番目に高いのは製図が重要だと思うかの 1.5 ポイントであり，その理由として，図面により正確に物体の形状と寸法が伝える役割を果たすためと回答した生徒が多く，ペア探しゲームを- 137 -

通して製図学習の必要性が納得できたと考えられる。
等角図とキャビネット図を描いてみて，難しかった
ところはどこですかの質問に対する複数選択可の回答結果では，等角図に対し難しいと選択した総数の25 に対し，キャビネット図のほうは 30 であった。生徒にとって斜眼紙に 3 つの主軸の角度がはっきり定められているうえ，実物の寸法通りに描く等角図のほうが単純だと思われている。

認されたが，授業中で描いた教科書の練習問題からの9 割の出来栄えよりもさらに上昇した。しかし，「直方体，立方体などの四角柱」の場合はキャビネット図のほうが描ける生徒が多いのに対して，「本立てなど
複雑な立体」の場合は等角図のほうが描ける生徒が多いとの回答から，生徒が図法を使い分ける傾向が見られ，今後の製作設計における図法の活用では生徒それ
ぞれの自由意志にゆだねる配慮も必要かもしれない。

６．おわりに

図8

等角図とキャビネット図の難しいところ

また，キャビネット図の難しさの内訳の結果（図 8）では，奥行きの選択が一番多く，方眼紙の対角線に沿うことに加え，実寸の長さの半分で描く決まりがやや複雑と捉えられていることが判明した。
図法の習得に関する自己評価に関連して，「直方体，
立方体などの四角柱」または「本立てなど複雑な立体」
を等角図とキャビネット図のいずれの図法とも描け
ると，98％の生徒の授業後のフィードバックから確

本研究では，生徒の製図に対する苦手意識の払拭を目的とし，積み木教材を用いた楽しい製図授業を考案・実践するアクティブラーニングを試みた。授業後のアンケート調査の結果から，製図授業の学習評価に取り入れた積み木による生徒同士のペア探しゲーム
は，描かれた製図の主体的な点検に加え，相互採点による生徒同士の協働的な学び合いも活発化させ，学習の楽しさを一層実感させたとともに，多角的な見方・考え方の習慣化を促し，本質の探究につながる深い学
びに一定の効果が認められた。

参考文献
1)

2)

楊萍・岡佑典，生徒の実態に即した本立てづく
り授業の考案．日本産業技術教育学会九州支部
論文集，24，（2016），31-37
加藤幸一ほか，新しい技術・家庭技術分野，東京書籍，（2012），54

Abstract
The importance of acquiring competencies for survival during schooling is emphasized more and more tomeet the demands on the society which changes intensely. It is necessary to shift the focus of educationfrom the teacher-to the student so as to implement learner-centered teaching or active learning. The
conventional lesson only delivering knowledge by teacher would be improved by active learning
incorporating with experience and so on. The effective support is needed especially for students having
little confidence in converting their ideas to drawing exactly so as to overcome their weakness in spatialrecognition in learning Materials and Processing Technology of junior high school of Technology and Home
Economics class.
Therefore, the utilization of rectangular parallelepiped woody blocks with different dimensions asteaching materials for active learning drawing of isometric view and cabinet view is designed and practiced
in this study, by conducting a fun pair searching game for students who wrote the same woody block but indifferent ways of drawing. The effectiveness of such instruction was verified by the results from students’questionnaire survey that the woody blocks were useful in improving students’ motivation. The evidenceswere found that such learning activities through pair searching and mutual scoring game brought a fresh
learning atmosphere to the class which is so helpful to wipe out students' consciousness of drawing
difficulties. The enjoyable learning environment by using woody blocks as teaching materials in evaluationencouraged students both in subjective and interactive learning, which stimulates much active learning
through deep understanding, and plays an effective role in overcome students’ weakness in spatialrecognition.
Key words: Technology Education, Active Learning, Materials and Processing, Drawing Learning, Teaching
Materials of Woody Blocks- 138 -

日本産業技術教育学会九州支部論文集 第25巻(2017)139〜146「材料と加工に関する技術」における氷山モデルカードを段階的に導入したカリキュラムの実践
Curriculum Practice Based on Phased-Introduction of Iceberg Model Cards in the Areaof Technology of Materials and their Processing
森敬太郎*
Keitaro MORI*

田口浩継**

Hirotsugu TAGUCHI***Graduate School of Education, Kumamoto University**Faculty of Education, Kumamoto University
本報では，中学校技術・家庭科技術分野の最終目標である「技術を適切に評価し活用する能力」を育成する教材としてシステム思考の「氷山モデルカード」を，「Ａ材料と加工に関する技術」のガイダンスから評価・活用場面までに段階的に導入し，授業実践を行った。その後，事前と事後に行った「技術を評価し活用する能力」に関するルーブリックを用いて生徒の記述を分析した結果，概ね複数の視点や立場からトレードオフや最適解に着目した記述を行う生徒が増加するなど「技術を評価する能力」の向上が見られ，教育的効果が確認できた。しかし，技術ガバナンスや，持続可能な社会の実現を意識するなどの「技術を活用する能力」の育成には課題が見られた。
キーワード：システム思考，氷山モデルカード，技術を適切に評価し活用する能力

１．はじめに平成 29 年６月，文部科学省より新学習指導要領解説技
術・家庭編が示され１），改定の趣旨の中で，社会，環境及び経済といった複数の側面から技術を評価し具体的な活用方法を生み出す力や，目的や条件に応じて設計したり，効率的な情報処理の手順を工夫したりする力の育成について課題があることが示された。これらの課題を受け，技術の「見方・考え方」を働かせ，「資質・能力」を育成することを目標に掲げている。それらを達成するためには，教科全体を通して効果的に資質・能力を育むためのカリキュラムの開発が必要であると考えられる。
また，得られた「知識及び技能」をどのように評価し，活用していくかを検討する上で重要となる「思考力・判断力・表現力等」を効果的に育成するための指導方法等の検討が必要となる。
これらに関連し，内田らは「システム思考」と呼ばれる「全体最適化」を促す思考法についての提案を行っており２），学習内容Ａ～Ｄの評価・活用場面等における実践において学習効果があることを示している３）―８）。システム
思考を授業に導入する際には，生徒が意図して活用できるように事前に練習する必要があるが，そのために授業時数を割くことは難しい現状にある。
(2017 年 10 月 31 日受付，2018 年 2 月 23 日受理)
* 熊本大学大学院教育学研究科** 熊本大学教育学部
2017 年 10 月 第 30 回九州支部大会にて発表

また，森らは，それらの課題を踏まえ，システム思考の早期導入に着目し，「Ａ材料と加工に関する技術」のガイダンスから製作品の設計・計画場面にシステム思考氷山
モデルカード（以下,氷山モデルカード）を授業内容に即して段階的に導入した授業実践を行っており，生徒の視点を増やすなどの学習効果を確認したものの，適切な段階的導入方法に課題が残った９）。また，これらの実践は「Ａ材料と加工に関する技術」の全体を通した実践には至っていない。
そこで，本研究では「Ａ材料と加工に関する技術」のカ
リキュラム全体において，氷山モデルカードを「自由活用」「カードの単独活用」，ワークシート形式における「使用順序による活用」のように生徒の発達段階に応じた段階的導入を行うことにより，システム思考活用を円滑にできるカリキュラムの提案を行う。さらに，カリキュラ
ムの事前・事後調査により「技術を適切に評価し活用する能力」の変化を調査し，カリキュラムの教育的効果の検討を行った。

２．本実践の概要と開発カリキュラム
2.1 氷山モデルカードについて
図１に，内田らが開発した氷山モデルカードの概略図を示す２）。氷山モデルカードは主に，各学習内容の設計・計画
段階や評価・活用場面において，生徒が工夫・創造の観点で思考する際の思考過程を氷山に見立て４層に分類している。
１層目が見えているものとしての「できごと」，２層目以降- 139 -

が見えていないものとしての「時間」「構造」「価値観」となる。また，それぞれの層に対応した計８種類のカードが存在
し，それらを順序良く用いることにより，生徒の理解を深めることができる。このようなカード間の順序性に着目した授業展開や，ワークシート等による活用による活用方法が考えられる。本報では，この「氷山モデルカード」をカリキ
ュラム全体に用いて学習指導を試みた。

行った。５次の設計・計画場面と 10 次の評価・活用場面
においては，氷山モデルカード本来の「教師主導の全カード使用順序活用」により導入した。
このように，氷山モデルの導入形態を明確に区分け，段階的に活用を行わせることにより，生徒がシステム思考に対する理解を深め，円滑に活用することにより，技術の評価・活用能力が向上すると考え，カリキュラムを構成した。
表１ 本研究のカリキュラム（30 時間取り扱い）

図１ 内田らが開発した氷山モデルカード（概略図）

2.2 本実践のカリキュラムの概要
平成 29 年 4 月から 9 月の期間中，熊本市内Ｒ中学校
第１学年２クラス 57 名を対象とし，表１に示す「Ａ材料と加工に関する技術」のカリキュラムによる授業を 30 時
間取り扱いで実施した。本実践の対象となる生徒は，中学校技術・家庭科技術分野（以下，技術科）を未履修であるため，技術科のガイダンスから授業を行った。
氷山モデルカードの導入に関しては，既報９）で開発したカリキュラムから，ガイダンスでの氷山モデルの４層に対応した導入方法の変更や，設計・計画場面や，評価・活用場面での使用順序に即した導入につながるような単独活用方法に焦点を当ててカリキュラムの改善を図った。
そのため，本カリキュラムでは，表２に本研究で開発した氷山モデルの導入形態を示す。氷山モデルによる思考の広まりを実感するための「生徒主導の全カード自由
選択・活用」と，使用順序に即した活用につながるような
カード理解のための「教師主導の１枚～数枚のカードを指定した活用」，氷山モデルの本来の使用方法である「教師主導の全カード使用順序活用」の大きく３段階に分けた。1 次のガイダンスで氷山モデルの説明と，教師側からはカードを指定せず「生徒主導の全カード自由選択・活用」により導入を行った。２次～４次の知識の習得場面
や，６～８次の製作場面では，授業内容に関連するカードを指定し，カードの詳細の紹介と理解の深化を目的として「教師主導の 1 枚～数枚のカードを指定した活用」
により導入した。９次では，製作品の評価や改善を行う
場面で，氷山モデルカードや各カードの特徴を学習した
上で，１次同様「生徒主導の全カード自由選択・活用」を

次(時 )本研究のカリキュラム

授業内容に
関連して
導入・使用
したカード

導入
方法

1
(３ )

・社会における技術の役割や，技術の光と影を知る。【関心・意欲・態度】
・技術科の学習項目やルールを確認する。
【関心・意欲・態度】

全て

自由
選択

２
(4)

・材料と加工に関する技術について知る。
【知識・理解】・木材，金属，プラスチックの比較から材料の特徴を知る。【知識・理解】

②，③
⑥，⑦，⑧

３
(4)

・材料に適した加工法や，製作品を丈夫にする方法を知る。【知識・理解】・状況に応じた製作品を丈夫にする方法を検討する。【工夫・創造】

①，②
④，⑤

４
(2)

・設計の手順や，構想の方法を知る。
【知識・理解】・キャビネット図を練習する。【技能】

５(3)・身近な課題から課題を解決する製作品の構想・設計を行う。【工夫・創造，知識・理解】・友人の製作品の構想を評価する。
【工夫・創造，知識・理解】

６(4)・木材を使った製作１(け が き ， 切 断 )【 知 識 ・ 理 解 ， 技 能 】

７
(4)

単独

①

使用
順序

全て

②，③

⑧ 単独

・木材を使った製作２（部品加工）【知識・理解，技能】

ー

ー

８
(2)

・木材を使った製作３（組立，仕上げ）【知識・理解，技能】

ー

ー

９
(2)

・完成した製作品の評価と改善(個 人 ・ 班 )【 関 心 ・ 意 欲 ・ 態 度 ， 工 夫 ・ 創 造 】

全て

自由
選択

10
(2)

・材料と加工に関する技術の評価・活用【工夫・創造，関心・意欲・態度】

全て

使用
順序

表２ 氷山モデルの導入形態
カード数
使用方法

指定
（教師主導）

1 枚～数枚

全カード

授業内容に関連するカードを指定。
学習理解の深化
や，カード理解。

全カードを本来の使用順序に従い活用。生徒の思考の広がり・深化。
指定せず自由に選択・活用。
思考の広がり。

自由（生徒主導）－

３．開発したカリキュラムの実践
3.1 １次について（生徒主導・全カード自由選択・活用）
１次では，技術分野のガイダンスとして，身の回りの技術を考える学習を通して，私たちの生活には技術は必要不可欠であり，生活を豊かに便利にするものであるという技術の「光」の面を確認する。その後，技術の発達と森林の状態との関わりを学習することで技術の発達による生活の変化が引き起こした森林の放置や間伐材の放置などの環境の悪化の要因となるなどといった技術の「影」- 140 -

日本産業技術教育学会九州支部論文集 第25巻(2017)139〜146の面を確認した。
それらの学習の後，藤川らが開発したガイダンスモデ
ル 10）を一部改変し，「a 技術重視環境破壊社会」と「b 環境重視原始的社会」の２つの立場に別れ，討論を行わせた。意見を班内で付箋紙に書かせ，それらを経済面，環境面，社会面，安全面に分類させた。a・b 両方の班で記述が多い書きやすい側面と，記述の少ない書きづらい側面があることに気付かせた後，システム思考と氷山モデルの説明として，システム思考が問題解決の糸口をつながりで探す思考法であるという説明や，技術科で取り扱う問題
は，氷山のように一部しか見えていないことが多く，実はものごとには見えていない部分が多くを占めているため，氷山モデルカードを用いて見えている部分はもちろん，見えていない部分を時間や構造，価値観などから考え，全体像を捉えて問題解決していくこと，これらを以後の技術科の学習において活用していくことを説明した。また，各カードの特性を簡単に説明し，これらを自由に用いて再度意見を出させた。当初，自身の立場の利点のみに着目して記述する傾向にあったが，氷山モデルカードを用いること
で新たに，②「プラス面・マイナス面」のカードを用いる
ことで，自身の立場のマイナス面に着目した意見や，③「時間による変化」のカードで，この生活を続けた結果起こりうることや，⑧「まさか」のカードから，万が一を想定するなど活発な意見の交換が行われていた。これらの学習の後，両者が両立できるような解決策を検討する
学習を通して，トレードオフや最適解の概念を紹介した。
また，ガイダンスの後に「この授業で，システム思考氷山モデルカードを使ってみた感想を自由に記述してください」という質問内容で，氷山モデルの導入方法が生徒にとって難易度は適切であったかを調査した。その結果
図２のＡのように，「わかりやすかった」や，「意見が書きやすかった」，「便利」などのような好意的意見を記述していた生徒は 57 名中 44 名と全体の 77.2％であった。このことから，氷山モデルを自由選択方式で導入することにより，多くの生徒にとって難易度は適切で，活用により効果を実感していると考えられる。他にも，図３のＢのように氷山モデルの単独のカードの中でも，生徒にとって感覚的に使いやすいカードと，簡単な説明のみでは，意味が難しく使用が困難なカードが存在することがわかった。このことにより，カード導入に際し，より感覚的にわかりやすく使用できるようなカード説明の改善の必要性が示唆された。

3.2 ２次～４次について（教師主導・１枚～数枚指定活用）「まさか」や、「プラス・マイナス」などを考えてメリットデメ
リットがあることに気付いて，たくさん案が出たのでこんなにあるとは思っていなかったのでびっくりしました。そして，最終的な答えにたどり着けたのでよかったです。分からなくなった時，ヒントになりました。

Ａ 好意的な記述
プラス面・マイナス面と鳥の目・虫の目のカードは分かりやす
かった。でも，他のカードは，例がよく分からなかった。
でも，いろんな見方があると分かった。

Ｂ 使いやすさの違いに着目した記述
図２ ガイダンス後の氷山モデルへの生徒の感想の際，教師による一方向的な説明などにならないよう留意し，カードを活用することで，学習内容をカードの視点に即して検討しなおす活動を行い，学習内容の理解の深化を目的とした。
２次では，木材・金属・プラスチック製の３種類のスプーンを比較する学習活動を通して，見た目や一般的な性質の違いに気付かせた。その後，表３の材料の特徴をまとめた資料を与え，３種類の材料としての比較を「②プラス面マイナス面」，「③時間による変化」，「⑧まさか」の順番で検討させた。これにより，資料からカードに対応
した情報を引き出し，素材としての特性の比較，時間経過による劣化などの問題に気付かせた。また，それらに伴って起こりうる万が一を想定させることで使用目的・条件に適した材料の選択を意識づけさせた。他にも，材料の特性を確認する際，「⑦ものの見方」のカードを用いて，木材の燃えやすいや割れやすいという一見短所に見える特徴を，ものの見方を変えることでマッチの軸（燃える）や割り箸（裂ける）のように長所と捉えることができること
等を生徒に気付かせた。
表３ ２次で用いた材料比較表

木材

金属

プラスチック2,400円（スギ）12,000円（鉄）6,000円（アクリル）

加工のしやすさ

手工具でも比較的簡単 複雑な加工は難しい

複雑な加工は難しい

加工時のコスト

あまりかからない

成型する場合かかる

成型する場合かかる

資源

木

鉄鉱石

石油

資源の再生にかかる期間

約50年

不可能

不可能

価格
（１平方メートル辺り）

２次と３次では基礎的・基本的な知識の習得の場面において氷山モデルカードの８種類のカードの内，授業内
容に関連しているカードを単独かつ教師が提示する形で導入を行った。それにより，１次で学習した氷山モデル
カードのそれぞれのカードの理解の定着を行わせた。そ- 141 -

廃棄時リサイクルの後焼却 リサイクル，埋め立て リサイクル，埋め立て

耐火性

高温になると燃える ある程度の高温でも耐える 高温になると溶ける

耐水性

カビや劣化

さびる

耐える
劣化することもある

３次では，製作品を丈夫にする方法を学習した後，
「斜
め材」
，
「面全体」
，
「補強金具」，「背板なし」の４種類の丈夫にする方法が，実際にどれが一番適しているのかを検討させる学習活動を行った。その際，「②プラス面・マイナス面」を検討させるため，図３の内田ら７）が開発した４側面レーダーチャート教材を用いて，それぞれを経済面・環境面・安全面・社会面の４側面で評価を行わせることで特徴を比較させた。その後，「①鳥の目・虫の目」や，「⑥最重要ポイント」のカードで使用目的・条件に応じて適切な方法は異なることや，「⑤つながりや仕組み」のカードで各側面が関連しあっていることに気付かせ，最適解やトレードオフの観点を再度確認させた。また，「④
時間のずれ」のカードで接着剤による接合の仕組みを確認し，実際に製作を行う際の接合にかかる時間とその影
響を確認させた。

赤：「斜め材」
燈：「面全体」
青：「補強金具」
紫：「背板なし」
色を分け，比較を「見える化」
図３ ３次で用いた４側面レーダーチャート教材
４次では，５次での製作品の構想の場面の構想図の作成
を円滑に行うために，４次でキャビネット図の描き方を指導した。また，設計の手順や方法を確認し，家庭や身近な環境内での問題を発見し，解決できるような使用目的と使用条件を明確にする必要性を確認した。図４の「①鳥の目・虫の目」を導入したワークシートを用いて，一度家庭に帰り，身近にある問題点を実際に確認し，どこでどのよ
うに，何のために何を作るのかを明確にさせ，実際に収納する物の寸法を測らせるなど，５次の学習につなげた。

3.3 ５次について（教師主導・全カード使用順序活用）
５次では，生徒が製作する製作品の構想を練る設計・計画場面において，氷山モデルカードの全てのカードを用いながら，使用順序に近い形で，使用するカードや順序を教師が提示する方法で導入した。４次において「①鳥の目・虫の目」のカードで製作品の使用目的・条件を明確にさせたものを，大まかなスケッチなどに表した
後，図５に示した「②プラス面・マイナス面」の視点
で，使いやすさや安全性，加工にかかる時間など，12
項目を３次で行ったようにレーダーチャート形式の５点満点で自己評価させた。それらを基に，図６の様に「⑤つながりや仕組み」のカードで項目間のトレードオフの関係を確認する活動行わせた。続いて,「⑥最重要ポイ
ント」でトレードオフの関係を解決する最適解を検討させた。
その後，再度レーダーチャートで点数化させる活動を行い，改善が見られたかなど振り返りを意識的に行わせた。最後に，修正した構想案を「③時間による変化」，「④時間のずれ」，「⑦ものの見方」，「⑧まさか」のカードを用いて再検討する活動を行わせた。
生徒は概ね，配点とトレードオフの発見までは順調に進んでいたものの，最適解を検討する場面での記述では具体的な解決方法を十分に検討できずにいた。また，配点の際に，製作品の構想図と「加工はしやすいか」や，「加工する時間」などの配点が適切に評価できていない生徒が多く見られた。要因として，生徒のものづくりの経験が乏しく，実際に製作する際のイメージが不十分
で，検討する情報が整えられていなかったことが原因であると考えられる。これらの問題を解決するためのカリキュラムの見直しが必要であると考えられる。

図５ 「②プラス面・マイナス面」ワークシート

図４ ４次「①鳥の目・虫の目」ワークシート- 142 -

日本産業技術教育学会九州支部論文集 第25巻(2017)139〜146

図６ 「⑤つながりや仕組み」「⑥最重要ポイント」

3.4 ６～８次について（教師主導・1 枚～数枚指定活用）
６～８次では製作時において氷山モデルを２～４次と同様に，知識や技能の習得場面で思考力・判断力・表現力等の育成を目的として作業内容や工具の使用方法を指導する際に，氷山モデルのカードを単独で活用して指導を行った。
具体的には，けがきの学習場面で木取りを行う際，③や⑧のカードを用いながらけがき以降の作業を予想させ，けがきが不十分な場合起こりうる問題に気付かせるといった活用を行った。
このように製作場面でも一度氷山モデルを用いて導入を行うことにより，製作中においても見通しを立て，作業工程の本質的な意味を捉えながら学習することができたと考えられる。

が異なるが，評価場面において万が一を検討させる場面が必要と考え，配置している。事前学習として，３Ｄプリ
ンタが３Ｄデータから積層で造形を行うなどといった説
明，時間が数時間から十数時間かかるといった特徴や，工場による生産手順と３Ｄプリンタによる生産手順を確認し，どのような違いがあるかを生徒に考えさせた上で，３Ｄプリンタのメリットやデメリットを確認させた。その後，工場による生産を３点とし，３Ｄプリンタによる生産を５点満点で評価させた。得点化する作業を通して，各側面に対応した項目ごとの優劣の理解や，配点の理由の班ごとに意見交換を行わせた。その後，図８のワークシートに示した３Ｄプリンタと工場の活用を検討させた。
これらは，評価部分で比較した情報を元に，「⑤つながりや仕組み」でトレードオフに気付いた上で，「⑥最重要ポイント」での最適解や重視する項目の検討，「⑦ものの見方」による立場や条件の違いによる評価の違いを意識づけさせた。図９に活用部分における生徒の記述を示す。aの生徒は，学習を通して，３D プリンタの大量生産に適さないが，試作などの場面では効率的といった特徴に着目し，試作場面で３D プリンタを用い，実際の生産は従来通り工場で行う組み合わせの意見を記述している。ｂ
の生徒は，３D プリンタによる自動化による問題点を指摘し，従来の生産を行っていた工場に対する信頼性に着目した記述を行っている。これらの様に，同様の活動を行っても，価値観や重視するポイントにより意見が異なることから，学習による意見の多様化を確認できた。

3.5 ９次について（生徒主導・全カード自由選択・活用）

鳥 の 目 ・ 虫 の 目

9 次では，生徒が自ら製作した製作品の評価を行わせる。その際，氷山モデルのカードを自由に選択し自己評
価や他己評価を行うことで製作品の使いやすさや，デザ
インのみならず多面的な視点での評価を行わせた。１次での自由選択による導入と違い，生徒は２～８次で氷山モデルの各カードの特性を理解していたため，様々なカードを用いながら活発な意見が出ていた。

時
間
に
よ
る

3.6 10 次について（教師主導・全カード使用順序活用）変

10 次では，「Ａ材料と加工に関する技術」のまとめとして，評価・活用場面として「３Ｄプリンタによる飛行機のエンジンの生産と従来の工場による生産」を評価する
学習活動を行った。その際，三浦ら 11）が開発し，提案している氷山モデルの要素を取り入れたワークシートを一部改変して用いた。図７に 10 次で用いたワークシートの評価部分を示す。これらは，視点の方向性を設定する「①鳥の目・虫の目」から，表の横軸となる環境面・経済面・社会面を，縦軸をそれぞれの側面が時間経過に伴い，どのように変化するのか動的に予測する「③時間による変化」「④時間のずれ」から設定している。
「⑧まさか」は，氷山モデルの４層目の価値観のカードとなり，使用順序

化
・
ず
れ

- 143 -

プ ラ ス 面 ・ マ イ ナ ス 面
ま さ か

図７ １０次ワークシート（評価部分）

つながりや仕組み

最重要ポイント「技術を適切に評価し活用する能力」における事前・事後調
査の質問紙を示す。今後の技術はどうあるべきかを使用者と開発者の立場から自由記述させた。なお本調査では，質問紙による回答を表４の「技術を評価する能力」と表５の「技術を活用する能力」の二つの能力を判定するルーブリック
を用いて生徒の自由記述の回答内容を集計・分析を行った。
この作成と集計は，中学校技術教員の免許を有する大学院生１名及び大学教授 1 名で行った。

ものの見方

図８ 10 次ワークシート(活用部分)

どっちも選ぶ。エンジンが 100 個あったら３Ｄプリンタを使うと，1 個に時間がかかるからその部分は工場で同時に 100個作る。
試作をするときに工場の機械を使うと，コストがものすご
くかかるから，そこは３Ｄプリンタを使う。
だからどっちも。

a.両者の利点を組み合わせた意見

図 10 事前・事後調査における質問紙

工場の方がいいと思う。働く人が頑張ったからこそ，今の表４ 「技術を評価する能力」判定ルーブリック
基準
能力判定ルーブリック(評価基準)
使用者と開発者の立場から４側面(社会面・環境面・経済面・社会面)を複数記述し，かつ，A
トレードオフや最適解に着目した記述がある。
使用者と開発者の立場から，４側面それぞれかB
ら複数取り上げた記述がある。

機械があるし，人の仕事がなくなる。信頼度も高いと思う。
鉄砲とか危険なものをつくる人も出てくると思う。

b.技術ガバナンス的意見
図９ ワークシート(活用部分)生徒記述
しかし，授業全体を通して，３D プリンタや工場による生産について上記の説明のみでは生徒にとって理解が不十分で，得点を付けるのが円滑にいかない場面や，カードを活用するものの，カード内容に関連した生徒の間違った知識や思い付きでの発言で話し合いがまとまらない場面が一部見られた。これは，教師側の題材に対する理解が充分と言えず，明確な到達点を設定していなかったため，適切な情報が与えられず，一部生徒任せになってしまったことが要因として考えられる。氷山モデルをより効果的に活用させるためにも，教師側で目標を明確にさせるための適切な情報を提供し，カードを使いながら目標に到達するための道筋や，手立てを用意しておく必要がある。

４．調査結果と考察
4.1 調査方法
今後授業で活用する上での本実践の教育的効果の確認や検討事項を明らかにすることを目的として，平成 29 年４月から９月に表１に示したカリキュラムによる授業を，熊本
市内のＲ中学校第１学年２クラス 57 名を対象に行った。調査は事前調査を１次(４月)の授業の冒頭 10 分で行い，事後調査を 10 次(９月)の授業の最後 10 分で実施した。図 10 にC

使用者，開発者のどちらかの立場から４側面のいずれかの記述がある(B に未到達，無記入も含む)

表５ 「技術を活用する能力」判定ルーブリック
基準
能力判定ルーブリック(評価基準)
使用者と開発者のいずれかの立場から技術ガバ
ナンスや，持続可能な社会の実現に着目した活A用法に関する記述がある。
使用者と開発者のいずれかの立場から，具体的Bな活用に関する記述がある。
B に未到達，無記入。
C
4.2 「技術を評価する能力」の調査結果と考察
表６に，「技術を評価する能力」に関する調査結果を示す。Ａ判定に該当する生徒は，事前の０名０％から，事後では 13 名 22.8％と増加した。Ｂ判定が事前８名 14.0％から事後 20 名 35.1％と増加した。また，Ｃ判定は事前 49
名 86.0％から事後 24 名 42.1％と減少した。事前の評価と事後の評価の差が統計的に有意か確かめるために，５％水準で両側検定（ｔ検定）を行ったところ，基準Ｂと基準Ｃ
において１％水準で，基準Ａに関しては５％水準で有意差- 144 -

日本産業技術教育学会九州支部論文集 第25巻(2017)139〜146が認められた。これらのことから，開発したカリキュラムにおいて，氷山モデルによる思考の広まりを実感するための「生徒による自由選択・活用」と，使用順序活用につながるようなカード理解のための「８種類のカードの単独活用」，氷山モデルの本来の使用方法である「使用順序に即した活用」の大きく３段階に分けた段階的導入
により，氷山モデルの活用が円滑に可能になり，生徒の思考の視野を広げ評価能力を向上させることができたと考えられる。
表６ 「技術を評価する能力」の調査結果(人(％))
基準

事前

事後

A
B
C

０(0.0)

13(22.8)＊＊８(14.0)20(35.0)＊49(85.9)24(42.1)＊

N=57＊：１％水準で有意，＊＊:５％水準で有意4.3 「技術を活用する能力」の調査結果と考察
表７に，「技術を活用する能力」に関する調査結果を示す。Ａ判定に該当する生徒は，事前の０名０％から，事後では２名 3.5％と増加した。Ｂ判定が事前５名 8.7％から事後 12 名 21.1％と増加した。また，Ｃ判定は事前 52 名
91.2％から事後 43 名 75.4％と減少した。事前の評価と事後の評価の差が統計的に有意かを確かめるために，５％水準で両側検定（ｔ検定）を行ったところ，基準Ｂと基準Ｃ
において５％水準で，有意差が認められた。しかし，基準
Ａでは有意差は認められなかった。これらのことから，開発したカリキュラムにおいて，一部生徒の活用に関する記述の増加は見られたものの，事後調査において活用に関する記述を行っている生徒の割合が基準Ａ・Ｂ合わせて24.6％であったことから，生徒の「技術を活用する能力」
向上には課題があると考えられる。その要因として，本カリキュラムでは，氷山モデルカードを用いて技術を評価す
る活動は多く取り入れていたが，具体的な活用方法を検討する学習活動が少なく，生徒たちにとって活用がイメージ
しづらかったのではないかと考えられる。
表７ 「技術を活用する能力」の調査結果(人(％))
基準

事前

事後

A
B
C

０(0.0)

２(3.5)

５(8.7)

12(21.0) ＊＊52(91.2)

43(75.4) ＊＊

N=57
＊＊

:５％水準で有意５．おわりに本報で開発した氷山モデルを段階的に導入した「Ａ材料と加工に関する技術」のカリキュラムは，事前・事後の調査結果から生徒の技術を評価する能力の向上に妥当性が認められたと考えられる。一方，技術を活用する能力の育成には課題が残った。また，設計・計画場面や評価・活用場
面において氷山モデルを使用順序に従って導入する場合の生徒に与える資料や，より生徒・教師ともに分かりやすく，氷山モデルを円滑に活用できる指導方法の検討が必要であると考えられる。このような調査結果などから，今後
は以下のことを検討していく予定である。
（１）設計・計画場面や評価・活用場面に氷山モデルを導入する際の，カリキュラムを通した系統的導入の工夫や，使用順序に即した導入をよりわかりやすくする指導方法を検討する。
（２）「技術を活用する能力」向上のために知識の習得場
面で活用方法を検討させる，氷山モデルのカードを用いて活用場面を検討させるなどのカリキュラム改善を行う。
（３）新学習指導要領の見方・考え方の定着や，資質・能力の向上に対応した氷山モデルの導入方法の検討
や，本報の「Ａ材料と加工に関する技術」に引き続き，３年間の系統性を持たせた段階的に導入したカ
リキュラムの検討を行う。

参考文献
１） 文部科学省：中学校学習指導要領解説技術・家庭編，（2017）
２） 内田有亮・西本彰文・田口浩継：技術科教育における思考力・判断力・表現力等の育成のためのシ
ステム思考の導入について，日本産業技術教育学会九州支部論文集，第 21 巻，（2013），15-22３） 内田有亮・西本彰文・田口浩継：計測制御学習におけるシステム思考ヒントカードの導入について，日本産
業技術教育学会九州支部論文集，第 21 巻，（2013）,
23-30
４） 内田有亮・西本彰文・田口浩継：技術を評価・活用する場面でのシステム思考導入用教材の開発について，日本産業技術教育学会九州支部論文集，
第 22 巻，（2014），62５） 内田有亮・西本彰文・田口浩継：計測・制御学習におけるシステム思考導入による評価・活用能力の育成．日本産業技術教育学会九州支部論文集，第 22
巻，（2014），69-76６） 内田有亮・西本彰文・田口浩継：「材料と加工に関する技術」におけるシステム思考の導入について，
日本産業技術教育学会技術教育分科会 技術科教育の研究，第 19 巻，（2014），1‐10７） 内田有亮・西本彰文・田口浩継：システム思考を導入した計測・制御学習カリキュラムの改善について，日本産業技術教育学会技術教育分科会 技術科- 145 -

教育の研究，第 21 巻，（2016），17‐24８） 内田有亮・西本彰文・田口浩継：システム思考を導入した「C 生物育成に関する技術」における授業実践，日本産業技術教育学会技術教育分科会 技術科
教育の研究，第 22 巻，（2017），31‐38９） 森敬太郎・田口浩継・内田有亮：「材料と加工に関する技術」におけるシステム思考を段階的に導入したカリキュラムの開発，日本産業技術教育学会技術教育分科会 技術教育の研究，第 22 巻，（2017），39‐46

10） 藤川聡・関根文太郎・安東茂樹：技術科教育におけるガイダンスモデルの提案，日本産業技術教育学会
誌第 54 巻第３号（2012）153‐161
11） 三浦寿史・西本彰文・田口浩継：初任者および免許
外担当教員への対応に着目した評価・活用場面における氷山モデルカードを用いた授業実践，日本産業
技術教育学会技術教育分科会 技術教育の研究，第21 巻，（2016），25‐29

Abstract
This study was performed to confirm the educational benefits of Iceberg Model Cards introduced in thetechnology and home economics education at junior high school. We introduced Ice Model Cards, which are anapplication of a representative tool of systems thinking, to a junior high school in order to cultivate ‘an ability toappropriately evaluate and use technology’. The cards were introduced as teaching materials based on phasedintroduction from the guidance for ‘A Technology of materials and their processing’ to the evaluation/use of thecards. Accordingly, we analyzed the students’ descriptions using Rubrics to assess ‘an ability to evaluate and use
technology’. As a result, it was revealed that this ability was improved, with student’s description focused on tradeoff or optimal solution from multiple perspectives and the number of positions presented increased in number.
Therefore, the educational benefits of Iceberg Model Cards were confirmed. However, a challenge remains toimprove ‘‘an ability to use technology’ based on the perception of the governance in technology or realization of asustainable society.
Keywords: Systems Thinking, Iceberg Model Cards, an Ability to Appropriately Evaluate and Use Technology- 146 -

日本産業技術教育学会九州支部論文集 第25巻(2017)147〜154

学生が危険に敏感になるための安全教育の工夫
Study on Improving Safety Education Aiming to Lead the Students to
Become Sensitive to Danger
引地力男*
Rikio HIKIJI**Faculty of Education, Kumamoto University
児童生徒等への安全教育や学校等の安全管理等の一層の充実を図るために，文部科学省は，平成 29 年に，「第2 次学校安全の推進に関する計画」を策定した。しかしながら，学校においては，全ての教職員が十分な知識や意識を備えて学校安全に取り組んでいるとは言い難い状況にある。優れた危機管理マニュアルや学校安全計画が準備されてあっても，学校安全の意識の低い教職員は，危険に対して必ずしも敏感でないため実際に安全配
慮の行動に移行することは困難である。従って，若い教員を排出する教員養成課程の使命として，教職を目指す学生に対して学校安全の意識の向上と安全配慮行動へのスムーズな移行が可能となるように，学校安全教育を充実させなければならない。
本研究では，将来学校教員となる教育学部の学生の安全に対する意識の向上を目的とし，座学に KYT とリス
クアセスメントを導入して，学生が潜在的な危険に敏感になるような危機管理能力の育成について実践的に取り組んだ。すなわち，安全に対する基準の個人差をなくするためのトレーニングである。その結果，危険有害
要因とリスクを明確に提示することにより，学生は，学生間の感覚のずれを認識し，学校安全の重要性を自覚した。また，トレーニングを重ねることで学生は安全への意識が向上していき，最初は安全への意識の低かった学生も危険に敏感になった。
キーワード：安全教育，学生，KYT，リスクアセスメント

１．はじめに
近年，交通事故，インターネット犯罪，東日本大震災をはじめとする災害の教訓なども踏まえ，さらなる学校安全推進のために，文部科学省は，学校保健安全法に基づき，平成24年4月，「学校安全の推進に関する計画（平成24年から28年までの5年間，これを第1次計画期間という）」を策定した1)。その後，日常的な学校管理下における事故等については，平成27
年度の災害共済給付の集計によると，災害の発生件数
は，約108万件2)であり，第１次計画期間を含め，近年減少傾向にあるものの，発生率は横ばいの状況が続いている。特に，発生率は，体育や運動部活動が活発になる中学校段階が最も高く，高等学校段階では近年増加傾向にある3)。そのような状況の中，中央教育審
議会は新たな5年間（平成29～33年度）における施策の基本的方向と具体的な方策について検討し，この結果を受け文部科学省は，平成29年3月，「第2次学校
安全の推進に関する計画」を策定した4)。学校現場では，交通安全教育や通学路のハザードマップの作成など独自の取り組みはなされてはいる5)。しかしながら，

中央教育審議会が「第2次学校安全の推進に関する計画の策定について」諮問を受け，審議を行うにつき参考指標 6)としたデータによると，施策目標４ 「全ての教職員が，各種機会を通じて，各キャリアステージ
において，必要に応じた学校安全に関する研修等を受ける」で，校内での初任者研修において「安全指導（生活安全，交通安全，災害安全）」を扱っている小学校
は76.4%，中学校は73.4%，高等学校は77.9%と不十分であり，10年経験者研修においてはそれぞれ17.3%，
18.2%，23.5%と激減する。また，安全計画や避難訓練等を外部有識者がチェック・助言する体制が整備されている学校の割合はわずか33.1%であった。このよ
うに学校現場では，全ての教職員が児童生徒等の安全
教育や安全管理に携わらなければならないにもかかわらず，全ての教職員が積極的に研修に参加し十分な知識や意識を備えて学校安全に取り組んでいるとは言い難い状況にある。したがって，教員の卵である教育学部の学生は，少なくとも自身が将来教員として所属する学校および担当授業での安全計画の策定と実施が可能となるように，大学在学中にそのノウハウを習得すべきである。

(2017 年 10 月 31 日受付，2018 年 2 月 23 日受理)
*熊本大学教育学部
2017 年 10 月 第 30 回九州支部大会にて発表- 147 -

本研究では，将来学校教員となる教育学部の学生の安全に対する意識の改善を目的とし，座学にリスク
アセスメントとKYTを導入して，危機管理能力の育成について実践的に取り組み，安全や危険に対する意識の変化について検討した。なお，本研究ではテーマ
として授業中を含む学校生活の事故を主に取り上げた。

２．リスクアセスメントとKYTの導入
リスクアセスメントとKYTは職場の労働災害防止策として導入されている。学校現場では，KYTについては1985年から導入例が報告されているが，リスクアセスメントについてはほとんど例がない7)。著者
は，工業高等専門学校の教員および技術職員を対象に，学生を誰一人被災させないために安全推進計画にリ
スクアセスメントとKYTを導入し，安全教育を推進
表 1 危険有害要因に関する学生の意見
No.

危険性または有害性
カッターナイフを上から下へ移動したとき，定規が短かった
ため，ナイフの刃が定規下端からずれる。
カーターナイフを持つ手に力が入り，作業途中で刃が折れて，飛び跳ねた。
カッターナイフを持つ手の勢いが余って，厚紙だけでなく机からもナイフがはみ出てしまった。
カッターナイフの刃を出しすぎてしまい，作業途中で，スライドしてしまった。
定規を押さえる手が疲れてしまい，カッターナイフでの切断作業の後半で定規がずれてしまった。

①
②
③
④

図 1 リスクアセスメントの手順⑤

表2 けがの程度の基準
けがの程度

評価点

致命傷

10点

死亡または，手足の切断，失明等の重大な障害を発生しうる危険。

基

準

重傷

6点

骨折等入院の必要なけがを発生しうる危険。

軽傷

3点

医師による処置が必要なけがを発生しうる危険。

微傷

1点

手当後直ちに元の作業に戻れる微小のけがを発生しうる危険。

表3 近づく頻度の基準
近づく頻度

評価点

基
頻度
危険な
状態
頻度

頻繁

4点

時々

2点

危険な
状態
頻度

滅多にない

1点

危険な
状態

けがの可能性評価点

準頻繁に立入ったり接近したりする。
突然に，不意に予期せぬ時に，無防備な状態で立ち入ったり接近するので，危険な状態である。
トラブル・修理・調整等で立ち入ったり接近したりする。
一定のルールのもとで，これを遵守しながら立入り・接近するので，危険がある程度わかっている。
一般に危険領域に立ち入ったり接近する必要はほとんどない。
立入りや接近が事前にわかり危険領域が明らかになっている，準備した上で実行する。

表4 けがの可能性の基準
確実である

6点

可能性が高い4点

可能性がある

2点

基
安全対策がなされていない。

ソフト

安全ルールを守っていても，よほど注意力を高めないと災害につながる。
防護柵や防護カバー，その他安全装置がない。

ハード
ソフト

ハード

注意力を高めていないと，けがにつながる可能性がある。
防護柵・防護カバーあるいは安全装置等は設置されているが，不備があり危険領域への侵入や接触が否定できない。
うっかりしていると，けがにつながる可能性がある。
防護柵・防護カバー等で囲まれ，かつ安全装置が設置され，危険領域への立入りが困難な状態。

ソフト

特別に注意しなくてもけがをすることはほとんどない。

ハード
ソフト

可能性はほと
んどない

1点

準

ハード

- 148 -

日本産業技術教育学会九州支部論文集 第25巻(2017)147〜154

表 5 リスクの見積もりの結果
班
A
B
C
D
E
F
G

重要度
6
6
6
6
6
10
6

頻度
2
2
4
1
1
4
1

可能性
2
4
6
6
2
6
1

見積もり合計
10
12
16
13
9
20
8

表6 リスク評価
事故の型
切り傷
突き刺し
切り傷
突き刺し
転倒
切断
切り傷

リスクレベル

リスクポイント

評

価

Ⅳ

18〜20

許容できないⅢ

11〜17

重大な問題有りⅡ

6〜10

問題が多少ある

Ⅰ

3〜5

許容できる

図 2 リスクアセスメント実施一覧表の例（特別支援学校教員養成課程）

図 3 リスクアセスメント実施一覧表の例（保健体育科）してきた 8)。本研究では，本学教育学部技術科3学年対象の必修科目の一つである，技術科教育Ⅱ（後期2単位，オムニバス形式）の中で，学生を対象にリスク
アセスメントとKYTの演習を3回にわたり実施した。
本授業には技術科の学生の他に特別支援学校教員養成課程，家庭科の学生が中学校技術免許取得のために受講している。さらに，聴講生として，養護教諭養成課程，生涯スポーツ福祉課程，理科，保健体育科，英語科，国語科，教育学科の学生も参加している。平
成24年から28年の5年間を通して，合計81名が受講した。今回は，この期間取り扱った授業の中で共通のテーマに関する検討事項について述べる。

- 149 -

図 4 リスクアセスメント実施一覧表の例（生涯スポーツ福祉課程）

図 5 リスクアセスメント実施一覧表の例（技術科）

2.1 リスクアセスメント
2.1.1 リスクアセスメントの事例1
リスクアセスメントは，作業現場の潜在的な危険性
または有害性を見つけ出し，これを除去，低減するため手法であり，手順を図1に示す9)。リスクアセスメ
ントとして，まず手始めに，すべての学科の学生が扱いやすいテーマを用いた。すなわち，小学校の図工の時間に厚紙をカッターナイフで切るとき，15cm定規を充てて，それに沿ってカッターで切る作業をテーマに取り上げて演習を行った。表1に危険性または有害性に関する学生の意見の代表例（平成28年実施分）
を示す。この中から⑤番の「定規を押さえる手が疲れてしまい，カッターナイフでの切断作業の後半で定規がずれてしまった。」の場合について，表2から4の基準表10)を参考にして，まずは個人でリスクの見積もりを計算させ，その後ペア学習形態をとり，計算値のすり合わせ作業を行い，各班で見積もりの合計値を整理した。表5がその結果であり，班ごとの数値のばらつきが大きいことがわかる。この結果より，危険に対する感覚について個人差があることを学生らは認識した。見積もりの数値の違いについては，表5中の最も高い数値のF班は，教員志望の強い学生同士の班であったが，数値の低いG班は，民間企業への就職を希望する学生の班であった。このように，見積もり数値の違い，この演習を繰り返すことで，数値を低く見積もった学生は，グループ討議を通して危険の捉え方を再考するようになった。そして，すべての学生が，次回の教育実習に際して，安全に授業を進めることの意
義を自覚した。特に，教員採用試験を受験する学生に- 150 -

日本産業技術教育学会九州支部論文集 第25巻(2017)147〜154

おいては，グループ討議の中で，将来教員として，児童生徒を誰一人被災させないために，安全に対する基準に個人差があってはいけないことも理解した。
2.1.2 リスクアセスメントの事例2
次に，さらに危険に対する感覚を研ぎ澄ますトレーニングとして，リスクの見積もりとリスクのレベルおよび低減策について学生一人一人に評価させる作業を試みた。この場合も，すべての学科の学生が考えやすいテーマとして，「床の段ボール箱を作業台に運び開梱して書籍を作業台に積み上げる」題目11)で実施した。表5でいう見積もり合計をリスクポイントとし，表6に示すように，リスクポイントで区分されたリス
クレベルを用いて項目ごとに記録させた。学生にとってリスクアセスメントは書きやすいように，「区分1」は予め記載して，数値の見積もりに専念できるようにした。代表的な結果を4例選出し，図2から5に示す。
図2と4の学生は「区分1」の「①腰を痛める」は9点で同じだが，「②肩を痛める」や「④足に落とす」では図2の学生の方が点数が高い。また，「区分2」ではすべての学生が「カッターで指を切る」項目を取り上げていたが，点数では図3の学生は7点で図5の学生は13点と大きく差があった。しかしながら，「区分1」に関しては，すべての項目で図3の学生が図5の学生よりも点数が高くなっている。なお，同じ学科同士でも点数のばらつきがみられた。本演習を通して，改めて学生らは他者との評価の違いを確認し，自分自身と他者との安全への意識や危険に対する感覚の違いを実感していた。なお，他者よりリスクポイントを低く設定していた学生も，リスクの低減対策の検討時には，再度リスクの見積をやり直す姿勢もみられた。しかしながら，「区分2」の「指を切る」項目に対するリス
ク低減対策に「手袋（軍手）を着用する」が多くみられたが，カッター刃の出し方や手の押さえ方など作業行動に気付くようになるまで，演習を繰り返す必要がある。

2.2 KYT
2.2.1 KYTの事例1
危険（キケン）のK，予知（ヨチ）のY，訓練（トレーニング）のTをとってKYTといい，図6の流れで短時間で危険予知活動訓練として実施される 12)。KY
Tについては，学校生活での一幕を描いたオリジナルの絵図を使って，絵図の中から危険有害要因を見つけ出すことで安全について考えを深めていく演習を実施した13)。図7に小学校の昼休みの校内（廊下）での過ごし方の様子の絵図を示す。この絵図の中から一つでも多く危険有害要因を発見する演習をゲーム形式

図 7 昼休みの校内（廊下）での過ごし方の KYT

表7
No.
1
2
3
4
5
6
7
8
9

図 6 KYT の手順

10- 151 -

危険有害要因の洗い出し（昼休みの校内）（総数68人）項目
窓に腰かけている女子が建物外に転落箱を持った男子に後方からスライディングで激突
飛び縄がほどけており引っかかって転倒
ボールが転がっており乗り上げ
転倒
壁に立てかけていた箒が倒れ通行人に激突，転倒
濡れた雑巾から水滴が垂れており滑って転倒廊下の掲示物の画びょうが外れており足裏に刺さる
椅子脚のテニスボールが1個外れており座ったときにバランスを崩して転倒
通路にはみ出ている消火器にぶつかり転倒
通路に落ちている雑巾を踏んで滑って転倒気付いた人数68(100%)65(96%)
55(81%)
53(78%)
48(71%)
41(60%)
38(56%)
30(44%)
28(41%)
25(37%)

で行った。表7に主な回答と，指摘した人数（割合）を示す。表には回答が多かった項目順に上部から示している。今回10項目しか提示していないが，例えば，「バッグを持っている女子が上靴のかかとを踏みつぶしており歩くと転倒しやすい」や「荷物を持っている男子が裸足なので，荷物を足の上に落とした時打撲」など細部にわたって指摘する学生もいた。指摘数
は最高で12項目，最低で4項目であった。
2.2.1 KYTの事例2
この授業では，技術科以外の学生の受講も多いた
め，受講生全員が理解できるテーマについて取り扱っている。そこで，実験実習で危険な作業が多い技術科の学生に対しては，機械系の実習においても，授業開

図 8 旋盤作業の KYT

始時にKYT演習を実践している。一例として図8に旋盤作業で使用しているKYTの絵図 13)を示す。技術科の学生は1年次に基礎実験で，3年次に機械実験実習
で旋盤作業を体験する。KYT演習を座学の技術科教
育Ⅱと実験実習をリンクさせ，繰り返し実践すること
で，学生は危険に対して敏感になり，動力機械を操作する前に自主的に指差呼称するなど，少しずつではあるが安全教育に興味を持つようになってきた。
さらに，今回の演習の繰り返し実践の成果を確かめるために，授業の最終日にこれまでの教育実習や大学の授業において危険有害要因の洗い出し作業 14)を実施した。まずは大学での授業中や教育実習等でのヒ
ヤリハットの経験をもとに，洗い出し票の作成を進めていった。結果の一例を図9に示す。この学生は，今回の演習で，最初は危険有害要因を洗い出す件数が少なく危険に鈍感だったが，演習を繰り返すことで，具体的に危険有害要因を洗い出すことが可能になった。
また，学生の周囲に潜む危険有害要因を明確にしたことで，指導者から指示されなくても旋盤やボール盤，
溶接機等を取り扱う際には，実習服はさることながら，
保護メガネ等の保護具の着用について学生同士で確認し合うようになった。
今回のリスクアセスメントとKYTを座学に導入した安全教育の実施後の学生インタビューでは，将来自身が受け持つ児童生徒を誰一人被災させないように，
危機管理能力を身に付け，実験実習において，安全対策の実践に自主的に取り組むなど安全に対する意識の向上が確認された。

３．考察
危険に対する感覚の違いは，職場では知識の有無や

図 9 危険有害要因の洗い出し票- 152 -

日本産業技術教育学会九州支部論文集 第25巻(2017)147〜154(b) 教職以外に就いた学生（総数 31 名）(a) 教職に就いた学生（総数 50 名）

図 10 リスクアセスメントにおけるリスクレベルの評価の違い
経験の多少15)，大学の教員養成課程では履修科目や教育実習16)が関与しているとされている。しかしながら，今回は，同じ学科，同じ学年同士でも危険に対する感覚の違いがみられた。その違いは，3回の授業を通して，授業者として感じたことは，教職を強く希望している学生ほど危険有害要因の洗い出し件数が多く，危険に対して敏感であるように思われた。したがって，学生の教職へのモチベーションが学校に潜む危険に対する感覚に影響を及ぼすことが予想される。
そこで，定量的に提示する手法として，卒業後，教職に就いた学生と，教職以外に就いた学生との危険の捉え方の違いについて調べてみた。なお，平成28年度受講した学生については現在も在学中のため，平成29年9月末日の段階で，教員採用試験の受験状況を踏
まえ教職に就く見込みで取り扱った。まずは，図2から5に示したリスクアセスメント実施一覧表で，区分2で「カッターで指を切る」項目を取り上げ，学生が評価したリスクのレベルの違いについて整理した。リ
スク評価について，レベルⅠからⅣまでの評価人数について，図10に示すように，(a)教職に就いた学生（総数50名）と(b)教職以外についた学生（総数31名）について比較した。なお，教職とは正規のみならず，臨時，非常勤も含んでカウントした。図より，教職に就いた学生では，もっとも高いレベルⅣを評価した学生が多いことがわかる。以上のように，現在教職についている卒業生が受講当時も教職へのモチベーションが高かったと仮定すると，これらの結果より，今回の受講生の範囲では，教職へのモチベーションの高い学生ほど危険に敏感であることがいえる。

理能力を身に付け，実験実習において，安全対策の実
践に自主的に取り組むなど意識の向上が学生インタ
ビューで確認された。しかしながら，危険に対する感覚には個人差が存在し，事故を完全にゼロに防ぐことは困難である。学生の周囲に起きた日頃のヒヤリハッ
ト事例を有効に活用し，より効果的なリスクアセスメ
ントとKYTの見直しのためにPDCAを繰り返し，日々安全教育の改善に積極的に取り組まなければならな
い。今後，座学や実験実習および実技等の授業の中だ
けでなく，運動会等の学校行事や介護等体験等にも事
前研修におけるリスクアセスメントを普及させ，放置されている残留リスクの撲滅に努力し，さらに，毎回の開始時にKYTを実践することで，学生が危険に対して敏感になり安全教育の一層の向上が期待される。

謝辞
最後にKYT演習で用いた一部の絵図の作成について，熊本大学教育学部技術教育学科平成25年度卒業生の松本博子氏に協力していただいたことを記し謝意を表します。

参考文献

４．まとめ
将来学校教員となる教育学部の学生の安全に対する意識の改善を目的とし，座学にリスクアセスメントとKYTを導入して，危機管理能力の育成について実践的に取り組んだ。その結果，学生は，将来自身が受け持つ児童生徒を誰一人被災させないように，危機管- 153 -

1) 文部科学省：学校安全の推進に関する計画Web
ページ，http://www.mext.go.jp/a_menu/kenko/anzen/1320286.htm，（2017年10月3日確認）
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83) 独立行政法人日本スポーツ振興センター学校安全 部： 学校 の管 理下 の災害 [ 平成 28年 版 ]，(2016)，153-229
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学校安全の推進に関する計画に係る取組状況調査（平成27年度実績），文部科学省，(2015)，2

3-34
6) 中央教育審議会：第２次学校安全の推進に関する計画の策定についての参考指標，(2017)，1-5
7) 広兼道幸，白木渡，大幢勝利：安全教育における危険予知訓練について，土木学会論文集F，
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93-99
9) 中央労働災害防止協会：厚生労働省指針に対応した労働安全衛生マネジメントシステム－リス
クアセスメント担当者の実務－，中央労働災害防止協会，（2003），31
10) 8)の47-53
11) 中央労働災害防止協会：第98回リスクアセスメ

ント実務研修テキスト，（2005），36
12) 田辺肇：テキスト危険予知訓練，中央労働災害防止協会，(2002)，8-28
13) 引地力男，他11名：リスクアセスメントとKYTを導入した学生の安全衛生の配慮－第1報，工作実習への適用－，論文集「高専教育」，26，（2006），
595-600
14) 8)の79-83
15) 中央労働災害防止協会：職場の「リスクアセス
メントの実際」，中央労働災害防止協会，（1999），
74-77
16) 村越真，紅林秀治，延原尊美，岡端隆：KYT
シートを使った中学生と教員養成系大学生の教科活動におけるリスク特定・評価スキルの実態
調査，教科開発学論集，1，(2013)，65-80

Abstract
Aiming to make the safety education and management for the school children and students
more substantial, the Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology(MEXT) decided"the second plan of the promotion for school security" in 2017. However, in present schools, it is hard to
say that all teachers have enough knowledge and consciousness of school safety and work on it. Even if
the excellent crisis management manuals and school safety plans are formulated, it is difficult for theteachers with little consciousness of school safety to perform the safety-conscious behavior because they
are not so sensitive to danger. Therefore, the role of the teacher training course is to carry out theeducation in school safety for the students to be prospective teachers so that they can improve theconsciousness of school safety and facilitate the safety-conscious behavior. This study aims to have thestudents at the faculty of education improve the consciousness of school safety by fostering students'
crisis management capability to become sensitive to latent danger through the KYT(training forpredicting dangers, K:Kiken, Y:Yochi, T:Training) and risk assessment. That is, the training dealt withclosing their gap in the school safety level. As a result, by clarifying the hazardous factors and risks,
they could recognize their perception gap and realized the importance of school safety. Moreover,repeated training enabled them to improve their consciousness of school safety and the students who
had been little conscious of school safety became sensitive to danger.
Keywords : Safety Education, Students, KYT, Risk Assessment- 154 -

日本産業技術教育学会九州支部論文集 第25巻(2017)155〜159

工夫し創造する能力の育成を促す風力発電教材の開発と授業実践
Teaching Practice with Newly Developed Power Generation Instruction
Material to Foster an Ingenious and Creative Mind
金城湧真*

玉城康博** 小野寺清光***

Yuma KINJOU*, Yasuhiro TAMASIRO** and Kiyomitu ONODERA****Graduate School of Education, University of the Ryukyus**Itomann City Shiohira Junior High School***Faculty of Education, University of the Ryukyus
揚力の大きさを左右する羽根のピッチ角の制御に焦点をあて，羽根の工夫が直接発電量の向上として観測できる風力発電教材を開発した。羽根に厚紙，羽根の支柱には竹ひごを用いることで，ピッチ角を正確に設定できるようにした。開発した風力発電教材を用いて，中学校 3 年生 160 人に対し，2 時間の体験授業を実施した。4 人一組のグループで実験を行い，ピッチ角を 15°，30°，45°および最も電力が得られると推測されるピッチ角の風車を作製して比較検討をした。羽根のピッチ角の工夫で得られる電力が大きく変わることを体験することで，中学生の工夫し創造する能力の育成に資する体験授業になったと考える。
キーワード：再生可能エネルギー,風力発電,教材開発, 授業実践

１．はじめに近年，地球温暖化の対策により再生可能エネルギーが注目されており，中学校技術領域のＢ「エネルギー変換に関する技術」1)には，（1）ウ「エネルギー変換に関する技術の適切な評価・活用について考えること。」で，新エネルギーの開発やハイブリッ
ド技術など，環境負荷の軽減を目的とした先端技術について，その効果と課題を検討する旨が述べられており，さらに，（2）ア「製作品に必要な機能と構造を選択し，設計ができること。」の解説に，目的や条件に応じて，製作品に必要な機能と構造を工夫する能力を育成すると述べられている。
新エネルギーの中の再生可能エネルギーのうち，風力発電は太陽光発電などに比較して仕組みが理解しやすく，エネルギー変換の学習に適した題材である
2)3)。
これまで，羽根にペットボトルを用いた風力発
電の授業実践が数多く報告されている4)5)。例えば，ソ
リディティの観点から羽根の枚数や大きさと発電量との関連を扱っているが，ペットボトル風車では羽根の工夫と発電量の明確な関係性を実験で得るのが難しい。
一方，現在主流のプロペラ風車は揚力を最大限に(2017 年10月31日受付，2018 年2月20日受理)*琉球大学大学院教育学研究科**糸満市立潮平中学校***琉球大学
2017 年 10 月 第 30 回九州支部大会にて発表

活用している。揚力は迎角に敏感で抗力よりも最大で100倍の力が得られ，迎角が変換効率を大きく左右する6)。そこで，今回，迎角に関連する羽根のピッチ角の制御と変換効率に焦点をあて，羽根の工夫が直接発電量の向上として観測できる風力発電教材を開発し授業実践を実施したので報告する。

２．教材開発
今回開発した風力発電教材を図1に示す。ペットボ
トル風車は，羽根の形や大きさなどの工夫を容易に行うことができる教材であるが，ピッチ角の調整が困難である。そこで，今回開発した教材では，ピッチ角を正確に調整ができるように，羽根に厚紙と竹ひごを用いていることが特徴である。
長さ135㎜，幅60㎜の厚紙と3㎜径145㎜の竹ひごを用い竹ひごを厚紙の中心にホットボンドで固定し挟
み込み図2(a)のように羽根を製作した。厚紙を重ね合わせる事によって羽根の強度をもたせることも可能となった。発電部には，市販のキットを使用し，羽根は4枚で，ハブには市販キット(ArTec，008974)の取り付け治具に合う30㎜Φの木片(図2(b))を使用した。
竹ひご（挿入部）は先端にホットボンドを付けハブに挿入することで固定した。
表1に今回製作した風力発電教材の部品を示す。ペ
ットボトル風車と比べても費用に差がなく，安価である。

- 155 -

図 3 ピッチ角の調整
図4に，今回製作した風力発電教材で得られた電力の風速依存性を示す。羽根は幅30㎜一定とし，長さを90～180㎜と変え，またピッチ角は15°とした。風の供給には扇風機を使い，扇風機から風力発電教材の距
離は１ｍとした。（1）式のように風のパワーは受風面積に比例し，風速の３乗に比例する7)。ここで，Pは風のパワー，ρは空気密度，Aは受風面積，Ⅴは風速とする。

図 1 風力発電教材の完成例

Ｐ＝1/2𝜌Ａ𝑉 3

(a)羽根

（1）

理論上では長さ90，135，180㎜の羽根では1：2.25：4の比率のパワーを得る事が可能となる。しかし，実測値では1：1.6：0.7となっており受風面積が最大の180㎜のときに得られる電力が大きく下がっている。
180㎜の羽根では測定時に，羽根が受ける力に竹ひごでは細すぎて耐えきれず風力方向に曲がり不規則な回転をしていた。そこで，安定した回転で電力を最も得る事ができた135㎜の羽根を教材に採用した。

(b)ハブ
図 2 風車羽根
表 1 風力発電教材 1 つあたりの部品と費用
番号
①
②
③
④

部品名
厚紙（Ｌ判）
竹ひご（900×Φ3）
丸棒（1820×Φ30）
市販の風車キット

単価

合計

¥3
¥14
¥27
¥500
¥544

図3にピッチ角の調整法を示す。ピッチ角を正確に設定できるように，15°，30°，45°の角度がついたフィルム製の三角定規を3つ用意した。羽根の先端からハブ側を見たとき羽根を三角定規の斜辺と重ねることでピッチ角を調整できる。

図 4 電力と風車の直径の関係
図5に電力の負荷抵抗依存性の測定結果を示す。ここで羽根の長さは135㎜，風速は3.2ｍ/ｓである。ピ- 156 -

日本産業技術教育学会九州支部論文集 第25巻(2017)155〜159

ッチ角はそれぞれ15°30°45°とした。モータの内部抵抗が40Ωなので最大電力は負荷抵抗が40Ωの時に得られた。15°30°45°で得られる電力の比率は，4：2：1となっている。

いで電力の差がはっきりと分かる。そこで，今回の授業実践では生徒が電力計算しやすい様に，負荷抵抗は100Ωを用いることにした。

３．授業実践

図5

図 7 電力の風速依存性
表 2 指導計画（45 分×2，休憩 10 分，アンケート 10 分）

電力の負荷抵抗依存性

時間

図6に風車回転数の負荷抵抗依存性を示す。ピッチ
角が小さい15°の回転数は800rpmと高く，ピッチ角が大きい45°の回転数400rpmの約2倍となっている。
（2）式のように発電機では，電圧と回転数は比例する。ここで，Eは内部発生電圧，Bは磁界の強さ，nは回転数，Kは定数とする。
𝐸 = 𝐵𝑛𝐾
（2）

１時間目
（45分）

負荷抵抗が，1kΩあたりまでは回転数はほぼ一定であるが，1kΩ以上になるとゆるやかに上がっている。内部発生電圧は，回転数に比例するので，負荷抵抗が大きくなるほどトルクが小さくなり，若干電圧も上がっていると考えられる。
2時間目
（45分）

図6

回転数の負荷抵抗依存性

図7は，負荷抵抗を100Ωとしたときの電力の風速依存性である。図5からも分かるように，100Ωで得られる電力は最適抵抗より20％低いが，ピッチ角の違- 157 -

生徒の主な学習①「琉大附属中に風力発電を導
入！？」
（全体）
[目標]風力発電のスペシャリストになり，校長先生を説得しよう！
風力発電のメリット・デメリッ
トの確認〇主なメリット・エネルギーが枯渇する心配がない
・温室効果ガスをださない〇主なデメリット・風任せで発電量が少ない
・騒音問題②風車の製作(前半)（グループ）
・マニュアルを参考にし，風車の作製を行う
③風車の製作(後半)（グループ）
・取り付けるピッチ角（15°，30°，45°，自由な角度）をそれぞれ決める・「自由な角度」は電力が最大になる角度をグループで予想する。
④実験・考察（グループ）〇実験・各ピッチの風力発電機で測定した電圧をワークシートに記
入・電圧から電力の計算を行う〇考察・ピッチ角と電力の関係を考える
・1kW の電力を発生させる工夫
を考える

留意点
・本時の目標を確認する
・再生可能エネ
ルギーである事を確認
・メリットだけでなく，デメリットまで考えさせ風力発電が必要か考えさせる。
・パワーポイントを使い，製作上の注意点などを確認しながら進めていく

・三角定規の使い方を確認する琉球大学附属中学校2学年4クラス（計160名）を対象に，技術・家庭２時限分の授業を実施した。単元名
は「エネルギーの変換と利用」とし，単元目標は「羽根の取り付け角度によって変化する値を読み取り最適な角度を探り，風力発電のエネルギー変換効率を学ぶ」と設定した。
表2は授業実践の指導計画である。学習内容と指導上の留意点をあげた。この授業内容について生徒の様
子とともに次に述べる。

３．１風力発電のメリット・デメリット
まず，本時の目標「学校に風力発電を導入するために校長先生を説得しよう」を提示し，風力発電のメリ
ット・デメリットを発問した。風力発電のメリットでは「環境に良い」や「資源を使わない」，デメリット
では「メンテナンスが大変」という意見があった。デメリットの一例として騒音問題を身近に感じてもらう為に図8に示す学校を中心とした騒音被害範囲を提示した。多くの生徒の家が被害範囲であった為に生徒の反応は大きく，真剣に考えるきっかけになったようである。

では，最も電力が得られると予想するピッチ角をグループ内で話しあい決定した。15°よりも小さいピッチ角に設定したグループは少なく，60°や90°に設定するグループが多かった。

３．３ 電力の測定
測定には，図10に示すような4つの風車を設置する
治具を用意した。L字ステーを組み合わせたものであり，隣あった風車がぶつからない縦40㎝横40㎝の大きさとし事前に製作した。グループ単位でピッチ角の異なる4種の風車を一度に測定した。負荷抵抗は，前述のように電力計算がしやすいように100Ωとした。
グループ単位で4種一斉に測ることで異なるピッチ角
で回転数が違うことを視覚的に認識することができた。
多くのグループが自由な角度で，45°よりも大きくしていたが実験後に15°より小さい方が得られる電力が大きいと気づいたようである。この事より， 1段
階目で15°～45°を測定，その後話し合いで最適角を決めるというように実験を2段階に分けた方が良いと考えられる。

図 8 騒音被害範囲

３．２ 風車の製作

図 10 風車設置機

４．アンケート調査・考察

図 9 授業の様子
図9に授業の様子を示す。風車の実物とパワーポイ
ントで工程ごとに説明を加えながら１人１つ風車の製作を進めた。本時の最大のテーマである風力発電教
材のピッチ角の調整では， 15°，30°，45°，自由な角度の4種の角度とした。ピッチ角の調整にはフィルム製の三角定規を使いピッチ角を設定した。自由な角度

授業終了後に，生徒に理解や興味を測るアンケートを実施した。図11は授業の調査結果をまとめたものである。図11(a)はどの程度風力発電の仕組みについて理解できたか，図11(b)は風力発電のことをさらに知りたいと思ったかの値を示している。図11(a)においてはほぼ全員が大体理解できたことが分かる。図11(b)では，約8割の生徒が風力発電に興味をもったことが分かる。
授業の最後に，実験の結果から電力を1ｋＷにするにはどうしたら良いのかを発問した。「風車の数を増やす」や「銅線を銀線に変える」，そして「15°より角度を低くする 」という答えもあった。ピッチ角と電力の関係性に気づくことができ，さらに解決策を自身の力で導き出すことが出来ていたと考えられる。
最後に，授業全体を通しての風力発電に関しての生- 158 -

日本産業技術教育学会九州支部論文集 第25巻(2017)155〜159

徒の感想を示す。「沖縄は風が強いからいつも動いてくれそうで良い」「環境に優しく，資源ゼロだから良い」という，地域性や環境を踏まえて考えることが出来ており，さらに「15°より小さいほうが良く回る」
ことに気づき，電力を多く得る為の解決策を見つけることができた。

た。まず，ピッチ角が正確に調整できる風車の開発を行った。ペットボトルではなく厚紙と竹ひごを使うことでピッチ角の調整を可能とした。生徒は風車の製作を通してピッチ角の存在に気づき，ピッチ角と電力の関係に実験を通して視覚的・体験的に風車回転数や得られる電力の違いに気づくことができた。

参考文献

（a）

風力発電の仕組みの理解度(b)

風力発電への興味度

図 11 理解・興味度の調査結果

５．まとめ
風力発電教材を用いて，中学生の工夫し創造する能力の育成を促し，再生可能エネルギーやエネルギー変換についてより理解が深まるような授業実践を行っ

1) 文部科学省：中学校学習指導要領解説技術・家庭科編，(2008)，pp.25-26.
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pp.27-30.

Abstract
A power generation instruction material was developed for junior high school students to be able to directly
observe the relation between the blade shape and the generated electricity by focusing on the pitch angle of theblade which strongly affects the magnitude of the lift force. By using cardboards and bamboo sticks as blades,
the pitch angle can be set up precisely. Teaching practice with the developed power generation instruction
material was conducted for 160 3rd graders of the junior high school for two hours. The fabrication andexperimental work in the lesson were performed in a foursome by using the four kinds of blades, i.e., the fixed
angle of 15, 30, and 45 degrees and the other speculated angle which the maximum power can be obtained. It
was supposed to be the flourishing practice for the students to foster an ingenious and creative mind by
experiencing that the generated electricity could deeply affected by the blade angle.
Keywords: Renewable energy, Wind power generation, Teaching material development , Teaching practice- 159 -

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2017

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Tarou KYUSYU*, Hanako KUMAMOTO** and Century 10point***
13pt*Faculty of Education, Sangyo Gijutsu University**Kyushu City Sangyo Gijutsu Junior High School***Graduate School of Education, Sangyo Gijutsu University
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,

(2008)

3
130-1704)Web
http://www.
jste.jp/kyushu/
2013 10 31
5) Shiro Kagoshima The Format of References,

Journal of the Japan Society of Technology
Education in Kyusyu Branch, 12, (1998),
24-30

Abstract(Century Bold 11pt)
This is a sample document of paper. The abstract should not exceed 300 words in length. These pages
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Key words: The Japan Society of Technology Education, Paper, Layout, Paper Template, Style

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ISSN 1348-6489
ISSN 1348-6489

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-Vol. 239860-8555

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Tel (096) 342-2658(096) 342-2652

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