情報処理学会研究報告
IPSJ SIG Technical Report

Vol.2020-CE-153 No.7
2020/2/15

学習者用デジタル教科書と一体的な使用を可能としたワークシートの開発と評価
大山洋俊†1 加藤直樹†2
概要：2019 年度から学習者用デジタル教科書が、紙の教科書の代わりに使用できるようになった。学習者用
デジタル教科書を効果的にする方法として，デジタル教材と一体的に活用できるようにすることが挙げられている。本発表では、小学校理科を対象として研究してきた、デジタル教科書と一体的に使用できるデジタルワークシートの開発と評価について述べる．
キーワード：デジタル教材，学習者用デジタル教科書，小学校，理科，学習者用コンピュータ

Development and Evaluation of digital worksheet
combined with a digital textbook for learner
HIROTOSHI OYAMA†1

NAOKI KATO†2

Abstract:
In 2019, digital textbooks for learners can be used in place of paper textbooks. One of the effective ways to use digitaltextbooks for learners is to use them combined with digital teaching materials. This paper describes the development andevaluation of a digital worksheet combined with digital textbook for learner, which has been studied for elementary school
science.

Keywords: with digital teaching materials, digital textbook for learners, primary school, science, computer forlearners

情報手段を活用するために必要な環境を整え，これらを適はじめに切に活用した学習活動の充実を図ること．また，各種の統

現代の日本の教育には，主体的に判断し，多様な人々と計資料や新聞，視聴覚教材や教育機器などの教材・教具の協働しながら新たな価値を創造する力を児童に着けさせる

適切な活用を図ること．」とあり，児童生徒の学習の充実やことが求められている[1]．これは課題に対して，知識・技学習上の支援のために ICT 機器を適切に活用することが求能を駆使して，失敗を恐れず積極的に実践し，失敗から原められる.特に児童一人ひとりが持つ学習者用コンピュー因を分析して次につなげる力である．このような教育には，

タと学習者用デジタル教科書が注目を浴びている．教育の教員による一方向的な説明だけでなく, 協同型・双方向型

情報化ビジョン[2]では，学習者用デジタル教科書の必要性の授業が不可欠である．

について，「子どもたち一人一人の能力や特性に応じた学び、

このような授業を達成するために注目を浴びているのが子どもたち同士が教え合い学び合う協働的な学びを創造し

情報通信技術（ICT: Information and Communication Technol-ていくためには、子どもたち一人一人の学習ニーズに柔軟ogy）を利用した機器の活用である．平成 32 年から実施さに対応でき、学習履歴の把握・共有等を可能とするようなれる次期学習指導要領の総則「第３教育課程の実施と学学習者用デジタル教科書の開発が求められる。」と記され，習評価 1.(2)」では，「情報活用能力の育成を図るため，各学

学びのイノベーション事業等を通して，実証研究が進めら校において，コンピュータや情報通信ネットワークなどのれた．

†1 東京学芸大学大学院 教育学研究科
Graduate School of Education Tokyo Gakugei University†2 東京学芸大学
Tokyo Gakugei Universityⓒ2020 Information Processing Society of Japan1

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文部科学省は学習指導要領が改訂される 2019 年をめど

材を活用することで内容の理解が深まるなど，「主体的・対とした導入に向けて，「デジタル教科書」の位置づけに関す話的で深い学び」の観点から，効果があるとされている．

る検討を行い，学習者用デジタル教科書の効果的な活用の教科書出版社からも，学習者用デジタル教科書と学習者

在り方等に関するガイドライン（以下ガイドラインと記す）

用デジタル教科書がセットになったものを 2019 年度から

[3]において，デジタル教科書の制度面での方向性を示した．

販売予定となっている．

その方向性として，デジタル教科書は紙の教科書デジタル

本稿では，紙の教科書の内容と動画や音声などのデジタの同等以上のものは含めず，音声や動画などのインタラク

ル教材を一体的に使用できるようにするソフトウェアを学

ティブ教材は検定の対象としないデジタル教材としてみな習者用デジタル教科書ビューアと記すこととする．また，すことが示されている．

学習者用デジタル教科書ビューアによって一体的使用可能

教科書をデジタル化するメリットとしてよく取り上げられるのが教科書紙面に書き込む機能である．これは，筆者になった「学習者用デジタル教科書・教材」を学習者用デ
ジタル教科書と記すこととする，が所属する研究室の実践でも効果が紹介されている[2，3]．
以上から，デジタル教科書を効果的に使用するには，デジタル教科書の紙面への書き込みを容易にすることと，デジタル教材と一体的に使用を可能にするソフトウェア（ビューア）が求められる．

学習者用デジタル教科書と一体的に使用できるワークシートの設計
3.1 基本コンセプト

筆者が所属する研究室の小林らは，学習者用デジタル教

理科の授業では，問題の発見からまとめまでそれぞれ思科書のあるべき姿（もつべき機能）の提案，そして，その考し，一連の流れとして把握・振り返りをする必要があり，姿を実現するデジタル教科書ビューアを開発した研究にお教科書にはその活動が複数ページに分かれて記載されていいて，教科書への書き込みを容易にする機能と，デジタル

る．また，教科書に書かれている内容と異なる手順・題材

教材を後からデジタル教科書に追加し，一体化して利用でで観察実験が行われることもある．そのため，教科書に直きる機能の研究を行った[4]．

接書き込む代わりに，一目で一連の流れが把握しやすいワ

本稿では，デジタル教科書とデジタル教材を一体的に使ークシート教材がよく使用される．学習者用デジタル教科

えることの利点を追求する．特に，理科の具体的な学習活書を用いた学習においても，観察実験の流れを一目で把握動に着目し，理科で用いるワークシートと教科書を融合すする必要があり，紙の学習環境と変わらずにワークシート

ることを提案・設計・試作・及び実証実験を通してデジタを利用することが有効と考えられる．

ル教科書教材がもたらす効果について述べる．

学習者用デジタル教科書
2.1 学習者用デジタル教科書の位置づけ

しかし，紙のワークシートは，それを用いた活動後は，ノートに貼るなどすることもあるが，保存されることなく捨てられてしまいやすく，学期や学年を超えて振り返ることには向いていない．理科は他の教科以上に系統性が強い

教育の情報化の進展にともない，2018 年，学校教育法の教科であり，学年を超えた振り返りを容易にできる必要が

一部を改正する法律が可決された．この改正によって，学ある．教科書はデジタル化によって学年ごとに分かれてい習者用デジタル教科書を制度化するための規定が整備される物理的制約が解消され，保存性も向上する可能性がある．

た，この規定によると，学習者用デジタル教科書は検定済

また，教科書は問題の発見から予想，実験，結果，考察，みの紙の教科書を電子的記録したものであり，紙の教科書

まとめまでの観察実験の流れで構成されており，ワークシと同一の内容に限定された．また，動画・音声などのコンートもそれに合わせて作成されることが多い．つまり，ワテンツは学習者用デジタル教科書に該当せず，補助教材（デジタル教材）と位置づけられた．
2.2 学習者用デジタル教科書・教材
学習者用デジタル教科書の定義が限定されたが，教科書
紙面を電子化した内容をただ表示するだけでは，学びの活性化は起こりえない．
ガイドライン[3]では学習者用デジタル教科書の効果的活用の在り方について，その他さまざまの学習者用デジタ
ル教材との一体的活用の必要性についてあげている．文部科学省が公表する学習者用デジタル教科書実践事例集[5]でも、教科書へ何度も書き直すことによる試行錯誤の活性化や，教科書紙面に関連した音声や動画などのデジタル教ⓒ2020 Information Processing Society of Japan

図１．

システム利用の流れ

2

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IPSJ SIG Technical Reportークシートの各要素には，対応する教科書の要素が存在することになる．
そこで，本論文では，ワークシートをデジタル化（デジタルワークシート）し，そのデジタルワークシートを要素

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最後にそれぞれの過程を一つの流れとして振り返りを行
い，感想や振り返りをワークシートに記述した後，ワークシートを教師に提出する．
3.2.4 ICT の活用ごとに分割させて（分割ワークシート），学習者用デジタル

新学習指導要領の目標でも追及されている「見通しをも教科書の適当な場所から呼び出して利用できるようにするって観察，実験を行うこと」について，児童が自分で発想ことを提案する．そして，ワークシートの一覧性の特徴をした予想や仮説が大事であり，その発想した解決方法で観消さないように，必要に応じて 1 枚のデジタルワークシー

察実験を行うことが，児童自らの主体的な問題解決の活動

トに復元して全体を眺められるようにする（図 1）．このよとなると述べている．もし，予想する前に解決のための実

うにすることで，教科書を用いた授業において，教科書か

験方法が見えてしまったら，それは本当の意味で見通しをら分割ワークシートを呼び出し，順次活用していくことでもって観察実験を行っているとはいいがたくなる．そこで，

デジタルワークシートが完成していくという流れにするこ

観察実験の一連の活動に取り組んでいる最中，この先取りとができる．また，学びのイノベーション事業報告書にあ組む実験をわからないようにする機能を用意する．

る“機能のあり方”で提案されているように，デジタル教

また，学習用コンピュータが一人一台の環境では，大型科書の要素が他の学年の関連単元と結びついていれば，そ提示装置以上に自分以外のクラス全員の意見を知ることがこから当時の自分の活用したデジタルワークシートをたどできる．様々な意見の閲覧や，他の人の意見に対する自分

り，以前行った学びを振り返ることができるようになる．

の意見の記述，他の児童の意見を自分の意見に取り入れる

さらに，デジタルワークシートを分割することで，デジタ活動を通して，多面的に考えながら自分の意見を明確にし

ルワークシートを利用する際には，利用する分割ワークシていくことができると考える．そこで，ワークシートを用

ートだけを画面に表示させることができ，表示できる情報

いた学びにおけるこの活動を支援する機能を用意する．さ

量に限りがある学習者用コンピュータの問題点も解消できらに，児童同士が対話を重ねるには自身の意見をしっかりる．

と持つことが前提となる．言葉だけで表現することを苦手

3.2 児童の学びの流れとしている生徒が少なからずいることから，言葉だけでな

本節では，基本コンセプトを実現する学習者用デジタル
教科書に必要な機能を定めるために，具体的な児童の学びの流れを記す．
3.2.1 予想・実験の計画

く写真と言葉を用いて表現することで，言語表現が苦手な生徒を支援する．
理科の観察実験の導入時には，既習事項をもとに新たな問題を見つけたり，新たな問題に対して仮説・予想を立て

理科の観察実験の導入時には，前時までの学習内容や動たりするという活動がよく行われる．学年を超えて振り返画などのデジタル教材を大型提示装置に表示することで児ることもある．ワークシートはそれを用いた活動後，ノー童の疑問や思考を共有し，児童の疑問や気づきをもとに問トに貼るなどすることもあるが，学期や学年を超えて振り

題発見につなげる．

返ることには向いておらず，実験の詳細を忘れてしまって問題発見後，子供たちが過去の自身の学習記録や関連すいる児童も少なくない．そこで，ワークシートをデジタルる内容の教科書など調べながら，話し合いを通して，問題化し，過去の学びを確認する際に，当時の自分のワークシに対する予想を立てる．立てた予想はワークシートに記入

ートも同時に振り返ることができる機能を用意する．

する．

3.3 基盤となるシステム

記入後，他の人の思考を共有し議論をしたり，他の人の本節では，本研究の基盤となる学習者用デジタル教科書

考えに対して自分の考えを記述したりする活動を通して自ビューアの概要を述べる．

分の考えを深めると同時に実験の計画を練り上げる．

3.3.1 手書きアノテーション機能

3.2.2 実験・結果・考察

小林らが開発したシステムでは，教科書の紙面，及び後計画に基づき，観察実験を行う．実験時にはワークシー

述する追加教材に対する書き込みが可能である．また，書トに観察結果を記録し，結果や考察の場面で用いることで，き込みをやり直したり消したり太さ，色の変更をしたりこ

児童生徒の主体的な学びや対話的な学びを促すとともに，とが可能である．

情報を整理したり，比較したりすることが生まれやすくす

3.3.2 書き込み履歴記録・再生機能

る．その後，結果に基づき問題に対する自分の予想や他の小林らが開発したシステムでは，児童が書き込みをした班と比べながら自分の考察の妥当性を確かめる．

り，線を消したり，前項の余白追加機能を使ったりしたシ

3.2.3 まとめステムの動作の履歴を保存する機能を提供している．

児童の考察を比較，共有を行い，本時の課題に対する解答をまとめる．

ⓒ2020 Information Processing Society of Japanさらに，この履歴を後から再生することを可能とする．
これらにより児童や教師は学習の結果に加えてそこに至る

3

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過程をたどり直し，目に見える形で児童の思考の足跡をた

デジタルワークシートは教科書出版社や教材会社が作るどることができ，これまで完全に把握できていなかった児ことも想定されるが，教師が作成できることも重要である．

童の学習の過程を授業に活用することができる

そこで，デジタルワークシートを作成し，学習者用デジタ

3.3.3 デジタル教材追加機能

ル教科書に後から追加できるようにする．

デジタル教科書の範囲が紙面の内容と同一に制限された

また，指導内容に即したデジタルワークシートを作成すことから，学習者用デジタル教科書が教育上効果を発揮するために，教科書の紙面や様々なインタラクティブコンテ

るためには，その他デジタル教材と連携できることが必要

ンツ，指導者が用意した画像などのデジタル素材をデジタである．そこで，デジタル教材をデジタル教科書紙面の任

ルワークシートに張り付ける機能を提供する．加えて，あ意の場所に関連付け，デジタル教科書から呼び出す機能をらかじめ教師が Microsoft Word などの文書作成ソフトウェ開発した．なお，デジタル教材と教科書を区別できるよう

アで作っていたワークシートを取り込み，その紙面にデジに，教材を非表示にすることも可能とした．

タル素材を張り付けることも可能とする．

3.3.4 デジタル教材呼び出し機能（1）デジタルワークシート分割機能

小林らが開発したシステムでは，指導者があらかじめデデジタルワークシートは任意に分割しデジタル教科書に

ジタル教科書に追加した，シミュレーションなどの児童に追加教材として埋め込まれることになる．そこで作成した

能動的に使用させることを目的とした追加教材をデジタル

デジタルワークシートを分割する機能を提供する（図 3）．

教科書ビューアから呼び出し，表示する機能を提供していデジタルワークシートを分割することで，ワークシートる（図 2）．

のまだ学習していない先の内容を隠すこともできるように

3.3.5 余白生成・追加機能

なり，児童の自由な発想で予想や仮説を立てることを妨げ

算数科の教科書には，児童が教科書紙面へ書き込むことず，児童が見通しをもって観察・実験をすることを支援すで完成する紙面レイアウトが取り入れられている．しかし，る．

児童が実際に書き込む場合，書き込むスペースが十分に用（2）分割ワークシート配置機能

意されていないことが多い．そこで書き込むスペースを十分割されているワークシートをデジタル教科書に配置す

分に確保するため，教科書内に余白を生成する機能，教科る機能を提供する．小林らは教科書の中の要素や単元と結書の一部を取り込んで新しい紙面を追加する機能を提案しびつけて追加教材を配置していた．しかしデジタルワーク

た．

シートは分割する範囲によっては，教科書の特定の要素と3.4 指導者が用いる機能の設計一致しない可能性がある．そのため，分割ワークシートの

本節では，基本コンセプトをもとに、指導者がワークシ

配置は要素と結び付けるのではなく，教科書紙面のすべてートを管理するための機能の設計を述べる．

の場所に配置を行えるようにする（図 4）．

3.4.1 デジタルワークシート（デジタル教材）作成機能

3.4.2 ワークシート配布機能

デジタル教科書と一体的に利用できるデジタルワークシートを作成する機能を提供する．

デジタル教科書に指導者が追加したデジタルワークシー
ト（分割ワークシート）を追加教材として児童の学習者用
デジタル教科書に配布する機能を提供する．
小林らのシステムでは，追加した教材は指導者のコンピュータに保存していた．しかし，それでは指導者のコンピュータが起動しているときだけしか児童は追加教材を見ることができない．つまり，教師用端末が起動していない時
間は見ることができない．それでは授業が始まる前等の自主的な学習を妨げてしまう．そこで指導者が児童に配布し

図２．デジタル教材閲覧機能

たデジタルワークシートはいつでも見ることができるようにする．

図３．ワークシート分割機能
図４．ワークシート配置機能ⓒ2020 Information Processing Society of Japan4

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3.4.3 分割ワークシート一覧表示機能
児童が演習した記録を授業中に共有し学びを深めるために，電子黒板などの大型提示装置に記録の一覧を集約し表

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場において，言葉だけで表現することを苦手としている生徒が少なからずいる．
そこで，分割ワークシートに写真を張り付け，またその示させることができるよう機能を提供する．

写真を自由に拡大縮小，トリミング，輝度明度前景の抜き

3.5 児童が用いる機能の設計

出しなどの編集を可能にする機能を提供する．言葉だけで本節では，基本コンセプトをもとに、児童が使用するワ

なく，写真と言葉を用いて表現することで言語表現が苦手

ークシートで学習するための機能の設計を述べる．

な生徒を支援できると考える．

3.5.1 デジタル教材受信・組み込み機能

3.5.5 ワークシート提出機能

指導者が配布した追加教材を受信し，学習者用デジタル
教科書ビューアに組み込む機能を提供する．

児童が書き込みを終えたワークシートを提出する機能を提供する．提出したワークシートは指導者やほかの児童か

小林らのビューアでは，指導者が追加した追加教材は指らの閲覧を可能とする，また，複数回の提出も可能とし，導者用端末に保存し，児童がその追加教材を開いて閲覧しその場合は変更した内容を後から見比べられるようにする．

たり書き込みしたりする際には，その都度，追加教材を指3.5.6 ワークシート復元機能

導者用端末から取得する必要があった．この仕組みでは，児童が活動した後，分割されているワークシートを一枚

ネットワーク通信料が増えてしまい不安定になり，データにまとめて閲覧する機能を提供する．分割されているワーの取得に時間がかかってしまう， そこで，その都度データ

クシートを復元することで，振り返りの際，問題の発見かを取得するのではなく，学習者用デジタル教科書を起動す

ら予想，実験，結果，考察，まとめまでの一つの流れとしる際に，まだ取得していない追加教材を自動で探して学習て児童が把握し，自身の学びの変容をつかみやすくなる．

者用コンピュータ上にダウンロードするようにする．

3.5.7 ワークシート共有機能

3.5.2 デジタルワークシート呼び出し機能

理科の授業では，他の児童の意見を取り入れて，自分の小林らのシステムでは，追加教材を呼び出す際に追加教意見をより良いものにする活動が行われる．その活動に対材と関連づいている教科書紙面を表示している必要があっ応するために，児童が自分の考えをワークシートに書いてた．理科の授業では，例えば児童に実験の計画を考えさせいる際に，その部分をクラス全体で共有・閲覧できるようたい場面など，答えが見えてしまうことから教科書はかえにする機能を提供する．また，共有した際に他の人への意って邪魔になってしまう場合がある．そこで，教科書紙面

見を記述すること，参考にしたワークシートを取り込むこから配布されたデジタルワークシートを呼び出すことに加とを可能とする．

え，開く教科書を選択する際に教科書を開くか教科書に結3.5.8 履歴記録・再生機能

びつけられたデジタルワークシートを開くかを選択できるようにすることで教科書を開くことなく配布されたデジタ
ルワークシートを呼び出すことも可能とする．
3.5.3 分割ワークシート閲覧機能

児童のワークシートに対する動作の履歴，教科書の動作の履歴を保存することを可能とする．
さらに，この履歴を後から再生・閲覧することを可能とする．

デジタル教科書上に配置された分割ワークシートを閲覧するための機能を提供する（図 5）．
小林らのビューアで追加教材を閲覧する場合，その追加教材の拡大縮小や，画面内の移動は不可能である．それでは，
タブレット端末の大きさによっては，分割ワークシートの表示サイズも小さくなってしまい，書くスペースを確保することが難しくなる． また，追加教材は教科書の上から重なるように表示されるため，教科書の見たい場所を隠して図５．ワークシート閲覧機能しまうなど，教科書の閲覧が自由にできない場合がある．
そこで，閲覧機能を拡張する．分割ワークシートを拡大できるようにすることで児童の書くスペースを確保し（図 6），
移動可能にすることで教科書の内容や，デジタルワークシート同士を見比べられるようにする．
3.5.4 アノテーション機能
小林らが開発したシステムでは，教科書の紙面，及び後述する追加教材に対する書き込みが可能である．しかし理科の授業では，観察，実験の結果を整理し考察する活動のⓒ2020 Information Processing Society of Japan

図６．拡大縮小機能

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この機能により，児童や教師は目に見える形で児童の思の機能は使いやすかを調べるために，実証実験の前後に児考の足跡をたどることができる．

童にアンケートをとった．回答は「1：とてもそう思う」か

3.5.9 教科書リンク機能

ら「4：全くそう思わない」の 4 件法で取得した．アンケー

ワークシートに関連付けられている教科書紙面を瞬時に開く機能を提供する（図 7）．この機能により，ワークシー

トの有効回答数は 31 名であった．活動日，事前事後アンケ
ートはともに令和元年 7 月 11 日に実施した．

トの関連した内容への教科書への行き来がスムーズになる．

試作
4.1 開発環境表１．実証実験の概要
項目

内容

対象

小平市立学園東小学校

日時

平成 30 年 7 月 11 日

時間数

2 時間

第４学年 34 名

今回設計したシステムの実現可能性を示すため、Microsoft Visual C# を 用 い て Windows

Presentation

Foundation(WPF)アプリケーションとして実装した．
4.2 実行環境
本システムは，小林らが開発しているデジタル教科書ビ

使用教科書

学校図書

単元名

「暑い季節」

ューアにワークシート機能を付け加えることを想定し，児童と指導者が使用する端末を Windows タブレット端末（Windows10）に限定した．また，本研究では，ノート パ
ソコンに Linux Mint をインストールし，フリーソフトウェ
アである Samba を用いてファイルサーバを構築した．Linux
Mint は 18.1 のバージョンを使用した．

評価実験
開発したシステムの操作性や有用性を検証するため 2 回
図８．操作性に関するアンケートの評価実験を行った．
5.1 第 1 回評価実験
5.1.1 目的
試作・設計した機能の有用性を確かめるために，試作したシステムを用いて公立小学校で実証実験を行った．
第１回評価実験の目的は，次の 2 点について検討することである．
・デジタル教科書と一体的な操作をするための機能は使いやすいか確かめること．
・デジタル教科書とデジタルワークシートを利用することによって理科の授業にどのような効果をもたらすか．
5.1.2 概要
実証の概要を表 1 に示す．
5.1.3 事前・事後のアンケート内容と結果試作したシステムが理科の授業にどのような効果をもた
らすか，また，デジタル教科書と一体的な操作をするため

図７．リンク機能
図９．アンケート調査の結果ⓒ2020 Information Processing Society of Japan6

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教科書とワークシートの一体的な使用に関する操作性についてのアンケートを取った結果を図 8 に示す．回答者の書くことと実験を行う活動がスムーズにできていた．
・ 書くことが苦手で普段ほとんどノートを書かない子

約 8 割が肯定的な意見をもっており，良好な結果となった．
一方で，自由記述欄では「画面全面に拡大した後の縮小が大変」と改善点を指摘する意見も得られた．

がノートに書いていた．
・ 実験のまとめを意欲的に行っていた．
(4)

教科書とワークシートが一体になっていることに対また，事前・事後のアンケートの比較結果を図 9 に示す．

して，良かった点，悪かった点などをお書きください

紙の教科書・ノートで学習するよりも本システムで学習す・ ワークシートに書くべき内容を児童が分かりやすい．

るほうが「自分の考えを伝えたい」，「他の人の考えも知り

・ 机の上に広げるものが減った．1 台で相互にやり取り

たい」，「自分の考えを表現することが楽しい」と考える児できるので，見比べるのが楽だった．（良い点）

童が多くなる傾向が見られた．これらのことから，紙媒体・ ワークシートの内容によっては，話型が決まっていの学習環境よりも，本システムのある学習環境の方が，自分の考えを書く表現活動が強化され児童の主体的な思考活るため思考が広がりにくい．（悪い点）
・ ワークシートの配置がどこに何が置いてあるのが分動を促進する可能性が示唆された．
5.2 第 2 回評価実験
5.2.1 目的

かりづらい．（悪い点）(5)

第 2 回の実証実験は
・第 1 回目の実験では行うことができなかった，複数回の授業を通して，従来の紙環境の授業とデジタル環境の授業では．児童の学習環境にどのような違いがあるのか調べ，
検討すること．
・単元を通して学習者用デジタル教科書使用してみて，指導者が従来の紙環境の授業と比べてどのような違いがあるか調べ，システムを使うことの良さを検討すること．
を目的として行った．

システムの使いやすかった点，便利な点

・ 教科書とワークシートが一つになっているので，児童の意見を共有することがしやすかった．
・ ワークシートが集約される画面．共有しやすい．
(6)

紙媒体の学習環境よりもこのシステムを今後も使ってみたいと思うかどうか・ 少しそう思う：実験結果を班ごとに残しておけるか
ら．児童の意見を共有しやすいから．
・ 少しそう思う：考えを共有する点はどの教科についても使ってみたい．
1.1.1 児童の事前事後のアンケート内容と結果

5.2.2 概要
実証実験の概要を表 2 に示す．

普段の紙環境での理科に対する意識とシステムを用いて授業した理科に対する意識の変容を比較するために，シス5.2.3 教師の事後のアンケート内容と結果

テムを用いたクラス（39 名，システム有群）と用いていな

教師が従来の紙環境の授業と比べてどのような違いがあいクラス（79 名，システム無群）の計 118 名を対象として

るか調べ，システムを使うことの良さを検討するために，

事前事後にアンケートを取った．両群ともこれまで学習者

実践後，教師（2 名）にとった自由筆記アンケートの結果を用デジタル教科書の活用は未経験であることから，システ

次に示す．

ム介入前は同程度の群と判断した．回答は「とてもそう思(1)

普段の紙の授業と比べて，紙の授業よりシステムをう」を 4 点，「少しそう思う」を 3 点，「あまりそう思わな使った授業の方が良いと思う点

い」を 2 点，
「全くそう思わない」を 1 点とする点数をつけ

・ すぐに直せる等，紙の時よりも簡単にできる．

てもらった．質問項目は全 13 問とした（表 3）．アンケー

・ カメラで実験の様子を保存し，ワークシートに張りトの有効回答数は 108 名であった．

付け書き込みを行うこともできるなどのいろいろな
機能．
・ タブレットのみで行うので，児童がいつもよりも集システム有群とシステム無群それぞれの児童用アンケー
トにおける事前・事後の平均点を表 4 に示す．また，繰り返しのある二元配置分散分析（危険率 5％）を行った．その中して話を聞くことができた．
(2)

り紙の授業の方が良いと思う点
・ 黒板に書いた内容とタブレットのワークシートが同じではないので，そこは使いにくいように感じた．
・ ハード特有の使いづらさがある．
・ ノートに比べてたまっていく感じが薄い．
(3)

表２．実証実験の概要

普段の紙の授業と比べて，システムを使った授業よシステムを使うことで普段の紙の授業と比べて，児童の様子が変わったと思う点

項目

内容

対象

武蔵村山市立第十小学校第５学年

日時
時間数
使用教科書
単元名

令和元年１２月１３日〜令和２年１月１７日
８時間
大日本図書

楽しい理科

「電磁石の性質」

・ タブレットに書くことが楽しそうだった．ノートにⓒ2020 Information Processing Society of Japan7

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結果，関心意欲態度（大問１），振り返りに対しての質問（大問２）では，交互作用も主効果も有意差は認められなかった．意見の書きやすさについての質問（大問２）では，交互作用は認められず，群間の主効果に有意差が認められた（F=4.28 > F(1,106,0.05）= 3.93)．共有への意欲に対しての表３．実証実験の質問項目
番号

質問内容

１－１

理科の勉強は大切だ

１－２

理科の授業内容はよくわかる>= F(1,106,0.05) = 3.93），tukey の多重比較を行ったところ，

２－１

事後の群間の単純効果に有意差が認められた（t = 2.9 <t(155,0.05) = 1.98，）．学び合いに対しての質問（大問４）で理科をもっと勉強したい

１－３

質問（大問３）では，交互作用が認められたため（F = 3.93

理科の授業で自分なりの考えを持つことができる
理科の授業で自分の考えを書くとき、２－２あっているか不安でなかなか書き出せなは，交互作用が認められため（F = 6.31 > F(1,106,0.05) = 3.93），

いことがあるtukey の多重比較を行ったが，全ての単純効果に有意差は認められなかった．

３－１

理科の授業で自分の考えを書いたあと、他の人の考えを知りたいと思う

5.2.4 考察本実証では，教師が学習者用デジタル教科書を今後とも３－２使っていきたいという評価を得られた一方で，紙媒体の環境と本システムがある環境での授業形態の変化についての理科の授業で自分の考えを書いたあと、その考えを他の人に伝えたいと思う
理科の授業では、自分の考えを進んで３－３

周りの人に説明したり、発表したりする

比較は行うことができなかった．今後は授業形態を定量的ことができるに比較し，学習者用デジタル教科書が授業形態にどのような変化をもたらすか確かめる必要がある．また，教師側は４－１

児童が学びに取り組む様子の変化を実感している一方で，児童の事前事後のアンケート調査の結果では学習者用デジ

４－２

タル教科書の利用によって児童の関心意欲態度に対して効果があるとは限らない結果となった．これは 1 単元のみの５－１期間の実証では理科に対する関心意欲態度の育成は不十分であり，システムをより長期的に使った上での比較が必要

５－２

であると考える．今後はより長期的な実践を踏まえて学習者用デジタル教科書の効果について実証していく必要があ

理科の授業で自分の考えを伝えること
は友達の役に立っていると思う
自分と違う考えを知ることは自分の意
見をよりよくするために役に立つ
前の観察実験を振り返っても、やった
内容をよく思い出せないことが多い
理科の授業の後、その日学習したノートや教科書の部分を見返したいと思う
自分の考えを書くとき前に習ったこと

５－３

や、身の回りのことをもとにして、考える．

るようにしている共有に対する意欲に関して，システムの有無によって事後に有意差が認められたことから，システムの利用の有無
が共有に対する意欲を高める，減少を防ぐことに効果があ

表 ４．それぞれの事前事後の平均点
システム有群

システム無群

事前

事後

事前

事後

１－１

3.00

2.91

3.27

3.12

もある通り，「たまっていく感じが薄い」，「ワークシートの

１－２

3.18

3.03

3.09

2.88

配置が教科書紙面のどこに何が置いてあるのが分かりづら

１－３

2.76

2.91

3.03

2.86

い．」ためだと考えられる．加えて，1 単元の授業を 2 週間

２－１

2.82

2.97

2.74

2.82

２－２

2.53

2.76

2.36

2.26

３－１

3.15

3.15

3.07

2.84

の工夫やワークシートがたまっていく様子をうまく見せる

３－２

2.56

2.88

2.46

2.39

工夫をする必要があると考える．実証期間の改善点に関し

３－３

2.26

2.53

2.22

2.20

ては，より長期的な実践を踏まえ，児童が学年を超えた自

４－１

2.62

2.74

2.61

2.51

身の学習を振り返る活動を取り入れる必要がある．また，

４－２

3.21

3.35

3.34

3.14

タブレット端末に蓄積した学習記録を用いて振り返り活動

５－１

2.76

2.65

2.91

2.72

５－２

2.44

2.47

2.35

2.54

５－３

2.88

3.21

2.82

2.86

る可能性が示された．

質問項目

また，本実証ではシステムの利用における振り返りに対する効果はわからなかった．これは，教員のアンケートに弱という短期間での実践であったために，振り返りの必要性を児童が感じられなかったためでもあると考える．
機能の改善点として，教科書に配置するときのアイコンを行うことが児童にとってどのような効果があるのかを確かめる必要がある．

ⓒ2020 Information Processing Society of Japan8

情報処理学会研究報告
IPSJ SIG Technical Report

Vol.2020-CE-153 No.7
2020/2/15

おわりに
本稿では，理科の具体的な学習活動に着目し，理科で用いるワークシートと教科書を融合することを提案し，それを実現する学習者用デジタル教科書を提案・開発し，それを用いた実践を踏まえ，紙の学習環境との効果を比較・検証について述べた． 実証実験では，試作したデジタル教科
書ビューアを実際に小学校に使用してもらう実証実験を二回行った． 第一回実証実験では教科書とワークシートの一体的な使用に関する操作性を調べるとともに，システムの使用の前後でどのような効果があるか比較した．その結果，試作したシステムでは，教科書とワークシートの一体的使用が可能であるということがわかった．また，紙媒体の学
習環境よりも，本システムのある学習環境の方が，自分の考えを書く表現活動が強化され児童の主体的な思考活動を促進する可能性が示唆された．
第二回実証実験では，単元を通してシステムの使用時と未使用時を比較し，児童のアンケートからはシステムを使うことで，システム未使用時と比べて共有に関する意欲が上がること，教師の意見からは「児童が普段よりも集中して取り組んでいた」という意見が得られた．
これらのことから，学習者用デジタル教科書を使うこと
で，児童の主体的な学びを実現し，対話的な学びの支援をする可能性が示唆された．今回の実証実験は 1 単元の実践であり，再現性があるかどうかはわからない．今後はより長期的にシステムを活用し，児童の姿をみていくことが必
要である．

参考文献
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]

新しい時代の初等中等教育の在り方 論点とりま
とめ（2019）
教育のための情報化ビジョン（2011）
文部科学省：学習者用デジタル教科書の効果的な活用の在り方等に関するガイドライン(2019)文部科学省：学習者用デジタル教科書実践事例集(2019)
小林他：学習者用デジタル教科書ビューワの開発とそれがもたらす学びの形の変化についての実証，日本教育工学会研究報告集, vol.17,No.1,pp.349356 (2017)ⓒ2020 Information Processing Society of Japan

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