WISS 2020

SectionsNote: セクションを考慮してレイアウトおよび閲覧できるデジタルノート
越後 宏紀 ∗

五十嵐 悠紀 ∗概要. 本稿では，多くの教科で利用されているノートに着目し，従来のノート学習を中心とした授業を行いつつ，授業準備の改善や授業中の把握を容易とすることを目的としたタブレット端末で利用するデジタルノートシステム「SectionsNote」を提案する．提案システムでは，ノートのレイアウトを容易に制作でき，教師の授業準備の時間短縮が期待できる．また，教師が授業中に児童のノートを閲覧する際，読み取りやすく，かつ把握しやすい適切な表示方法について実験を行い，4-6 名分のノートを 1 画面で表示する方法が適切であることが示唆された．加えて，小学校に勤務する教師にインタビューを行い，教育現場で実際に利用するためのシステムの改良について議論した．

1

はじめに

日本の小学校の教育現場では，ノートを使用した授業が主流である．ノートを中心とする授業の特徴
は，児童が授業の振り返りをするとき，一目で授業の内容を把握できることである．また，板書だけではなく「自分の考え」や「友達の考え」，「気づいたこと」といったことがらをノートに記述しておくことで，児童自身の思考の整理ができ，授業内容の理解や学習活動が促進される．
日本では GIGA スクール構想が進み，1 人 1 台端末環境の実現や学校の ICT 環境設備が進んでいる
ものの [1]，ノートを中心とした授業形態を維持することが望ましいと多くの教師は考えているため，デジタル機器を授業中に効果的に使用している教師はほとんどいない．PISA2018 の調査によると，日本は学校の授業におけるデジタル機器の利用時間がOECD 加盟国 (37 か国) 中最下位であることが分かっている [4]．
そこで我々は，ノートを中心とした授業形態が可能であり，かつ円滑な授業が行えるデジタルノート「SectionsNote」の実現を目指す．このシステムでは，「自分の考え」や「気づいたこと」といった，ノートに記述する際の大まかなまとまりに着目し，このまとまりのことを本稿では「セクション」と呼ぶ．
ノートは文部科学省の観点別学習状況の評価において，思考力・判断力・表現力等の観点において重要な位置づけであるものの，従来の紙媒体のノートではいくつもの問題点がある (図 1)．
本稿では，システム開発の初期段階として，授業例として推奨されている 21 種類のノートのレイア
ウト [14] を参考に，開発したシステムでレイアウトすることが可能であるか検証し，21 種類すべてのレ∗

Copyright is held by the author(s).
明治大学

図 1. 提案システム「SectionsNote」が解決したい問
題と本稿の位置づけ．

イアウトが制作できることを確認した． また，授業中にタブレット端末上に表示する人数を 4 種類用意し，どの人数が授業中に閲覧しやすいかについて13 名のユーザ実験により明らかにした．加えて，2名の小学校教師にインタビューを行い，本システムの有効的な活用方法について議論した．
本稿の貢献は、ユーザが本システムを利用することで，セクションを考慮して様々なノートのレイアウトを作成できることを確認したこと，および教師が授業中に閲覧する際の適切な表示手法について評価したことである．

2

日本の教育スタイル

2.1 ノートのレイアウト
2.1.1 セクション分け
ノートのレイアウトについて明確な決まりはない
ものの，特に小学校の算数では，図 2 のように「問WISS 2020

図 2. 実際に小学校の児童が記入したノート．セクションごとに分けて構成していることがうかがえる．

題」
「めあて」
「自分の考え」「友達の考え」「気づいたこと」「ふり返り・感想」といったセクションを組み合わせながら，ノートのレイアウトを構成することが多い [10, 11, 14]．これは，児童自身の思考の整理に役立つことや，復習時に見やすいことが要因であると考える．本稿では，このセクションを組み合わせてレイアウトを構成する方法を参考とした．

2.1.2

見開き 1 ページ

算数の教科では，1960 年代ごろから秋田県を中心にシート学習と呼ばれる学習方法がある [16]．シー
ト学習とは，1 回の授業でシート 1 枚ずつを児童全員に配布し，そのシートに児童が書き込むことで授業を展開するというものである．シートはセクションごとに枠が設けられており，その枠内に児童が書き込むようになっている．このシート学習は，ノート学習が主流になったことで現在はほとんど使われていないものの，現在のノート学習はシート学習の利点を受け継いでいる．現在は，図 2 のように 1 回の授業で見開き 1 ページにまとめるというノートを中心とした学習方法を多くの教師が取り入れている[14]．この学習方法の主な利点として，以下の 3 つがあげられる．

• 授業の「めあて」が 1 回の授業につき 1 つに絞られ，学習活動が促進される• 児童が自分の考えを表現することができ，自己解決型の授業が可能となる• 児童自身が授業後に振り返りやすい
一方で，この学習方法に適したノートのレイアウ
トを毎回の授業準備で制作するためには，多大な労力と時間が必要である．そのため，様々な見開き 1ページのレイアウトを容易に制作できるシステムを開発した．

2.2

授業中の机間指導

日本ではまた，授業中に机間指導と呼ばれる教育方法がある．机間指導とは，児童が個々で問題に取り組んでいる間に教室の中を歩き回り，児童の記述しているノートを立ち止まって見ながら，アドバイスをしたり，児童の意見を聞いたりと，教室全体の問題に取り組んでいる様子を把握するというものである．机間指導は多くの授業で行われているものの，1 人の教師が授業中に教室にいる児童全員のノートを把握することは困難である．この問題を解決するために，本稿では複数人のノートをまとめて表示するインタフェースについて調査を行った．
また LoiLoNote[2, 8] や，MetaMoji Classroom[3]を利用することで，児童と教師がリアルタイムに共有することができるものの，授業全体を通した児童自身の思考の整理が捉えづらく，ノート学習を支援することはできていない．我々の目指すシステムは，従来のノート学習の利点を生かしつつ，これらの授業支援システムと同様に教師と児童とのリアルタイムの共有を行うことができるシステムである．

3

提案システム「SectionsNote」

本稿で提案するデジタルノート「SectionsNote」
は iPad(Apple 社製 iPad 第 7 世代) とデジタルペン (Apple 社製 Apple Pencil) を使用することを想定したシステムである．iPad は GIGA スクール構
想に伴い，価格や性能から 1 人 1 台の端末として選択する学校が多いと想定されているため採用した．
SectionsNote には，(1) セクションを考慮してノートのレイアウトを制作できる，(2) セクションごとに閲覧することができる，といった 2 つの特徴がある．
セクションは，図 2 にあるような算数の授業を参考とし，「問題」，「めあて・条件」，「自分の考え」，「友達の考え」，「気づいたこと」，「ふり返り・感想」の6 つのセクションを組み合わせて設計することとする．SectionsNote は Unity で制作している．

3.1

レイアウト作成

教師は，SectionsNote を使用して，教室で授業を行う前に，ノートのレイアウトを考えながら計画する．図 3 にレイアウトする過程を示す．SectionsNote には，システムの左側にセクションパネル，右側にレイアウトパネルがある．セクションパネルには，ノートのレイアウトに使用する 6 つのボタン，画面切り替えボタン，および保存ボタンがある（図3(a)）．レイアウトパネルは方眼紙のようなデザインになっている．これは，日本の小学校で広く利用されている既存の紙媒体のノート [5] を参考とした．
教師はまず，セクションパネルにあるボタンを選択し，デジタルペンをレイアウトパネルに向かってドラッグすることでセクションを配置する位置を決める (図 3(b))．セクションの大きさは方眼紙の 1 行ごとに調整が可能であり，教師の自由な大きさに調整することが可能である (図 3(c))．この動作を各セクションで繰り返し，ノートのレイアウトを完成させていく (図 3(d))．システムの左下にある保存ボタンを選択すると，レイアウトが保存され，児童はこのレイアウトを使用して書くことができる．

SectionsNote: セクションを考慮してレイアウトおよび閲覧できるデジタルノート

図 5. レイアウト作成例．
図 3. SectionsNote でレイアウト作成している画面．

図 4. 閲覧画面例．
「自分の考え」を選択し，教室全体を閲覧している様子．

3.2

セクションごとの閲覧

教師は，児童が各セクションの領域で書いている内容をリアルタイムで確認することができる (図 4)．
閲覧する画面では，システムの左側にセクションパネル，右側は閲覧パネルがある．閲覧パネルに表示されているものは，教室を上から俯瞰していることを想定して表示している．例えば，教師が「自分の考え」のボタンを選択すると，教師は児童全員の「自分の考え」の領域で書き込んでいる内容がリアルタイムで確認できる．
セクションごとに分かれて閲覧できることで，教師は授業中に知りたい状況を瞬時に把握することができ，円滑に授業が進めることができると考える．
しかしながら，この閲覧パネルでの表示方法については，1 人あたりの表示が小さいことで見づらい点や，1 度で得られる情報が多すぎることで教師が把握することを妨げてしまう可能性などが考えられる．
そのため，適切な表示方法について実験を行うこととした．この実験内容については 5 章に記す．

4

レイアウトの検証

我々は，3.1 節で述べたレイアウト作成システムが，実際の授業で用いられているレイアウトを実現できるのかについて検証した．小学校の算数の授業で推奨されているノートのレイアウト [14] を参考に，21 種類のレイアウトを，システムを用いて制作した．制作したレイアウトの例を図 5 に示す．
図 5(a)，(b) の作成例は一般的に使用されるレイアウトであり，問題から始まり，授業を展開しながら授業のねらいを児童自身に気づかせる．最後に練習問題を児童に解かせ，授業の内容を理解しているかどうかを評価する．図 5(c) は複数時間が必要な単元の前半でよく使用されるレイアウトであり，「気づいたこと」や「感想」などのまとめがなく，児童の考えを共有して終わっているのが特徴的である．対照的に図 5(d) は複数時間が必要な単元の後半でよく使用されるレイアウトであり，前回の授業で学んだことをまず復習し，そこから新たな問題に取り組んでいく，という授業をする際に使用される．
この検証結果から，本システムで実際の授業で使用されるレイアウトを制作可能と確認できた．また，どのレイアウトも 2 分以内に制作出来ており，紙媒体のノートで定規を使用しながら制作するより容易にレイアウトすることができていると考える．

5

閲覧の表示方法の検証

2.2 節で述べたように，教師は授業中に机間指導をすることが多々ある．これは，閲覧表示が可能であったとしても，児童の近くで考えを聞いたり，児童が集中して授業に取り組んだりするうえで重要である．そのため，教師は電子黒板やプロジェクタでの表示だけではなく，手元で児童のノートの画面を閲覧しながら机間指導する必要がある．
また，本システムはデジタルペンを利用して記述することを想定しているものの，実際の教育現場では，デジタルペンを用いずに指で記述する児童や，テキストで記述したほうが書きやすいという児童もいると考える．加えて，ノートを閲覧する教師側にとって，表示されるフォントの違いによって把握のWISS 2020

表 1. 実験時の 1 人あたりの画面サイズ．縦横比は 4:3であり，4-6 分割では 16 人分を 4 分割，24 人分を 6 分割としている．
分割数
サイズ (インチ)

110.245.1

63.4

202.04401.275

しやすさにどのような影響があるのかを調査する必要があると考えた．
このことから，本稿では読み取りやすく，かつ把握しやすい (1) 分割数および (2) 文字のフォントを検証する．まず，分割数は日本の学級編成を参考として，児童は 1 教室あたり最大で 40 名が在籍できることや，4-6 人ずつの班ごとで考える授業もあるた
め，閲覧する画面上には 1 分割，4 および 6 分割 (以降，4-6 分割とする)，20 分割，40 分割の 4 パターンを用意した (表 1)．次に，文字のフォントはデジタルペンで記述した場合，指で記述した場合，キーボードによる活字で記述した場合の 3 パターンを用意した．これらのデータ作成および実験方法，実験結果について述べる．

5.1

検証方法と実験の流れ検証する方法として，「算数の問題を解いている映像を見て，その考え方があらかじめ用意されている解き方のどれに分類されるかを選択する」というタスクを 40 名分やってもらい，(1)40 名分のデータをすべて分類するまでの時間, (2) 分類の模範解答例との正答率, (3) アンケートによる評価, の 3 つから把握のしやすさと読み取りやすさを判断する．
このタスクは，算数の授業を実際に行っているときに教師が意識している状況を参考にしている．算数の問題は，文字と式で考え方を表現することができ，答えに至る過程が複数存在する．そのため，教室内にいる多くの児童のノートから児童の解き方をある程度分類し，その情報をもとに授業を展開することが多々ある．40 名分のノートをなるべく早く，かつ正確に分類できることが重要であることから，
本稿ではこのようなタスクで検証することとする．
実験の流れを図 6 に示し，実験システムの画面を図 7 に示す．実験のシステムは Processing で制作し，実験参加者が各自のパソコンで参加できるようにした．アンケートの内容は表 2 に示す．12 条件終了後，自動で記録していた分類中の時間と分類した数を収集し評価を行った．

5.2

図 6. 実験システムの流れ．

実験結果と考察

算数の問題を閲覧し，分類するというタスクは本
来教師が行うため，20 代以上の成人を実験の対象とした．実験には 21-23 歳の男女 13 名が参加した．
実験参加者の視力は全員 0.5 以上であった．

図 7. 実験システムの分類する画面．

5.2.1

分類時間による評価

実験参加者が分類するまでに要した各条件の平均時間を表 3 に示す．フォントの違いおよび分割数の違いによる分散分析をそれぞれ行った結果，どちらも有意な差はみられなかった．そのため，フォントおよび分割数によって，把握するまでの時間に大きな差はないと考える．

5.2.2

正答率による評価

次に，40 名分を分類した平均正答率を表 4 に示
す．フォントによる正答率の違いはほとんどなかっ

Q1

Q2
Q3

Q4
Q5

表 2. 実験の質問一覧.
閲覧していたデジタルノートの文字は読み取りやすかったですか？
（5 段階のリッカート尺度）
Q1 のように感じた理由を教えてください。
（自由記述）
今回の分割によるデジタルノートの閲覧方法は40 人分把握するのに適していると感じましたか？
（5 段階のリッカート尺度）Q3 のように感じた理由を教えてください（自由記述）
なにか感じたことやおもったことなどがあれば自由に記入してください（自由記述）

SectionsNote: セクションを考慮してレイアウトおよび閲覧できるデジタルノート

表 3. 分類に要した平均時間 (秒).
分割数
1 分割
4-6 分割
20 分割
40 分割

ペン

活字

指289.43270.02
243.25272.11270.08238.95300.89262.55280.29303.41
303.41286.92

表 4. 40 名分を分類した平均正答率.

表 6. Q1 の評価値の平均.

表 7. Q3 の評価値の平均.

分割数
1 分割
4-6 分割
20 分割
40 分割

分割数
1 分割
4-6 分割
20 分割
40 分割

分割数
1 分割
4-6 分割
20 分割
40 分割

ペン

活字

指0.98
0.93
0.90
0.74

0.98
0.93
0.93
0.83

0.990.93
0.880.75

表 5. 「N/A」の合計数. () 内は分類した実験参加者数.
分割数
1 分割
4-6 分割
20 分割
40 分割

ペン

活字

指0(0 人)3(1 人)
17(1 人)51(7 人)0(0 人)
5(1 人)
1(1 人)
6(1 人)

0(0 人)
6(2 人)
22(3 人)33(3 人)た．分割数によって正答率は下がっているが，これは「N/A. 解き方が読み取れない・不明である (以降，N/A とする)」に分類した数が増えていることが影響していると考える．各条件で「N/A」に分類した数の合計を表 5 に示す．40 分割で表示している際，活字の場合は他のフォントと比べて「N/A」に分類している数が少なかったため，読み取りやすかったのではないかと考える．

5.2.3

アンケート結果による評価

実験参加者に各条件の読み取りやすさについて 5段階で回答させた評価値の平均を表 6 に示す．20 分割および 40 分割の場合，1 分割や 4-6 分割に比べて評価値の平均が低くなっており，読み取りにくいと考える．ただし，活字は他のフォントに比べて評価値の平均が高くなっていた．その理由として「文字が太字であったため」「デジタルの文字であったから読むのには問題なかった」という意見があった．
次に，閲覧方法が適していると感じたかどうかについて 5 段階で回答させた評価値の平均を表 7 に示
す．1 分割および 40 分割は評価値の平均が低くなっており，適していないと感じた実験参加者が多かったと考えられる．1 分割が適していないと回答した
理由として，「1 人ずつ確認するのが面倒だった」，40 分割が適していないと回答した理由として「文字が小さすぎて確認するのが難しい」「40 人全体を一気に見ることは難しいと感じた」といった意見であった．これらのことから，把握のしやすい分割数
はフォントに関わらず 4-6 分割および 20 分割が適していると考える．

6議論

4 章および 5 章の結果を踏まえて，小学校に勤務する 50 代教師 2 名にインタビューを行った．2 名とも算数を専門としており，20 年以上の教師経験があ

ペン

活字

指4.23
3.92
2.69
1.31

3.92
4.15
3.69
2.69

3.85
3.69
2.62
1.31

ペン

活字

指2.46
3.31
3.15
1.54

2.54
3.46
3.77
3.00

2.31
3.62
3.31
2.08

る．そのインタビューで頂いた意見をもとに，今後のシステムについて議論する．

6.1

レイアウトの改良

本システムでは，6 つのセクションを用意したが，これに「予想・見通し」「まとめ」「練習問題」の 3つのセクションを追加したほうが使いやすいと助言を頂いた．これは，これまでのセクションで補えるものの，別のセクションとして用意した方が授業の計画が立てやすいとのことであった．また，「練習問題」は授業の最後に理解度を確認するためのものであり，児童を評価する際に重要なセクションであるため，分けておいた方がいいとのことであった．
次に，児童の自由記述欄を設けることである．本
システムは教師が利用しやすいことを目的としているが，ノートは児童が授業中に思いついたことを自由に書くことができることが特徴の一つである．この自由記述欄は，授業中に教師が見ることはほとん
どなく，ノートを回収したときや児童個人が授業を振り返るときに重要であると助言を頂いた．そのため，紙のノートの上に付箋を貼るように，システム内で吹き出しマークのスタンプを自由に押せるようにし，その枠内に思いついたことを書けるように改良することを予定している．

6.2

閲覧方法の改良

インタビューをした教師に 5 章の実験を行ってもらい，閲覧方法について助言を頂いた．まず，読み取りやすさという観点では，活字よりもペンや指で記述している方が考えている途中経過が見ることができて良いとのことだった．また，分割数について
は，20 分割や 40 分割は児童がほとんど書き終わってからでないと分類しづらいとのことであった．一方で，4-6 分割の場合は画面上のどこからでも確認でき，かつ「班ごとに考える」という授業展開をよくするため，班ごとに見ることができるのはとても良いとのことであった．加えて，40 分割の状態を通常にし，班ごとに拡大しながら表示できると一番授業中に使いやすいとの助言を頂いた．これは，教室全体の進行状況を確認しつつ，班ごとに閲覧して考え方の分類をしていきたいという理由であった．
これらの助言や 5 章の結果を踏まえ，40 分割を通常の状態にしつつ，4-6 分割で拡大表示しながらWISS 2020分類できるようなシステムに改良する予定である．

7

関連研究

ノートを作成するシステムはこれまでも提案されてきている．重森ら [13] はビデオカメラを用いて板書を撮影し，そこにデジタルペンで書き込み可能なノート作成支援システムを提案し，受講者がノートをとる負担を軽減している．北島ら [15] は，講義スライドや Web 上の情報などを好きな場所に配置可
能なノート作成システムを提案している．Liu ら [9]はオンラインの講義ビデオを視聴しながらメモを取ることができる NoteStruct を提案している．これ
らのノート作成システムは，個人で振り返る際には有用であるものの，小学生が利用するためにはレイアウトの自由度が高すぎることや，教師が授業前に考えた授業中の「めあて」や授業の流れが伝わりづらくなってしまう可能性がある．本研究では教師がノートのレイアウトを作成し，そのデザインに基づいて児童がノートをとることで，紙媒体のノートで行っていた授業の利点をいかしている．
教師が複数人のノートをまとめて閲覧する表示方法は，Zooming User Interface(ZUI) の一例である．ZUI は大きなスクリーンから閲覧したい箇所を拡大することで可視化するインタフェースであり，このインタフェースを利用しているシステムとして，
Pad++[6] や Kotodama[7] などがあげられる．栗原ら [12] は，この ZUI を活用した Borderless Canvasを提案しており，ユーザはデジタルペンを用いてズーム機能や書き込みなどが行える．このインタフェー
スは，本研究の提案するノートのセクションごとに抽出して共有するという手法とは異なるものの，スライドを拡大・縮小し閲覧するという動的なユーザインタフェースは本研究に応用できると考える．また，Borderless Canvas のようにデジタルペンを用いて書き込まれたものを児童と教師が共有するといったユーザインタフェースにおいても，本研究に応用できると考える．

8むすび

本稿では，システム開発の初期段階として，セクションを考慮してノートのレイアウトを制作するシステム「SectionsNote」を試作した．システムを用いて算数の授業で使用される 21 種類のレイアウトを制作できることを確認した．また，教師が授業中に閲覧する際の適切な表示手法について実験を行った．実験の結果や教師とのインタビューから，4-6分割で表示すると，フォントに関わらず読み取りやすく，かつ把握しやすいことが分かった．システムの改良およびセクションを考慮して授業後の評価の可視化ができる機能を追加し，教育現場での実証実験を行い，システムの完成を目指していく．

謝辞
実験に協力してくださった皆様，インタビュー・助言していただいた教師の方に感謝する．本研究は，JST さきがけ（JPMJPR16D1），明治大学科学技術研究所重点研究 B の支援を受けたものである．

参考文献[1] GIGA ス ク ー ル 構 想 の 実 現 に つ い て.
https://www.mext.go.jp/a_menu/other/index_00001.htm, (2020-09-30 確認).
[2] LoiLoNote School. https://n.loilo.tv/en/.
[3] MetaMoji Classroom.
https://product.
metamoji.com/education/index.html.
[4] OECD 生 徒 の 学 習 到 達 度 調 査 2018 年
調 査 (PISA2018) の ポ イ ン ト.
https://www.nier.go.jp/kokusai/pisa/pdf/
2018/01_point.pdf.
[5] ジャポニカ学習帳 ジャポニカセクション.
[6] B. B. Bederson and et al. Pad++: A Zooming Graphical Interface for Exploring Alternate
Interface Physics. UIST 94, pp. 17–26, 1994.
[7] K. Kurihara. A Study on Software Tools forFlexible Presentations. UIST 06, pp. 31–34,2006.
[8] H. Kurokami and et al. Development and Eﬀectiveness of Digital Graphics Organizers. In International Journal for Educational Media andTechnology, pp. 57–64, 2018.
[9] C. Liu and et al. NoteStruct: Scaﬀolding Notetaking while Learning from Online Videos. CHI
EA 19: Proceedings of Extended Abstracts ofthe 2019 CHI Conferences on Human Factors inComputing Systems, pp. 1–6, 2019.
[10] 一松信ほか 59 名. みんなと学ぶ 小学校算数 3年上. 文部科学省検定済教科書. 学校図書株式会社, 2020.
[11] 一松信ほか 59 名. みんなと学ぶ 小学校算数 4年上・下. 文部科学省検定済教科書. 学校図書株
式会社, 2020.
[12] 栗原一貴他. スライド提示型プレゼンテーション
方法論の拡張手法を定量的に評価する研究. 情報処理学会論文誌, pp. 391–403, 2010.
[13] 重森晴樹他. 講義への集中を目的としたノート作成支援システム. 情報処理学会 研究報告, pp.
17–24, 2004.
[14] 小学館「教育技術」編著. 新学習指導要領対応！
国語・社会・算数・理科・体育の授業 5・6 年. 小学館, 2020.
[15] 北島圭他. PC による柔軟な講義ノート作成シス
テム. 第 26 回ファジィシステムシンポジウム講演論文集, pp. 324–326, 2010.
[16] 湊三郎他. 半世紀を経た秋田の算数シート学習―
教職の専門職化. 東北数学教育学会, pp. 27–48,2014.