鳥取環境大学紀要第11号（2013．３）pp.49-58

環境教育への学習者適応型学習支援システムの適用
An Application of Adaptive Learning Support System
to Environmental Education
豊田

寿行・名古屋孝幸

TOYOTA Toshiyuki, NAGOYA Takayuki
和 文 要 旨：本研究の目的は学習者適応型学習支援システムを環境教育へ適用し、その評価を行うことである。
学習者適応型学習支援システムを適用する利点は、ひとつは遺伝的アルゴリズムを教育内容の出題に導入して、学習者が効率的に学習することを促すこと、さらに、管理者が学習者の学習データを容易に収集することを可能にするという２点である。学習データの収集は学習者の学習内容を決定するためにも有効であるとともに学習データから有益な知見を得ることが可能となる。本研究では学習データから
環境教育の分類および年齢区分に応じた正答率データを分析するとともに学習者にアンケートを実施することで環境教育へ適用した学習者適応型学習システムの可用性の評価を実施した。
【キーワード】環境教育、学習者適応型学習支援システム、e-learning、アンケート
Abstract：The main purpose of this paper is that we apply and evaluate an adaptive learning support system to environmental education. By using this system, there are two advantages that thelearners are able to obtain knowledge on environment efficiently and that the administrator acquires
useful data of the learners easily. Also, it is possible for the administrator to collect valuable information from the data of the learners in order to determine the learning contents. In this research, we
analyze the data of learners and estimate the availability of adaptive learning support system to environmental education.
【Keywords】environmental education, adaptive learning support system, e-learning, questionnaire
１．はじめにを推進している。そして、多くの中小企業、県民に環境

鳥取県は環境を重視した地域づくりである「環境立県」

問題への取組みのきっかけとなる取り組みを行っている。

を推進している。地方自治体として環境を重視して、県さらに、2005年には「鳥取県環境基本計画」を改定し民の課題として位置づけ、県の施策としてこの環境立県て、環境分野において重点的に推進する11項目についてを強く推進しているといって過言ではない。その実現のの目標および具体的な施策を明確にした。この目標およための方策として環境に関する様々な取り組みを行ってび具体的な施策を鳥取県環境立県アクションプログラム

いる。表１－１にこれまでの鳥取県の環境立県の取り組という。その施策のひとつである環境教育・学習の推進

みをまとめる［1］。

に関して、「環境教育・学習参加者を20万人にします」

鳥取県は1999年３月に鳥取県環境基本計画を策定し、2000年に鳥取県庁 ISO14001の認証を取得した。また、という具体的な目標を掲げ、2007年に環境教育・学習参加者が244,305人となり、目標を達成した。

2002年に県独自の認定制度である鳥取県版環境管理シス

そこで、鳥取県は環境立県を推進していくにあたり、

テム認定制度である Tottori prefecture Environmental

環境に対する関心から新たなフェーズに進むべき段階でAudit and Scheme（TEAS（テス））を全国の都道府県あると考える。環境教育は関心をもち、理解を深め、行に先駆けて創設し、環境負荷低減のための環境配慮活動

動するサイクルが重要である。さらに、このサイクルに― 49 ―

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おける新たなフェーズである理解を深める段階に進むべ

表１‒１きであると考える。したがって、より環境に対する理解

年

鳥取県の環境立県のための取り組み

月

事

項

を深めるために環境教育のさらなる定着を目指す必要が1999年３月 「鳥取県環境基本計画」策定

あるといえる。

1999年３月 片山元知事が ISO14001認証取得を宣言

本研究の目的は環境教育の定着のために田淵らの提案

2000年12月 鳥取県庁が ISO14001取得

した学習者適応型学習支援システム［2］を環境教育へ適2001年３月 「新エネルギービジョン」策定

用して、その効果を評価することである。その際に複雑

鳥取環境大学の開設

多岐にわたる環境教育を整理して、分類することによっ2001年４月 「鳥取県廃自動車等の適正な保管の確保に関する条例」の制定て、この学習者適応型学習支援システムに適用する。この学習者適応型学習支援システムを活用することによっ2001年12月て、ユーザは学習の習熟に応じて学習が不十分な内容が出題されるため効率的な学習が可能となる。また、田淵らが提案した学習者適応型学習支援システムは情報技術を用いて学習する e-learning において、インターネット
経由の WEB サービスを提供する方式を採用している。
そして、ユーザは環境に関する繰り返し問題に取り組み、
その回答・解説から自学研鑽できるシステムになっている。
同時に、学習者を年齢により分類して、各年齢区分の学習データを取得することが可能である。環境教育の内
容は学習者の年齢によって学習内容に変化が必要である。たとえば、小学校においても学年によって環境教育
で学ぶ内容が異なっている。さらに、環境教育では年齢に加えて地域的に内容が異なる必要性がある。つまり、環境教育の学習内容は年齢に応じた学習内容の設定と地域に適合させることも重要である。ここで、本研究では年齢区分に応じて学習内容が変化する田淵らが提案した学習者適応型学習支援システムを適用する。それによっ2002年３月
2002年４月
2002年７月
2003年４月の制定「地球温暖化防止に向けたアクションプログ
ラム」の策定「鳥取県版環境管理システム認定制度（TEAS）」の創設「鳥取県産業廃棄物処分場税条例」の制定
鳥取県衛生環境研究所の開所
地域の自立を進める「鳥取ルネッサンス運動」を展開

2004年３月 森林環境保全税を創設する条例を可決
2004年６月
2004年９月
2005年２月

エ コ ア ジ ア（ア ジ ア 太 平 洋 地 域 環 境 会 議）
2004を米子市で開催「鳥取県駐車時等エンジン停止の推進に関する条例」の制定「鳥取県環境基本計画」改定「鳥取県環境立県アクションプログラム」策定

2005年６月 とっとり環境ネットワークの設立
東・中・西部の総合事務所に生活環境局を創設
2006年４月 環境学習推進のために各生活環境局に環境学
習コーナーを設置て、各年齢区分の正答率等のデータを取得することが可能となり、そのデータを統計的に分析することが可能と「鳥取県希少野生動物の保護に関する条例」

第12回北東アジア地域国際交流・協力地方政
2007年10月 府サミットが米子市で開催、「環境交流宣言」
を採択なる。その結果を分析することによって、環境教育をより効率的に行うための学習指針などの検討が可能である

2008年５月 「環境先進県に向けた次世代プログラム」策定と考える。

2008年10月 「日本一の鳥取砂丘を守り育てる条例」制定
2009年３月 「鳥取県地球温暖化対策条例」制定

２．環境教育本章では、環境教育の定義、日本における環境教育の1970年に世界で初めてアメリカでつくられた環境教育法

変遷をまとめるとともに本研究で取り扱う環境教育の範によると、環境教育を、人間を取り巻く自然および人為

囲を明確にし、その際に年齢に着目して研究を進めるた的環境と人間との関係を取り上げ、その中でエネルギー、めの本研究における年齢区分を定義する。

人口、汚染、資源の配分とその枯渇、自然保護、運輸、技術、都市や田舎の開発計画等が環境に対してどのよう

2.1

用語としての環境教育に関わり合いをもつかを理解させる過程であると定義し阿倍［3］によれば、環境教育（Environmental Educa-ている。このアメリカの環境教育法について小金井［4］tion）を世界で最初に使用したのは1948年の国際自然保が雑誌「理科の教育」において1972年３月に「公害問題

護連合（IUCN）の設立総会におけるトマス・プリチャーと理科教育」を紹介したのが日本において環境教育が用ドであるといわれている。その後、環境問題が注目され、語として最初に用いられたと考えられている。

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このように用語としての環境教育は1900年代半ばから時間が2002年および2003年に開始されたことにより、教使用されてきた。しかし、アメリカですでに環境教育法

育機関において環境教育を受けている世代と受けていなが制定されていたとはいえ、国際的な環境教育の出発点

い世代が存在している。それに伴って、世代によって環は1972年のストックホルムにおける国連人間環境会議で境に対する知識および関心の格差が生じている可能性がある。そして国連人間環境会議の勧告に基づき環境問題考えられる。つまり、教育機関において総合的な学習、担当の国連機関が設置された。その機関は環境教育のた

環境教育の効果が高いのであれば、その結果として世代めの国際会議が開催し、1975年のペオグラード環境教育

間の格差が生じていると考えられる。もし仮に、環境に専門家会議で環境教育の意義が明確になり、環境教育の対する知識および関心の世代間格差があるのであれば、国際的規範となったベオグラード憲章が作成された。こ世代に応じて環境に関する教育および知識の習得するべの憲章では、環境教育の目的を環境とそれに関連する問き内容およびその指針は異なる必要があると考えられ題に気づき、そのことに関心をもち、そして現在の問題る。したがって、次に、環境教育に関して年齢に着目しの解決や新しい問題を予防のために個人や集団で働くたて分析を行う。

めの知識、技能、態度、動機そして参加の意欲をもつ人々の世界的な数を増やすことであるとしている。この憲章

2.3

年齢に合わせた環境教育

から環境教育は環境問題への関心をもち、環境に関する環境教育は年齢に応じて適切な教育内容があると考え知識を習得し、行動する人を増加させることが環境教育る。たとえば、［5］の文部科学省による「小学校学習指であることがいえる。

導要領解説：総合的な学習の時間編」も年齢に合わせた学習内容を明確に示すもののひとつであるといえる。こ2.2のような教育上の指針ともいうべきものが明確である場

総合的な学習の時間

総合的な学習の時間は小学校および中学校では2002年

合は、当然のことながら教育内容が明確であるため教育に、高等学校では2003年よりはじまった。教科としてのがしやすいと考える。しかし、地域の特徴に依存した教位置づけではなく、体験的な学習を通して総合的な指導

育内容など、地域ごとに異なる内容も環境教育には含まを行う教育活動という位置づけであった。総合的な学習れている。この場合、全国的に統一した指針ではカバーの時間で扱うテーマには、環境、国際理解、情報、福祉、できない内容が存在するといえる。
一方、教育を行う上で通常の学校教育の考え方と同様

健康などである。また、地域や学校の特色を出すことがに年齢に合わせた教育という考え方が必要であることは求められている。
小学校学習指導要領［5］によると総合的な学習の時間

いうまでもない。しかし、本研究で適用を試みるシステの目標は「横断的・総合的な学習や探究的な学習を通しムにおいても、10歳であれば、この内容を学習するとて、自ら課題を見付け、自ら学び、自ら考え、主体的にいった、いわば、年齢と学習内容が１対１対応である必判断し、よりよく問題を解決する資質や能力を育成する

要はないと考える。つまり、ある年齢ごとに区分するけとともに、学び方やものの考え方を身に付け、問題の解

れども、その年齢区分に応じた学習内容を限定してデー

決や探究活動に主体的、創造的、協同的に取り組む態度

タの取得を行うのではなく、学習内容を限定せずに年齢を育て、自己の生き方を考えることができるようにする」

区分に応じてデータを取得すること念頭にしている。
したがって、年齢に合わせた環境教育の内容が存在し、とあり、特に、学習者が主体性を持つことに主眼が置か必要であることは明らかであるが、学習内容を年齢に応れていることがわかる。
しかし、このような教育内容に対して熟練した教員のじて区分して限定することは行わない。本研究では、環育成することが容易ではないことは明確であり、教育機

境教育に関する学校教育の受講の有無などから次のよう関において、環境教育にかける時間や内容は教員の熟練に年齢区分を定める。この区分を設定する理由として、の度合いに依存することが考えられる。したがって、学

総合的な学習の時間が小学校および中学校では2002年

校における環境教育は教員が環境問題に求められる背景に、高等学校では2003年より実施されたことにより、教を把握し、学校教育の中でどのように取組み実践するか

育機関において環境教育を受けている世代と受けていなが重要である。また、環境教育は学校外での活動を取りい世代が存在しているため、それに伴って、年齢層によっ

入れることや家庭や地域社会と連携して行うという観点て環境に対する知識および関心の格差があると考える。

も不可欠であると考える。

本研究で設定する年齢層の区分を表２‒２に示す。たださらに、別の視点からの問題として、総合的な学習のし、環境教育の受講の有無の境界値となる年齢は実験実― 51 ―

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表２‒２

で対象とする環境教育の範囲と分類を示す。

年齢の区分

図２‒１は［6］の27ページの図を参考にして、環境教育

年齢区分の範囲に関する図を本研究での議論を行う目的で修正を小学生以下行ったものである。ここで、環境教育の範囲を限定する

中学生および高校生

ことおよび分類することが不可欠であると考えるのは以

18歳～27歳

下の理由からである。
・環境教育は複雑多様であり、人間が社会生活を行う

28歳～64歳上で必要なあらゆることがテーマとなりうる。しか65歳以上し、その全てを取り上げることが不可能であるため
・環境教育の内容を単純に限定するという観点ではなく、分類することが重要であると考えるため施時のものである。

・適用する学習支援システムに適合させるために限定

表２‒２のように、小学生以下、中学生および高校生、

および分類する必要があるため18歳から27歳、28歳から64歳、65歳以上の５つに分けた。
小学生以下は総合的な学習の時間を受けている年齢であ・適用する学習支援システムにおいて、単に教育するる。中学生および高校生も総合的な学習の時間を受けてツールという観点のみならず、被教育者の学習が不いる年齢である。また、高校生は総合的な学習の時間が十分である内容を明確にするためのデータの取得を開始されたとき小学生低学年であったことから、高校生

行うため

以下は環境に関する教育を学校で受けるのが当たり前で

図２‒１からわかるように環境教育は取り扱うテーマ

あると認識している世代であると考える。次に、18歳かが極めて多様である。そこで大きな枠組みとして、環境

ら27歳は総合的な学習が小学校、中学校、高校に在学中

教育は生命系、生活系および社会系の大きく３つに区分に突然始まった世代である。一方、28歳から64歳は総合することができる。そして、生命系、生活系および社会的な学習の時間を経験したことがない世代である。つま系のそれぞれの３つが相互に関係しあっている部分が存り、学校教育として環境教育が行われていない世代とい在し、（社会×生活）、（生命×生活）、（生命 × 社会）

うことになる。最後に、65歳以上は一般的に定年退職しおよび（生命×生活×社会）の４つの範囲も検討するている年代である。

必要がある。ここで、（Ａ×Ｂ）
、（Ａ×Ｂ×Ｃ）はそ

本研究における学習の実施では、特に小学生以下は漢れぞれＡとＢの共通部分、ＡとＢとＣの共通部分を意味

字の読みという制約があり、内容自体を理解するためにするものとする。たとえば、（社会×生活）は社会系とも親子での利用を前提として考えている。

生活系の共通部分を表す。

2.4

３．学習者適応型学習支援システム

環境教育の範囲と分類

環境教育は多種多様であり、何らかの基準に基づいて環境教育は実際に触れて体験することが理解度および分類する必要がある。さもなければ、際限がなくなり、教育効果が高いことは明確である。しかし、実際に体験議論をすることができない。また、教育内容の優先順位

することが、時間的、物理的および経済的に困難であるをつけることも重要であり、その点からも本研究では環場合が存在する。たとえば、博物館や動物園に珍しい生

境教育の範囲を明確に示す。そこで、図２‒１に本研究き物や展示があったとする。現地まで行き自分の目で見て、触れて、体験することによって環境への親しみを増すことが環境教育として最善である。しかし、前述のよ
うに時間的、物理的および経済的に困難であることが多々ある。そのような機会教育の場面の減少を防ぐ面で、インターネット経由で WEB サービスとして提供できる
e-learning システムの活用は効果的である。学習者はイ
ンターネット環境を利用してホームページにアクセスし学習が可能となるため、時間的な制約がなく、好きな時に学習できることの教育効果は大きいといえる。

図２‒１

しかしながら、従来の e-learning システムは、学習者

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環境教育への学習者適応型学習支援システムの適用の属性や知識レベルに関係なく、全ての学習者に対してアルゴリズムの詳細については、たとえば文献［10、11］

同一の教材を配信するシステムが中心となっており、学を参照されたい。

習者ごとに最適な問題を提供することが困難である。そ

本研究では、田淵らによって設計された学習者適応型のため、学習者の理解度を逐次測定し、問題を動的に学

学習支援システムを環境教育に適用し、その有用性を検習者に提示することで、学習者の能力水準に近い問題を証することを目的とする。田淵らによって提案された学

動的に配信する学習者適応型 e-learning システムが提案

習支援システムを適用することで、効率的な環境教育をされている（［8］、［9］）。これらの学習者適応型学習支

学習者に提供し、その学習効果を評価することが可能と

援システムは、学習者の学習状況に応じた出題が可能でなるとともに、学習者の学習のデータを収集し、環境教あるが、そのために、配信する各問題の難易度をあらか

育の特に教育内容に反映するための分析を行うことが可

じめ設定する必要がある。しかしながら、問題の難易度

能になると考える。具体的には、2.3節で述べたように、の適切な設定が困難な状況では、そのようなシステムの環境に関する知識レベルは学習者の年齢ごとに異なるこ

適用は難しい。また、各問題の難易度は全ての学習者にとが予想されるため、あらかじめ各問題の難易度を設定

対して一様とは限らない。そのため、学習者ごとに、あすることは困難である。しかしながら、田淵らのシステ

るいはなんらかの属性によりクラス分けされた学習者区

ムを用いることで、問題の難易度をあらかじめ設定する分ごとに各問題の難易度が設定されるべきである。

ことなく、逐次取得した正答率によって学習者にとってこれらの問題の解決策として、田淵ら［2］は学習者を適切な問題を動的に出題することができる。この点は、いくつかの学習者区分に分類し、区分ごとの学習者の回

本研究において田淵らのシステムを採用した大きな理由

答状況から各区分に対する各問題の難易度を測定し、そのひとつである。また、学習者の区分を年齢層による区の結果にしたがって各区分に適切な問題を割り当てる学

分とすることで、年齢区分ごとに正答率等のデータを取習者適応型学習支援システムを提案した。田淵らが提案得することが可能であり、そのデータから統計的に分析したシステムは、あらかじめ用意した３択式の問題集合することが可能となる。さらに、得られた分析結果によっの中から、学習者ごとに適切な問題を選んで出題を繰りて、各世代において教育が不十分であるテーマ等の知見返すものである。より具体的には、学習者を年齢区分等を得ることが可能となる。

の属性により k 個の区分にクラス分けし、配信する教材本研究では、以下の条件のもとで田淵らのシステムをとしてあらかじめ kn 個の問題からなる集合を用意し、適用した。各種パラメータは、田淵らが提案したものを

その k 分割を求めることで各学習者区分に n 個の問題をそのまま利用しているが、問題文や各学習者区分に割り割り当てる。その際、それまでの回答状況により定まる当てる問題の最適化の間隔は本研究用に設定したもので各問題の学習者区分ごとの難易度にもとづいて問題の割ある。

り当てを決定することで、学習者区分ごとに適切な問題⑴ 学習者の区分は、（ようちえん・ほいくえん・小学生）を割り当てる。これにより、学習者区分ごとに適切な問（中学生・高校生）（18才～27才）（28才～64才）（65

題を動的に出題することが可能となる。また、学習者の才～）の５個であるものとする。

利用結果にもとづいて問題の難易度を動的に決定するた

あらかじめ用意する問題数は100問とし、各年齢区⑵

分に対して20問を割り当てるものとする。

め、従来の学習者適応型学習支援システムのように、各問題の難易度をあらかじめ設定する必要がない。また、

年齢区分ごとの各問題の難易度には、その年齢区分⑶に属すユーザのその問題に対する正答率を使用する。

各学習者区分に問題を割り当てる問題は集合分割問題として定式化されるが、この問題は NP‒ 困難な最適化問

遺伝的アルゴリズムでの初期世代で生成する実行可⑷

能解の数は100個とし、世代数は100とする。

題であり、高速な計算機を用いても計算に非常に時間がかかる。そこで、田淵らは遺伝的アルゴリズムにより集⑸

エリート戦略によって選ぶ個体数は10個とする。

合分割問題を高速に求めることでこの問題を解決してい⑹

各区分に対する問題の割り当ては５分ごとに最適化する。

る。遺伝的アルゴリズムとは、生物の遺伝のメカニズムを模倣したアルゴリズムの設計方法である。NP‒ 困難

問題、問題の割り当て、および回答結果は、それぞれな最適化問題に対する近似解を得るために用いられる手

問題集合データベース（問題集合 DB）、問題配置デー法であり、得られる解の精度に保障はないが、多くの場

タベース（問題配置 DB）、および回答結果データベー

合は最適解に近い解が得られるため、近年盛んに研究さス（回答結果 DB）にそれぞれ格納される。学習者に対れている手法である。NP‒ 困難な最適化問題や遺伝的する処理の流れは次の通りである。学習者がシステムに― 53 ―

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接続して自分の年齢区分を選択すると、問題配置データしている。よって、たとえば10問の学習中に何らかの理

ベースと問題集合データベースから学習者の区分に該当

由で10問全てを回答していなくても、１人の学習者とカする問題が抽出され、学習者が閲覧しているページへ出

ウントされることを意味する。

力される。
学習者が回答すると、回答結果が回答結果デー
タベースに挿入され、学習者が閲覧しているページに解表４‒１

世代ごとの学習者数

答および解説が表示される。10問もしくは20問を回答す

学習者数（人）ると、学習者が閲覧しているページに正解数が表示される。
４．学習者適応型学習支援システムの評価
本章では、本研究で環境教育に適用した田淵らの学習者適応型学習支援システムの評価を行う。評価の観点として、システムの可用性を最重要の評価基準として、具

小学生以下

79

中学生および高校生

51

18歳から27歳

121

28歳から64歳

97

65歳以上

85

体的には、本システムを活用することによって取得することができるデータから有益な知見を得ることができる

4.2 環境教育の範囲および分類に関する正答率の分析

かどうかと実際にシステムの使用感などの評価である。

環境教育の範囲の正答率を世代ごとに分析する。ここ前者は、実際に取得したデータを使用して解析を行い、では、正答率が良いと判断できる閾値に関しての議論は分析を行い、知見をまとめる。後者は、アンケートを実様々考えられるが、ひとつの基準として正答率が60％で施した結果から評価を実施する。

あればよい水準であると考えて分析を行う。正答率の良
し悪しは問題の程度に依存することは明らかであり、個4.1

別の問題に関する議論は本研究では取り扱わない。問題

取得したデータ

適応したシステムを利用して得られたデータを加工しの作成は2.4節で議論した環境教育の範囲に着目して独自に問題を作成した。しかし、先に述べたように本研究てその一部が図４‒１である。

で適用するシステムに対して、問題は全て分類されて入力してあるため、その回答のデータもその分類ごとに集計が可能であることもこのようなシステムを適用する利点である。そのため取得したデータを用いて、問題を分類したカテゴリーに関する議論を行う。もちろん、本シ
ステムは各問題の正答率を求めるためのデータを取得が可能である。
各年齢区分の正解率を表す図４‒２より、動植物の飼育に関しては、28歳以上の正解率が極端に低い。また、ほとんどのカテゴリーにおいて、小学生以下と65歳以上の正解率が他の年齢区分と比較して極端に低いことがわ
図４‒１

かる。

取得したデータ

次に、各年齢区分に対しての分析を行う。小学生以下
図４‒１より、
取得したデータは、出題された問題の数、は79人が問題数で693問を回答した。小学生以下である

問題番号（図４‒１ではクイズの番号）、回答の合否、回ため、当然のことながら、未就学児童を含んでいる。そ答者の年齢層、環境教育の範囲、時間の６項目である。

のため正答率が低いと考えられる。データの取得に際し問題番号の数字の意味は割り当てた１～100の番号の問て、小学生以下は可能な限り、保護者とともに学習を行っ

題番号を意味する。

てもらえるように一声かけて学習に参加をしてもらっ

次に、取得したデータの属性データをまとめる。本シた。その結果として、動植物の飼育、自然体験、生態のステムで学習した年齢ごとの人数を以下の表４‒１にま理解、暮らしと食、消費者教育、モビリティマネジメン

とめる。ここで、この人数は積算人数であり、同じ学習

ト、地域の環境、平和教育および地球環境問題の全10カ者が繰り返し学習をした場合、その回数ごとにカウント

テゴリーの正答率が60% に満たなかった。これは、出― 54 ―

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環境教育への学習者適応型学習支援システムの適用

答率の平均に着目をして、今回得られたデータから、母集団の正答率を推定する。
まず、表４‒２に各年齢層の正答率の平均を示す。表４‒２より、18歳から27歳の正答率の平均は75.18と最も高く、65歳以上の平均は45.02で最も低いことがわかる。
表４‒２

各世代の正答率の平均

世
代
小学生以下
中学生および高校生
18歳～27歳
28歳～64歳
65歳以上

正答率の平均
52.96
64.73
75.18
59.34
45.02

表４‒２の正答率の平均は、提案するシステムの利用者の正答率の平均であり、母集団の平均ではない。したがって、本研究のシステムを利用した人の平均点である
図４‒２

標本平均から母集団正答率の区間推定を行う。区間推定

年齢区分ごとの正解率

は、採取した標本データをもとに、その標本データが抽題される問題の集合は全年齢区分で共通であり、小学生

出されたもとの母平均、母分散などの値を求めることで以下にとって問題が難しかった面も考えられる。

ある。 実際に、95％の信頼区間で区間推定を行った計次に、中学生および高校生は51人が499問を回答した。

算結果が表４‒３である。

動植物の飼育、生態の理解、モビリティマネジメント、
エネルギー教育、地域の環境および地球環境問題の６項

表４‒３目の正答率が60% に満たなかった。特に、モビリティ
マネジメント、地域の環境および地球環境問題の正答率

世

各年齢区分の95％信頼区間

代

母集団の正答率の平均点の範囲

小学生以下［49.58、57.01］

中学生および高校生［60.50、68.90］

動植物の飼育、生態の理解、地球環境問題の項目の正答18歳から27歳［72.91、77.49］

率が60% に満たなかった。しかし、これらも若干60％

28歳から64歳［55.76、63.24］

65歳以上［44.81、45.19］

がとりわけ低いことがわかる。
そして、18歳から27歳の121人が1366問を回答した。

に達していないだけであり、どの分野も正答率は50％を超えていることがわかる。
さらに、28歳から64歳の97人が662問を回答した。動
植物の飼育、生態系の理解、暮らしと食および地域の環

次に、これまでの分析を踏まえて、仮説を立て、検定

境の４項目の正答率が60% に満たなかった。動植物のを行う。仮説を検定するとは、母集団について仮定され飼育の正答率が極端に低いのが特徴的である。

た命題を、標本データに基づいて検証することである。

最後に、65歳以上の85人が522問回答した。動植物の飼育、自然体験、生態の理解、暮らしと食、消費者教育、

今回適用したシステムから得たデータである表４‒２の値を母集団の正確なデータと仮定する。

モビリティマネジメント、エネルギー教育、地域の環境

これまで述べてきたように、本研究における学校教育および地域の環境の９項目の正答率は60% に満たなにおいて環境教育を受けている年齢区分である中学生おかった。平和教育に関しての正答率が高い。

よび高校生および18歳から27歳の年齢区分の正答率の平均は学校教育において環境学習を受けていない28歳から

4.3

64歳および65歳以上の年齢区分より正答率の平均が高い

各年齢区分の正答率の分析

前節では、各年齢区分の学習内容ごとの正解率に着目ことが取得したデータから読み取れる。このことから、して得られたデータを分析した。ここでは、各世代の正学校教育の一環として、総合的な学習の時間において環― 55 ―

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境に関する教育を受けている世代は、その教育を受けてることに加えて、学習内容の指針を策定するためにも有いない世代と比較して、環境に関する知識が定着してい益であることがわかった。さらに、学習内容が的確に定るのではないかと推測ができる。そこで、次の命題に対まることによって学習者は効率的に学習することが可能

して仮説が正しいかどうかの検定を行う。

であり、その教育効果も高まる可能性があると考える。

「学校教育において環境教育を受けた中学生、高校・
生および18歳から27歳の年齢区分は学校教育におい4.4

学習に対するアンケート結果の分析

次に、適用したシステムを使って学習をした学習者にて環境教育を受けていない28歳から64歳および65歳
以上の年齢区分より環境に関する知識が高い」

対してアンケートを実施した。このアンケートの主眼はそこで、環境に関する知識が高いか低いかを評価する

学習者の率直な感想を調査することにより、システムのために適用したシステムで取得したデータを活用する。

活用に関する具体的な方策を学習者から得ることおよびここで正解率の高低が環境に関する知識の高低と解釈す

可用性について検討することを目的にして実施した。全

るものとする。

年齢区分に対してアンケートを実施したが、ここでは特取得したデータが正規分布に従うとする。このとき帰に特徴的であったと考える事例について取り上げる。
ここで取り上げる例は家庭における学習の実施のケー無仮説が、H0：μ＝72.39、対立仮説は H1：μ＜72.39にスであり、数日間をかけて適用したシステムによって繰

対して検定を行う。
学校教育において環境教育を受けていない28歳から64

り返し学習を自宅で行い、アンケートに回答してもらっ

歳および65歳以上の世代の正答率の平均は   =53.13であた。そのアンケートの対象は親子とし、親子一緒に学習

り、推定したサンプル標準偏差は s=49.92である。さらをしてもよいし、それぞれが実施してもらってもよいもに、28歳以上の世代の取得したデータ数は n＝1184であのとした。ここで家庭での学習で対象を親子した理由は、る。さらに、中学生、高校生および18歳から27歳の年齢適用したシステムを活用する利点としてネットワーク環

区分の正答率の平均はμ0＝72.39である。

境があれば、場所および時間を問わず、学習が可能である点と環境に関する学習を親子で実施することが効果的

ここで、
σx＝

s
n

＝

ではないかと考えたためである。

49.92＝ 1.451184

4.4.1

アンケート概要

アンケートを実施した方法について述べる。１家庭あ

さらに、
t＝

X－μ 53.13－72.39＝＝－13.28
σX
1.45

たりアンケートを１セット渡して親子で適用したシステ
ムを使っての学習をお願いした。ファイルには、
アンケー

ここで、t 分布表より、t0.05（1184）＝－1.645、さらに、トに協力をお願いする旨の挨拶文、本システムの使い方

t0.01（1184）＝－2.326である。先に、求めた t＝－13.28での説明、保護者用アンケート、子供用アンケート（記入あるため、t0.05（1184）＞t かつ t0.01（1184）＞t である。したは保護者の方にお願いした）を一括りにして配布して、がって、有意水準１％で帰無仮説 H0：μ＝72.39は棄却

記入後、回収するという形で行った。

される。

4.4.2

アンケートの分析

つまり、有意水準１％で、学校教育において環境教育

４組の親子に３日間から５日間、システムを利用してを受けた中学生および高校生および18歳から27歳の世代学習を行ってもらい、アンケートに回答をしてもらった。

は学校教育において環境教育を受けていない28歳から64

アンケートに回答をしてくれた親の年齢は33歳から40歳

歳および65歳以上の世代より環境に関する知識が高いとで子供の年齢は９歳から16歳であった。16歳を除いて、いえる。

全て小学生の高学年であった。

このように田淵らによって提案された学習者適応型学

最初に、適用したシステムを用いての学習方法の容易

習支援システムを活用することによって、容易に学習者さに関しては、全ての親子ともに使用することは簡単でのデータを取得することが可能であり、取得したデータあったと回答した。その理由として、３択式であったこ

から学習内容などを検討するために有益な知見を得ることおよび日常的にパソコンの操作に慣れていたためであとが可能であることを示すことができた。また、総合的ると考える。やはり、繰り返し学習を継続させためには、な学習の時間における環境教育の効果があることを明確学習者にとって単純な操作性にする必要がある。また、に示すことができた。 環境教育に対して、適用したシ学習の内容、つまり問題の難易度に関しては、簡単な問ステムを活用することはデータの取得を容易に可能にす題もあったし、全くわからない問題もあったという回答― 56 ―

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豊田が多かった。この点も出題側の狙いと合致した。つまり、

名古屋

環境教育への学習者適応型学習支援システムの適用

５．おわりに難しい問題だけでは学習者のやる気を失わせる。また、

環境教育は多種多様であり、学習する上で際限がない

間違った問題は解説を読んで学び、繰り返し学習をするともいえる。しかし、環境教育を何らかの基準に基づいことが狙いであるため良いレベルの問題設定であったとて分類することによって、学習する内容をより明確にす考える。

ることができると考えた。その際に、環境教育の機会をまた、問題の問題数は１セット10問ということに対し向上させることが環境に関する意識の向上につながり、ては、ほとんどの方が適切な問題数と回答した。10問以

さらに、田淵らのシステムは単に学習システムとしての外の回答は１セット20問という回答であった。適用した活用だけではなく、学習者の利用状況および学習の程度

システムの１セットあたりの出題数は変更可能であり、に関するデータを収集することが可能であることが重要

今回も１セットが10問および20問の２つを作成した。

である。このデータを分析することによって環境教育のまた、適用したシステムを活用して、繰り返し学習す

施策への反映を行うことができるといえる。

る意欲が湧いたかとの質問には全員意欲が湧いたと回答

また、様々なインターネットのサイトと有機的に結びがあった。その理由として、問題が少しずつ変わっていつけることによって、学習者を増加させることができる。

くからとのコメントが複数あった。この点は問題の難易

その活用の方法は多岐にわたると考える。今回得られた度の設定が困難な場合にもその時点での学習者にとってデータから特に環境教育の観点から特筆すべきことは、

適切な問題を割り当てることができる田淵らの学習者適

学校教育としての環境教育を受けていない世代の環境へ

応型学習支援システムの特徴が表れていると考えられの知識が低いことを明確に示すことができた。その世代

る。したがって、学習者に対して、適用したシステムをへの施策が行政として不可欠ではないかと考える。本研活用して環境教育を行うことが学習者の意欲を高めつ究で行った親子で適用したシステムを利用して学習を行

つ、継続的に学習を実施することに有益であるといえる。

うことはその解決策のひとつではないかと考える。

さらに、１日に１セットを10問としたときに何セット

今後の課題としては、適用した田淵らのシステムは環学習するのが良いかという点には全員が３セット以上を境教育に対して、学習システムとしての機能および有益回答した。つまり、１セットを５分として、１日に15分なデータの取得が可能であることは実証できた。また、程度なら繰り返して学習できるということではないかと

アンケートにおいても使用感に関する否定的な回答はな考える。

かった。しかし、デザイン性ということに関してはデザ

次に、親から見た子どもの反応として子供は楽しそう

インの専門家による洗練されたものがよりよいことは間に興味深く学習を行っていたという回答を得た。また、違いないといえる。デザイン性も学習者の意欲を高める

可能な限り親子での学習を依頼したため、全員が親子でために検討を要すると考える。

一緒に考えて学習することが良かったと回答した。適用
したシステムでは、問題の出題がシステムの仕様の関係

参考文献、
から文字数の制限があり、漢字の使用を余儀なくされた。 ［１］ 鳥取県ホームページ（環境立県推進課）
したがって、小学生以下は漢字がハードルとなると考えhttp://www.pref.tottori.lg.jp/dd.aspx?menuid=た。しかし、逆に結果として、親子での学習を促進する

17852

ことに結びつき、親子で学習することによって親子のコ［２］ 田 淵宏太、陰山大貴、名古屋孝幸、豊田寿行、

ミュニケーションの観点からも有意義であったと考える。

EQUAL SUM SUBSET に対する遺伝的アルゴリ

さらに、このようなシステムを使って親子学習会が近ズムを用いた学習者適応型 e ラーニングシステム

所で行われた場合、参加しますかという質問にははいとの開発、情報処理学会第73回全国大会講演論文集

いいえが半々であった。いいえの理由として、自分の時間で学習したい、自宅で学習したいという回答が得られ（分冊４）、pp. 511-512、2011。
［３］ 阿部治：“環境教育をめぐる用語の整理”、学校保た。やはり、学習する機会を設けても、休日であれば別のことをしたい、自分は自分の時間という傾向があるの

健研究、33巻４号、1991。
、理科の教育、［４］ 小金井正己：“アメリカの環境教育”は当然であると考える。しかし、学習するならば自分の好きな時間に自宅で可能であれば、学習したいという意

1972。
［５］ 文部科学省：“小学校学習指導要領解説 総合的な見であることもわかった。その観点からも適用したシス
テムの活用の場面は多大にあるのではないかと考える。

学習の時間編”、文部科学省、2008。
［６］ 社団法人日本環境教育フォーラム：“日本型環境― 57 ―

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察、日本データベース学会 Letters Vol. 3、No. 2、教育の知恵”、小学館、2008。

pp. 85-88、2004。

［７］ 環境省ホームページ“環境と開発に関するリオ宣言”、http://www.env.go.jp/council/21kankyo-k/［10］ M. Sipser 著、太田他訳：計算理論の基礎３。複雑さの理論、共立出版、2000。

y210-02/ref_05_1.pdf［８］ 稲葉、松永、中村：学習者特性適応型 e-learning［11］ 薪原将文：ニューロ・ファジィ・遺伝的アルゴリの構築・実験、情報科学技術フォーラム講演論文

ズム、産業図書株式会社、1994。

集、７⑷、pp. 55-58、2008。
［９］ 延 原、小山、三宅、庄司、劉、横田：学習者の理（受付日2012年８月27日

受理日2012年12月17日）

解度に対応した適応型 e-learning システムの考― 58 ―

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