デジタルペンの再生機能を活用した学習支援に関する一考察：小学校理科を事例として

日本理科教育学会第65回全国大会京都大会 2015年8月2日

1. デジタルペンの再生機能を活用した 学習支援に関する一考察 ―小学校理科を事例として― 1 広島大学大学院 ◦中村 大輝 國學院大學人間開発学部 寺本 貴啓 広島大学大学院教育学研究科 松浦 拓也
2. 研究概要 研究の目的 デジタルペンシステムの再生機能を活用する利点を明らかにし、 思考力の育成に資する授業モデルを開発する
3. デジタルペンシステムについて
4. 再生機能について 熱した部分から順にあたた まる。 水も金属と同じように、
5. ◦小学校第4学年「ものの温まり方」 特に予想と考察の場面で再生機能の活用に重点 • 思考力の育成 • 概念の枠組みの変化の共有 • 他者の概念変容を動的に知覚 • 素朴概念の修正が容易になる 研究概要 5 研究の目的 デジタルペンシステムの再生機能を活用する利点を明らかにし、 思考力の育成に資する授業モデルを開発する ①四分割法 ②四分割ランダム法 ③記述再生法 ④動的視覚化法 ⑤部分再生法 授業モデル提案 デジタルペンシステムの再生機能 ５つの活用方法 期待される学習効果
6. 研究の背景 ２１世紀型能力の枠組み(国立教育政策研究所，2013) 思考力や学び方の学びに重点が置かれようとしている 求められるスキル 理科において「子どもの思考過程を把握し、 学習を深化させるためのツール」としてのICT機器に着目し、 その活用方法を考案することが求められている ICT機器の活用
7. 研究の背景 ①使用方法のレベル 機器の使い方の研究、機器を使用して情報を提示し 共有するといった事例が多い ②特有の効果が見えない その機器でしか実現できない特有の効果が見えにくい ③個々の思考過程を扱っていない 個々の子どもの思考過程にフォーカスし、 改善のために直接アプローチするものは多くない ICT機器を用いた実践の課題
8. 予想・考察の場面 デジタルペンシステムの再生機能を活用することで、 児童の記述や描画の順序を動的に把握することができる 研究の背景 思考過程 ノートの記述 描画 発言など 8 今までは見えなかった思考過程が明らかになる ？ デジタルペンシステムの再生機能を活用し、 思考過程を共有化することで、 数学的な思考力・表現力を育むことができた （友利,2013）
9. １．デジタルペンシステムの機能分析 ２．活用方法の考案 ３．授業モデルの作成 研究の目的・手順 研究の目的 研究の手順 デジタルペンシステムの再生機能を活用する利点を明らかにし、 思考力の育成に資する授業モデルを開発する 9
10. デジタルペンシステムの機能分析 A.共有・提示の為 の機能 ①一覧で全体を提示・共有 ②集計処理 ③意図的な選択 ④指定範囲の拡大 ⑤手書きの状態の記述 B.再生機能 ⑥記述順の見取り C.教師による学習状況 把握の為の機能 ⑦学習状況のリアルタイムでの把握 ⑧電子的保存 D.子ども自身により学習 の振り返りの為の機能 ⑨学びの振り返り E.他の機器との連携機能 ⑩タブレットとの連携 理科授業における情報共有場面では、 デジタルペン、実物提示装置、板書の ３種類の提示方法に効果の差はない （寺本ら,2013） デジタルペンシステムでしか 得られない学習効果とは言いがたい
11. １．デジタルペンシステムの機能分析 ２．活用方法の考案 ３．授業モデルの作成 研究の目的・手順 研究の目的 研究の手順 デジタルペンシステムの再生機能を活用する利点を明らかにし、 思考力の育成に資する授業モデルを開発する 11
12. 活用方法の考案 12 ①四分割法 ②四分割ランダム法 ③記述修正法 ④動的視覚化法 ⑤部分再生法 デジタルペンシステムの機能の中でも特に再生機能を活用し、 思考力を育成する方法を検討 描画や記述の過程を再生 比較・差異や問題点を見 出す・省察 といった思考を促す 思考力の育成
13. ①四分割法 13 1sheet 試験管の上から順にあた たまると思う。理由はお 風呂のお湯が上だけ熱 かったことがあり、試験 管でも同じだと思うから。 試験管の下からあたたま ると思う。理由は金属の 学習ではあたためたとこ ろから順にあたたまった から。 試験管の下から色が変 わっていくと思 う。・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 理由は、金属の学習では あたためたところから順 に・・・ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・・・・・・・・・・・・試験 管の上→真ん中→下の 順番であたたまると思う。 理由は温かいお湯が溜 まって・・・ デジタルペン用の1枚の用紙を四分割して グループ内の学習者に配ることで、 1グループ4人分のワークシートをソフトウェア上では 1枚の用紙として再生提示する方法
14. ①四分割法 デジタルペン用の1枚の用紙を四分割して グループ内の学習者に配ることで、 1グループ4人分のワークシートをソフトウェア上では 1枚の用紙として再生提示する方法 • 「そのグループでどのような話し合いが 行われていたのか」 • 「自分達と比較して何が違うのか」 • 「記述の過程に問題点はないか」 • 「どんなところが良い/悪いか」 といった思考を促し、思考力を育成する 思考力育成の視点
15. ②四分割ランダム法 15 用紙を四分割にした後、学級内でそれらをランダムに配布し、 学習者がお互いに誰と一緒のグループになっているか 把握できない匿名の状況をつくり出す方法 • 学級内で形成される人物の役割やイメージが学習に与 える影響を排除する • 思考力育成の障壁を取り除く 思考力育成の視点
16. ③記述修正法 16 学習者の記述を再生提示し、 • どのような順で修正しているか • どのようなタイミングで修正しているのか • どのような観点を優先させているか を共有する方法 • 修正の仕方を動的に共有することで、修正の観点を育 成する • それらの観点から、自身の記述を省察させることで、 思考力を育成する 思考力育成の視点
17. ④動的視覚化法 17 再生機能を利用して、変化や動きのある説明について 動的に提示する方法 • 学習者が自身の描いた描画について説明する際、 動的に示しながら説明をすることで、イメージの共有が 容易になる • イメージを動的に共有し、考え方の差異に気づかせる ことで、思考力を育成する 思考力育成の視点
18. ⑤部分再生法 18 他者の記述を途中まで再生提示し、 その続きがどうなるかを考えさせる方法 • 自身にはない他者の考え方をたどらせることで、 思考力を育成する 思考力育成の視点
19. １．デジタルペンシステムの機能分析 ２．活用方法の考案 ３．授業モデルの作成 研究の目的・手順 研究の目的 研究の手順 デジタルペンシステムの再生機能を活用する利点を明らかにし、 思考力の育成に資する授業モデルを開発する 19
20. 授業モデルの作成 20 ◦小学校第4学年「ものの温まり方」 特に予想と考察の場面での再生機能の活用に重点 ①四分割法 ②四分割ランダム法 ③記述修正法 ④動的視覚化法 ⑤部分再生法 デジタルペンシステムの再生機能 ５つの活用方法
21. 予想の場面 21 学習問題 「水はどのようにあたたまるのだろうか」 予想の立案 ↓ 予想の共有 ↓ グループでの話し合い ↓ 全体での共有 学習活動 思考力育成の手立て • 予想のイメージを動的に 共有する（動的視覚化法） • 意見の変化があった グループのワークシートを 全体で再生して確認し、 修正の観点を共有する（四 分割法、記述修正法）
22. 予想の場面 22
23. 考察の場面 23 学習問題 「水はどのようにあたたまるのだろうか」 考察をまとめる（個人） ↓ 考察の共有（全体） ↓ 考察の修正（個人） 学習活動 思考力育成の手立て • 考察の修正過程を動的に 提示し、どのような書き方 が良いのか考えを促す （記述修正法） • 自分と似た考えを持つ 他者の考え方がどのよう に変化したのか、 再生を通して確認させる
24. 考察の場面 24 「上から順にあたたまる。」 金属の時 とは異なり、 熱源まで っていく。 • 自身の記述を振り返らせる • 自身の記述に足りない要素や より良い記述について考えさせる
25. 期待される学習効果 25 デジタルペンシステムの再生機能の活用 • 思考力の育成 （比較、省察、差異や問題を見出す） • 再生機能を用いることでそれぞれの持っている 概念の枠組みの変化が共有可能になる • 他者の概念変容を動的に知覚することで、 各個人の素朴概念の修正が容易になることが期待できる 今まで見えなかった思考過程を明らかにし、 それらを共有して考える材料として活用することで 学習効果が期待できる
26. ◦小学校第4学年「ものの温まり方」 特に予想と考察の場面で再生機能の活用に重点 • 思考力の育成 • 概念の枠組みの変化の共有 • 他者の概念変容を動的に知覚 • 素朴概念の修正が容易になる 研究概要 26 研究の目的 デジタルペンシステムの再生機能を活用する利点を明らかにし、 思考力の育成に資する授業モデルを開発する ①四分割法 ②四分割ランダム法 ③記述再生法 ④動的視覚化法 ⑤部分再生法 授業モデル提案 デジタルペンシステムの再生機能 ５つの活用方法 期待される学習効果