センサーによるデータ計測の環境整備と指導が高等学校の課題探求学習に与える影響

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学校における課題探求学習の重要性が増してきたことを背景として、本教育研究では、センサーによるデータの計測や記録・分析が手軽にできる環境を整備することで、高校生が行う課題探求学習のテーマ設定に与える影響を調査したものである。高校生が行うこのような「研究」にも「高校生の知識の範囲では未解決な」問題に取り組むことが求めらる。しかし、「研究」「勉強」「調べ学習」の区別がつきにくい高校生には、テーマ設定が難しい。その結果、「答えがわかりきった問題」や「抽象度が高い問題」など「研究」にはなりにくい題材を選んでしまうことが多く、結果として学習目標には届いていなかった。この対策として、身の回りのデータを計測し、保存・分析・共有が容易にできる環境を整えることが効果的と考え、これまでプログラミグ言語ドリトルとラズベリーパイを組合せた計測環境を大学と連携して構築してきた。計測には、温度、湿度、気圧、照度を測れるセンサーモジュールを使用し、Web上にデータを蓄積するサーバを用意、携帯端末などを用いて共有できるようにした。本教育研究では、これまで試行的に行ってきた授業を、情報科の一斉授業の中で実施した。センサーで計測したデータの記録・分析・共有という一連の流れを生徒に体験させて、どのような研究が可能になるかを考察させたものである。その結果、生徒はデータの計測や分析の大切さに気付くようになることや、インターネット経由でデータを共有できることの利便性に気付くようになった。また、生徒の中には、複数台のラズベリーパイを連携させた計測機器を開発したり、修学旅行や文化祭にこれらの環境を使えないかを検討するなど、これまでにはなかった広がりのある課題探求学習になることがわかった。これらの成果について、情報処理学会の情報教育シンポジウムSSS2016にて研究発表したところ、優秀論文賞を受賞することができた。今後は、人の動きを計測するキネクトセンサーにも着目し、競技動作の解析などを高校生とでも気軽にできるような学習環境を築いていきたい。また、開発してきた環境を一般の授業や文化祭など学校における様々な教育活動で効果的に活用できるよう、その手段を模索していきたい。