スキル習得型の学習における反転授業の活用法の

2012年度日本認知科学会第29回大会
P2-10
スキル習得型の学習における反転授業の活用法の検討
A study of flipped classroom on skill learning
中村 太戯留 †1,2 ，脇田 玲 †1 ，千代倉 弘明 †2 ，田丸 恵理子 †2,3 ，上林 憲行 †2
Tagiru Nakamura, Akira Wakita, Hiroaki Chiyokura, Eriko Tamaru, Noriyuki Kamibayashi
†1
慶 應 義 塾 大 学 ，†2 東 京 工 科 大 学 ，†3 富 士 ゼ ロック ス 株 式 会 社
Keio University, Tokyo University of Technology, Fuji Xerox Co., Ltd.
†1
{tagiru, wakita}@sfc.keio.ac.jp, †2 {chiyokura,norikami}@stf.teu.ac.jp, †3 [email protected]
Abstract
The purpose of this study was to investigate effects
of flipped classroom with prior supplemental instruction. We predicted that number of stopouts would
decrease, and lesson quality would increase. 32 university students participated in a 3D computer animation course, and were asked to evaluate each lesson at the end of the course. As a result, number of
stopouts reduced, and almost all lessons were evaluated as valuable. So, it is suggested that flipped classroom with prior supplemental instruction is involved
in reducing stopouts, and improving lesson quality.
Keywords — flipped classroom, skill learning,
prior supplemental instruction
1.
目的
反 転 授 業 (flipped classroom，inverted classroom；
図 1) と は ，従 来 の 講 義 と 宿 題 の 実 施 タ イ ミ ン グ を
逆 に し た も の で ，説 明 型 の 講 義 を オ ン ラ イ ン 教 材
化 し て 宿 題 に し ，従 来 宿 題 で あった 応 用 課 題 を 教
室 で 対 話 的 に 学 ぶ と い う 授 業 の こ と で あ る [1]．
Baker は グ ラ フィック デ ザ イ ン の 授 業 に お い て ，
次のことを念頭においてこの授業スタイルを提案
している [1]：授業時間内の講義時間を減らすこと，
講 義 内 容 の 理 解 と 応 用 に 注 力 す る こ と ，学 生 が 能
動 的 に 学 習 で き る よ う に す る こ と ，学 生 が 問 題 意
識 を 持って 学 習 で き る よ う に す る こ と ，そ し て 学
生が仲間から学ぶ機会を設けること．結果として，
学 生 は 学 習 意 識 が 高 ま り，位 置 づ け を 明 確 に し た
図 1 反転授業の構造
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学 習 が で き る よ う に な り，そ し て 学 習 内 容 が 含 意
することを考えるような批判的思考にも手が届く
よ う に なった こ と を 報 告 し て い る [1]．Lage, Platt,
& Treglia は ，ミ ク ロ 経 済 学 の 授 業 に お い て ，10 分
ほ ど の ミ ニ 講 義 に よ る 反 転 授 業 を 実 施 し ，授 業 中
に は 実 験 や グ ル ー プ ワ ー ク を 行った と こ ろ ，学 生
は通常の講義形式の授業よりも反転授業をより好
ん だ こ と を 報 告 し て い る [6]．
し か し ，Frederickson, Reed, & Clifford は ，卒 業
研究レベルの調査法と統計学を学ぶ授業におい
て ，学 生 の 同 意 を 得 た う え で ，ラ ン ダ ム に 通 常 授
業 と 反 転 授 業 を 割 り 当 て た 調 査 を 行った と こ ろ ，
両 群 間 に 有 意 な 差 は 認 め ら れ な かった こ と を 報 告
し て い る [4]．Strayer は ，統 計 学 入 門 の 授 業 に お い
て ，同 様 に 比 較 調 査 を 行った と こ ろ ，学 生 は 反 転
授 業 の 形 式 に 満 足 し て い な かった こ と ，そ し て 不
安 や 戸惑 い を 感じ て い た こと を 報 告 して い る [10]．
こ の よ う に ，反 転 授 業 に 関 し て は ，効 果 が あ る
と す る 見 解 と ，効 果 が な い か マ イ ナ ス の 効 果 と い
う 見 解 と に 分 か れ て い る ．前 者 は ，専 門 的 な 科 目
を 対 象 と し た 調 査 を 行って い る の に 対 し て ，後 者
は ，入 門 的 な 科 目 を 対 象 と し て い る と い う 違 い が
あ る ．こ の こ と か ら ，す で に 問 題 意 識 が 育 成 さ れ
ている学生を対象とした専門的な科目においては
反 転 授 業 が プ ラ ス に 働 く の に 対 し て ，こ れ か ら 問
題意識を育成する学生を対象とした入門的な科目
においては効果がないかマイナスに働く可能性が
考 え ら れ た ．角 舘 他 は ，医 学 教 育 に お け る 臨 床 研
究において (i.e., 前者に該当)，ブレンデッド型遠隔
学 習 が ，議 論 で き る 仲 間 の 数 を 増 や す こ と ，臨 床
研究に対する自信を高めることに寄与している可
能 性 を 報 告 し て い る [5]．こ の こ と か ら ，反 転 授 業
は ，問 題 意 識 が 育った 学 生 を 対 象 と し た 授 業 ，な
い し 一 つ の 授 業 で あ れ ば 問 題 意 識 が 育った 段 階 で
導入するのが効果的である可能性が考えられた．
一 方 ，高 岡 他 は ，e-Learning（ 自 学 習 ）を 主 と し
たプログラミングの導入教育においては (i.e., 後者
に 該 当)，ド ロップ ア ウ ト す る 学 生 が 多 い こ と ，学
生 の 活 動 履 歴 を も と に ド ロップ ア ウ ト 兆 候 者 を 抽
出 す る こ と が 可 能 で あ る こ と ，そ し て ド ロップ ア
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ウト兆候者を対象とした対面授業による補習が有
効 で あ る こ と を 報 告 し て い る [11]．反 転 授 業 に お
けるオンライン教材化された説明型の講義は自学
習 で あ る た め ，ド ロップ ア ウ ト す る 学 生 を 減 ら す
た め の 工 夫 が 必 要 で あ る と 考 え ら れ た ．補 習 授 業
は 学 生 の モ チ ベ ー ション と 講 義 の 質 を 上 げ る こ と
[12, 2] が 報 告 さ れ て い る が ，こ れ は ド ロップ ア ウ
ト 兆 候 者 に 対 す る 事 後 の 手 当 て と なって い る ．そ
の た め ，仮 説 と し て ，自 学 習 の ポ イ ン ト と 導 入 を
事 前 に 講 義 す る こ と で ド ロップ ア ウ ト す る 学 生 が
減る可能性が考えられた．
そこで，本研究では，ドロップアウト兆候者に対
す る 事 前 の 手 当 て と し て ，自 学 習 の 導 入 部 分（ あ
る 程 度「 何 が ポ イ ン ト に な る の か 」や「 キ ー ワ ー
ド 」な ど を 示 し て 自 学 習 の 大 き な フ レ ー ム を 与 え
る 部 分 ）を 前 の 回 の 授 業 の 後 半 で 行 う 変 形 型 の 反
転 授 業 (図 2) の 有 効 性 の 検 証 を 行った ．す な わ ち ，
図 3 自学習用の教材の配布画面の例
講 義 の 時 間 を ２ つ に 区 切 り，講 義 時 間 の 後 半 と 次
の 週 の 講 義 時 間 の 前 半 と を セット に し た 授 業 ス タ
と 密 接 に 関 連 し て い る こ と ，使 用 す る ソ フ ト ウェ
イ ル を 考 案 し た ．ま た ，ス キ ル を 習 得 す る タ イ プ
アは大学の教室でしか使用できないタイプのも
の 授 業 に お い て は フィー ド バック が 重 要 で あ る こ
の で あった こ と ，そ し て ソ フ ト ウェア の 習 得 に は
と [8, 9]，少 人 数 制 授 業 は 学 生 同 士 の 相 互 作 用 を 高
実 習 に よ る 試 行 錯 誤 が 必 要 で あ り，そ の 後 に 応 用
めまた教育的に効果的であること [3, 7] が報告され
課 題 (グ ル ー プ で の 最 終 課 題 の 制 作) に 関 す る 対 話
て い る ．そ こ で ，20∼30 名 程 度 の 授 業 を 対 象 と し
的 な 学 習 が 必 要 で あった こ と ，が 挙 げ ら れ る ．こ
て ，学 習 項 目 の 導 入 部 分 を 各 週 の 後 半 で 行 い ，翌
の 授 業 は 大 学 の 卒 業 制 作 で 3DCG を 利 用 す る 学 生
週までの間に学生はオンラインで閲覧可能な教材
(図 3) を参照しながら操作方法の自学習を行い，そ （３∼４年生）を主な対象としており，問題意識が
育った学生を対象とした授業と考えられた．ただ，
して翌週の前半で自学習の内容に関する質疑やそ
１ ∼ ２ 年 生 も 受 講 可 能 で あ り，ま た ３ ∼ ４ 年 生 で
の応用課題に関する対話的な学習を行うというス
タイルを考案し，その有効性を実証的に検討した． あって も 初 め て 3DCG に 触 れ る 学 生 も 多 い こ と か
ら ，導 入 的 な 内 容 は 授 業 内 で 一 緒 に 行 い ，続 き の
2. 方法
応用的な内容に関しては翌週までに自学習しても
対象とした授業 三次元コンピュータグラフィッ
ら い ，翌 週 に 質 疑 応 答 や 考 察 を 行 う よ う に し た ．
クス (3DCG) によるアニメーション制作を目的とし
授 業 内 容 2010 年 度 ，(1) ガ イ ダ ン ス と 基 本 操
た 講 義 と 演 習 か ら 構 成 さ れ る 授 業 で ，3DCG に 関
作 ，(2) キ ー フ レ ー ム ア ニ メ ー ション ，(3) キャラ ク
す る 知 識 を 学 ぶ 部 分 ，そ れ を も と に ソ フ ト ウェア
タモデリング，(4) キャラクタアニメーション，(5) ロ
を 操 作 す る 方 法 を 学 ぶ 部 分 ，そ し て そ れ ら を 応 用
ト ス コ ー プ，(6) 静物 モ デ リ ン グ，(7) パス ア ニ メ ー
し た 作 品 を 制 作 す る 部 分 か ら 構 成 さ れ て い た ．特
ション，(8) カメラワークとライティング，(9) レンダ
徴 と し て ，知 識 の 説 明 は ソ フ ト ウェア の 操 作 方 法
リ ン グ と 出 力 ，(10) パ ー ティク ル ア ニ メ ー ション ，
(11) 物 理 シ ミュレ ー ション ，(12) 特 殊 効 果 ，(13) 最
終 発 表；2011 年 度 ，(1) ガ イ ダ ン ス ，(2a) 基 本 操 作
と (2b) 特殊効果，(3) 最終課題の絵コンテ制作，(4)
静 物 モ デ リ ン グ，(5) ラ イ ティング と レ ン ダ リ ン グ，
(6) カ メ ラ ワ ー ク と パ ス ア ニ メ ー ション ，(7) 中 間
発表，(8a) キーフレームアニメーションと (8b) パー
ティク ル ア ニ メ ー ション ，(9) キャラ ク タ モ デ リ ン
グ，(10) キャラクタアニメーション，(11) ロトスコー
プ，(12) 課 題 制 作 ，(13) 最 終 発 表 ．
授 業 参 加 者 大 学 生 で ，2010 年 度 は 14 名 (女 性 3
図 2 変形型の反転授業の構造
名 ，男 性 11 名)，2011 年 度 は 18 名 (女 性 9 名 ，男 性 9
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進 め て も らった ．第 ３ 回 に グ ル ー プ の 仮 編 成 を 行
い ，第 ７ 回 に 本 編 成 を 行った ．初 期 か ら 最 終 課 題
を 念 頭 に 置 き な が ら 学 習 す る こ と で ，各 回 の 学 習
の モ ティベ ー ション を 上 げ る よ う に 工 夫 し た ．ま
た ，初 期 に グ ル ー プ の 仮 編 成 を 行 う こ と で ，自 学
習でつまずいた際にグループのメンバー同士で迅
速にフォローしあうことができるように工夫した．
また，課題提出 (図 4) や最終課題のグループディス
カッション (図 5) が 可 能 な ポ ー タ ル サ イ ト を 活 用 し
た ．な お ，授 業 改 善 と し て 行った 内 容 を 後 か ら 意
味づけると変形型の反転授業に該当するためその
よ う に 記 述 し て い る が ，授 業 実 践 の 当 時 は 必 ず し
もこの用語を念頭においていたわけではないこと
を 付 記 し て お く．
授 業 方 法 の 評 価 最 終 回 の 授 業 の 際 に ，各 回 の
授 業 内 容 が 役 立った か ど う か に 関 し て ，次 の ５ 段
階 尺 度 で 回 答 し て も らった (図 6)：5. 大 変 そ う 思 う，
4. 少しそう思う，3. ふつう，2. あまりそう思わない，
1. 全 然 そ う 思 わ な い ．ま た ，最 終 課 題 制 作 は 楽 し
かった か (Fa)，最 終 課 題 制 作 は 映 像 制 作 ス キ ル を
習 得 す る の に 役 立った か (Fb)，に 関 し て も 同 様 の
５ 段 階 尺 度 で 回 答 し て も らった ．こ の 結 果 を 踏 ま
え て ，2011 年 度 に は ，演 習 項 目 の 統 合 と 実 施 す る
回 の 調 整 を お こ なった ．特 に 基 本 的 な 操 作 に 関 す
る 部 分 は 反 転 授 業 を 導 入 せ ず に ，授 業 内 で しっか
りと演習する形式に変更した．
図 4 自学習の結果の提出画面の例
3.
結果
ド ロップ ア ウ ト し た 学 生 は 2010 年 度 は 43%(6 名)
で あった の に 対 し て ，2011 年 度 は 33%(6 名) に 減 少
した．また，評価の平均値は次の通りであった (onesample t-test, p < .05)：2010 年度，(1) 4.11，(2) 3.67，
図 5 グ ル ー プ ディス カッション 用 の 画 面 の 例
名) で あった ．う ち ，授 業 方 法 の 評 価 の 参 加 者 は ，
2010 年度は 8 名 (女性 2 名，男性 6 名)，2011 年度は 12
名 (女 性 6 名 ，男 性 6 名) で あった ．
手 続 き 全 員 ，コ ン ピュー タ ア ニ メ ー ション に
関 す る 授 業 １ ３ 回 を 受 け て も らった ．１ 回 の 講 義
は 90 分 で ，オ ン ラ イ ン で 閲 覧 可 能 な 教 材 を 使 用 し
た ．後 半 の 60∼80 分 ほ ど で 教 材 に 沿った 講 義 と 実
際 に 少 し ソ フ ト ウェア を 操 作 し て も ら う と い う 内
容を行った．学生には教材に沿って翌週までに自学
習 を 進 め て も らった ．そ し て ，翌 週 の 前 半 の 10∼
30 分 ほ ど で 質 問 に 対 す る ア ド バ イ ス ，最終 課 題 へ
の 応 用 に 関 す る 対 話 的 な 学 習 を 行った ．な お ，最
終課題の制作は３名一組のグループワークとして
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図 6 学期末の授業内容の評価画面
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た段階で変形型の反転授業を導入するという方法
に変更したことが寄与した可能性が考えられた．
こ れ ら か ら ，ス キ ル を 学 ぶ タ イ プ の 授 業 に お い
て は ，完 全 な 反 転 授 業 で は な く，
「授業後半の導入
部 分 ，自 学 習 ，そ し て 翌 週 の 授 業 の 前 半 の 対 話 的
な 応 用 学 習 」を セット に し た 変 形 型 の 反 転 授 業 が
有 効 で あ る 可 能 性 が 示 唆 さ れ た ．ま た ，学 生 の 問
題 意 識 が 育って い る こ と を 確 認 し な が ら ，変 形 型
の反転授業を導入するタイミングを図ることの必
要 性 も 示 唆 さ れ た ．そ し て ，最 終 課 題 を 念 頭 に お
いて各回の学習内容の位置づけを明確にすること
や ，グ ル ー プ メ ン バ ー の コ ミュニ ティを 利 用 す る
ことが有用である可能性も示唆された．
参考文献
図 7 授業内容の評価結果の年度比較
(3) 3.67，(4) 3.89，(5) 3.11 (n.s.)，(6) 3.89，(7) 4.11，
(8) 3.67，(9) 3.67 (p = .07)，(10) 3.89，(11) 3.11，(12)
3.89，(Fa) 4.11，(Fb) 3.67；2011 年度，(2a) 5.00，(2b)
4.33，(3) 4.33，(4) 5.00，(5) 4.50，(6) 4.58，(7) 4.00，
(8a) 5.00，(8b) 3.92，(9) 3.83，(10) 3.58 (p = .07)，
(11) 3.42 (n.s.)，(Fa) 4.42，(Fb) 4.50．また，2010 年
度と 2011 年度とで対応する回の平均値の差を調べ
たところ (two-sample t-test, p < .05)「
， 基本操作」が
有 意 傾 向 (p = .08)，
「 静 物 モ デ リ ン グ 」と「 キ ー フ
レームアニメーション」が有意という結果であった．
4.
考察
全体としては，評価値が「3. ふつう」よりも高く
なっており，本研究の手法，すなわち変形型の反転
授 業 が 良 好 で あった と 考 え ら れ た ．2011 年 度 の 改
善で，
「 基 本 操 作 」の 上 昇 傾 向 は ，基 本 的 な 部 分 の
学 習 に しっか り と 講 義 内 で 時 間 を か け る よ う に し
たことの効果，
「 静 物 モ デ リ ン グ 」と「 キ ー フ レ ー
ム ア ニ メ ー ション 」の 上 昇 は ，実 施 す る 回 を 調 整
し た こ と と 関 連 す る ト ピック を ま と め た こ と の 効
果 と 考 え ら れ た ．ま た ，2011 年 度 に ド ロップ ア ウ
ト す る 学 生 が 減 少 し て い る こ と か ら ，授 業 の 最 初
の 数 回 は 変 形 型 の 反 転 授 業 を 行 わ ず に ，授 業 時 間
内 で 演 習 し て 問 題 意 識 を 育 成 し ，問 題 意 識 が 育っ
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