The 28th Annual Conference of the Japanese Society for Artificial Intelligence, 2014
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Kit-Build
概念
用い
協調活動
知識伝搬
分析
―中学校社会科授業
ワ
例
―
Analysis of knowledge propagation in collaborative learning with Kit-Build Concept map
-
A case study on Group work in a junior high school social studies class -
村
敏弘
*1
林
雄
*1
鈴木
拓磨
*2
嶋
宗
*1
Toshihiro Nomura Yusuke Hayashi Takuma Suzuki Tsukasa Hirashima
*1
広島大学大学院工学研究科
*2
練馬区立豊玉中学校
Graduate School of Engineering Hiroshima University Toyotama Junior High School
There is a learning strategy that firstly students think a topic individually, then discuss about it in a group and finally think it again in class and individually. This is expected to develop students’ thinking skill and promote their understanding. Concept mapping is a technique that can help students to create visual representations of the structure of their understanding. Kit-Build method is an approach to realize automatic assessment of a concept map. In this method, learners build a concept map from parts. The parts are generated by decomposing the goal-map prepared by teacher as the correct answer. In this paper, we analyze knowledge propagation in collaborative learning with Kit-Build concept map.
1.
じめに
中 学 校 学 習 指 導 要 領 新 学 習 指 導 要 領 生 力[文 部 科
学省 2008]や21世紀型 [Griffin 2012]等 ，基礎的 知
識 習得 ， 活用 問題解決 必要 能力 身 着
や，ICT 活用 ，生 士 理解 深 合う，創造的
協調的 能力 身 着 いう 言わ い ．
う 流 あ ， 学 校 授 業 中 ， 学 習 者 知 識 整
理や思 考能 力発 ，個 人 考 え 意見
話 合う学習[清水 2006] 行わ 多く い
． 研究 ， う 授業 実 施 洗練 目指 中学 教
員 協力 概念 用い 協調的 知識整理活動 行う
授業 設計 ， 実践 知識 伝搬 共有 関 分
析 考察 報告 ．
う 授 業 理 論 的 裏 付 ， 人 間
発 [菅井 2000] 挙 ． ，1： 奪，2：
変形，3：公表，4：共有化， いう4要素 人 他者
交 流 通 知 識 獲 得 い 主 張 あ ．
牧 [牧 2004] 対応付 ，授業 中 個 活
動 1 2， 活動 3 4 ， 個 活
動 終 え ， 最 終 的 学 習 者 人 人 帰 結 形
知識習得 目指 授業 提案 い ． う ，授業
い 個人活動 活動 相互作用 考え 知識習
得 要 ．
う 個人活動 活動 相互作用 創造的
知識構築 関 ，Maldonado [Maldonado 2012] 概念 ICT 技術 用い 支援 提案 い ．彼 個人
作成， チタ チ ンタ
意見共有 作成，再度 個人 作成
分析 ， 学習者 知識変化 追 ． う ，
ICT技術 学習者 支援 拡張 共 ，教授者
学習者 支援 行う 分析 利点 あ ．
研究 ， う ICT技術 利点 活用 知識構築
支援 目指 ． ， 述 Maldonado 研究 い
，対象 知識 内容 あ ．
Jonassen[Jonassen 1992] 知識習得 初期， ン ，エ 3段階 分 い ．最初 初期 ベ 構造化
や く， 正 い知 識 記述 領 域 あ ． 方 ， ン
ベ エ ベ 難構造 正 い物 意 定
い う 対 象 い ． ，21 世 紀 型
い ，知識創造組織 例 ，初期 ン 2
ベ 対応 区分 挙 い ．Maldonado 研究
ン ベ 対 応 ， 概 念 用 い 自 由 記 述 さ
実現 い ．
対 ， 研究 対象 授業 ，各自 多様 意
見形成 前 ， 前提 知識 共有 段階 あ ．
Jonassen ン ベ 前 初期 ベ 対応
付 ．初期 ベ 述 う 正解 あ
う 対象 ，21 世紀型 中 述
い う ，創造的 活動 う 前 ，練習
ベ 知 識 構 築 要 ． ， ベ
構築 知識 正 さ 関 評価 必要 あ
． 研 究 ， 作 成 容 易 さ 診 断 能 力 優
Kit-Build概念 (KB概念 ) 用い 学習者 観点
表出 交換 提案 ．
2. Kit-Build
概念マップ
概念 2 以 概念( ) 関 ( ン )
構 成さ 題 集 意 味 構造 表 図 的 表
現 あ [Novak 2006]． 知識 や理 解 外化 整理 活 動
学習効果 共 ，学習者 知識 共有 診断可 能 うえ ，
大 意義 持 さ い ．
概念 作成方法 KB概念 方式[Yamasaki 2010] あ ． 方式 ，教授者 作成 (
) ン ( ) 分解 ，学習者 配 ，学習者
組 立 個人 知識 表出 (学習者 )．
学習 者 構 築さ
， 差分 抽出 可能 ． ，複数
連絡先： 村敏弘，広島大学大学院工学研究科学習工学研
究 室 ， 東 広 島 鏡 山 目 番 号 ， 082 424-7505，
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学 習 者 合 わ ， 全 体 理 解 状 況
や，意見 い等 畳度 抽出 ．学習者
致率 算 出 ，学 習者
合わ 畳 ぶ． 使用
統 さ い ，学習者 士
持 寄 議 論 行 う ， 互 い 比 較 活 動
容易 ，共 作成 際 ，自分 考え
い 明確 ．
KB概念 用 い ンタ ョン 実現 支 援
，KB map 提案さ い ． 概念 作成 KB map エ タ 評 価 診 断
KB map 成 ．学習者 作成 用い KB map エ タ タ 端 動作 ，個人 意見
持 寄 議論 可能 あ ． 畳
KB map 作成さ ，教授者
学習者 理解度 把握 ．
3.
中学校社会科におけ
実践概要
3.1 授業 目的とそ デザイン方針
研究 ，授業 協調的 知識整理 効果的 実
施 望 中 学 社 会 科 教 員 共 ， 目 的 成
KB概念 用い 授業 設計 ，実践 ．
授業 教師 元々想定 い 目的 3 あ ．1 目
次 授業 良い地域 意見 形成
正 い知識 共有 ．2 目 活動 通
ュ ョン能 力 高 ．3 目 内 教
え合 い 通 理 解度 底 いう あ ．KB概念
前節 述 う ，正 い知識 表 い 確
，議論対象 明示化 比較対照 や い い
利 点 あ ． 授 業 成 手 段 教 師 賛
得 ， 実践 行わ ．
3.2 授業 流
研究 ，図 1 示 う ，個人 作成(Pre
)， 作 成( )，再 び 個 人
作成(Post ) いう流 ． ，Pre
作 成 作 成 基 礎 ， 作成
Post 作成 映さ 形 い ．
3.3 仮説
研究 以 3 仮説 検証 ．
(仮 説 ) 前 指 導 行 えば 作 成 ，
個人 知識 正解 変化 ．(Pre <Post ) (仮 説 ) 作 成 ， 知 識 共
有さ ．(Pre 致率<Post 致率)
(仮説 ) 診断 ，教授者
間 意見 把握 ．( 畳
)
3.4 実践対象とフロー
中学1 生3 ，計 76 生 実践 参加 ．
彼 毎回 授業 ワ 概 念 用 い 知
識整理活動 行 ，KB概念 使用 経験 あ ．
科目 社会科地理分 ， 元 州 ，森林伐採 経
済 発 展 ン ． 学 習 者 授 業
州 い 学 ．
実 践 ， 授 業 内 容 思 い 出 再
生 課 題 ， 教 室 全 体 黒 板 用 い 州 産 業
交 通 い 構 築 ． 次 作
成 配 さ (図 2) 既 構造化さ 部分
， 用い 構造化 部分 学習者 組 立
実 践 分析 対象 あ ．
，最終的 畑 路 縦 経済発
展 森林伐採両方 関連 ン ． ， 回 全
ン 利用 分 く， 使わ く 良い
，繋 繋 い 考え 課題 ．学習者 森林
伐採 関連 写真 載 PDF資料 参考 ，
構築 ．経済発展 い 授業 中
学 ，森 林伐 採 いう 回 作成 初
出 あ ，交通 新 概念
い ． ， 課 題 再 生 課題 自 考 え 課 題 複 合 課 題
． ， 学 習者 個 人 意 見 作 成 ．
後，4 5人 分 個人 Pre 持
寄 ，話 合い 1 作成．
再 び 個 人 活 動 経 自 分 意 見 変 わ 題
Post 作成 ．最後 教授者 授業 締 学習
者 教 授 行 う． 実 践 授 業 最 後 即 時 診
断 間 意見 把握 ， 題
関 詳細 教授 行 ．
図1 授業 流 得 タ
図2 ( 州)
4.
実践結果と考察
4.1 仮説 検証
仮説 関 ， Pre Post 比較
． 結果 図3 示 ．
教授 者 作 成 近 い 表 ，
全 く 致 ば 0 ， 完 全 致 ば 1 ．
Wilcoxon 符 号 付 位 和 検 定 結 果 ， Post
Pre 優位 高く，3 共 p<0.01 あ ．
， 実践 い 仮説 1 妥当 あ 言え，個人 知
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Pre Wilcoxon 位
和検定 有意差 あ ，A組 p<0.05．B組 C組 p<0.01
あ ．
図3
仮説 関 ， 内 Pre Post
致率 比較 ． 結果 図4 示 ． 内 致率
ン Pre 致率 Post 致
率 あ ， 致率 似 い いう指標 ，
致 題 割合 い ．t検定 ， Post 致率 Pre 致率 優位 高く，3 共 p<0.01
あ ． 結果 仮説 妥当 あ いえ ．さ
Pre ，Post 致率 比較
． 結果 図 5 示 ． 致率 個人
所 属 致 率 ，
Pre (Pre-Group)，Post
(Post-Group) 致率 あ ． Wilcoxon 符 号 付 位
和検定 ，3 共 p<0.01 あ ，Post
致率 方 優位 高 ． 全体的
作成 ，Post 近く ．
以 う ， 個人 近 く
内 致 率 昇 ， 正 解 近 い
，個人 知識 正解 変化 思わ ．
図4 内 致率 図5 致率
さ ， 作成 い 学習者 う 観点
作成 ，個人 意見 変更 調査
， ン 実施 ． 意見 最
視 ， Post 意見 変 更 際 最 視
いう設問 ，6割 7割 学習者 説明 納得
， 回答 ． ， 学校 普段 授業
ワ 実施さ ，学 習者 人 内
容 く理 解 い 知 い ， 実 際 う あ
断 難 い．
仮説 関 ， 畳 作成 ，各 6
あ う いく 引 く ン 引 い い
い 提示 ．A組 畳 図 6 示 ．
畳 ， 間 意見 ば い い 題 ，
全 体 的 理 解 足 い 題 把握
． 回教授者 想定 い 間 い ， 回 授業 新 く
出 概 念 あ 路 鉄 い 題 あ ．
畳 ，各 想 定 異 様々 理解
確 さ ．各 最 理解 足 多
題 2 挙 A組 林業 経済発展 関連 工
場 森林伐採 関連，B組 牧場 経済発展 関連 牧場 森
林 伐 採 関連 ，C 組 林 業 経 済 発 展 関 連 鉱 山 森林 伐
採 関連 あ ． 実践 題 あ 授業
最後 指導 行う ．
図6 畳 (A組)
， KB概念 作成 学習者 程度
受 入 ， ン 調 査 行 ． 個 人 意
見 表 出や 関 ，タ 使 用 ワ
使用 比較，概念 文章 比較 行 ．
分類 正 確 検 定 ， 全体 的
普段 授業 比較 ， 優位 高く，1 設問
除い p<0.01 あ ． ， 用い KB
概 念 作 成 活 動 学 習 者 受 入 言 え ．
経済発展 森林伐採 考え 難 ，
いう問い 関 有意差 く， 課題 学習者
簡 いう 確 ．
4.2 グループ活動によ 知識伝搬 分析
記 結 果 ， ワ 全 体的 理 解
底 さ 確 ． ， 全体 均
化 結 果 あ ， 個 々 学 習者 見 正 解 正 解
あ ば， 逆 正解 正解 う 目 あ
． う 現象 い ， ワ 知識 伝搬
さ 詳細 分析 ．
理解 変化 Pre ，最後 Post
学習者 知識 う 変化 流
タ ン 分 集計 ．Pre 題 ，
題，さ Post 題 正解 正解 組 合 わ
表 1 示 全部 8 タ ン ．集計 題
数 1200 あ ， 割合 図7 示 ．
最 多 タ ン 1 正 い知識 変化 起
い タ ン あ ．半分以 タ ン あ ，Pre
均 6割近くあ ， 向 い 考
え ， Pre 正解 Post 保 原
因 あ 考え ．
次 多い タ ン5 あ ，全体 2割以 正
い 知 識 変 化 あ ． 個 人 間 い
題 関 ， 構築 知識 変化 ，個人 知識
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分く い タ ン ， Post
均 昇 主 部分 あ 考え ．
3番目 多 タ ン 8 ，個人
正 解 着 ， 正 解 あ あ ．
い ， 毎 見 内 正解 い
生 い い 場 合 タ ン 当 ．
， 内 正 い知識 持 学習者 い い 新
正解 導 出 難 い いえ ． 特 回 課 題 関
連 い 2択 あ ，意見 多様性 生 くい
物 あ ， 正 解 致 う 多 く， 場 合
内 議 論 生 思 わ ．
い ， 様 結果 KB概念 使 他 実験 出
い ．
以 4.1 節 述 仮説 妥当性 裏付 タ い
え ． ，決 う タ ン 表 い わ
く，正解 正解 タ ン ，少 い 現 い ．
タ ン6 タ ン3 構成さ 知識
く，自分 持 い 知識 保持 タ ン あ ，
6% 4% あ ． タ ン4 間 意見 知
識 変化 タ ン 2% あ ， タ ン 3 比
約半分 出現数 あ ． 間 意見 合わ
，自分 正 い意見 保持 いう現象 方 多く見 ．
タ ン7 タ ン2 ，Pre 結果
致 い Post 変 更 あ ，
2% 1% あ ． 活動 何 気 く あ ，
最終的 個人 意見 変更 考え ， 正解 正
解 変 化 方 少 多 く 見 ． タ
全 く推 定 い状 況 あ ，KB概 念 以 外 方 法
情報 集 必要 あ ．
個人 知識 変化 題， タ ン 2 4 5 7 う Pre Post 変化 題 注目 ，全体 約9割
題 正解 正解 変化 い ，約 1割
正解 あ 正解 変化 う い 場合 見
． さ ， 個 人 知 識 変 化 題 関 ，
構築 知識 変化 題 約 9割 あ ．
構築 知識 変化 ，個人 考え 変化
場合 1割 見 ．
5.
まとめと今後
課題
研究 ， KB 概念 作成
ワ 提案 ，個 人知識 変化 調査
実 践 行 ． 結 果 ， 研 究 目 標 個 人 知 識 正
解 変化 ， 内 知識 共有，さ ，
診断 学習者 理解度 応 教授 行え 確
．Pre Post 知 識 変 化 流 分 析 ，
起 得 タ ン 起 い ， 正 い知
識 変 化 多 数 起 い ， 間 知 識 変 化
場合 あ わ ．
研究 扱 い う 授業 目的 ，自分 意見
形成 前 前提 知識 共有 あ ．
，各個人 教え 内容 正 く理解
目標 ，正解 保持 ， 正解 正解 変化 多く，
，正解 正解 変化 少 く 要 ．
実践 得 結果 ， 前 学習 内容 関 KB概
念 個 人 理 解 組 立 さ ， 使 議 論
行う ， 目標 あ 程度 成さ い わ
． ，最後 教師 指導 入 ，各個人
最 終 的 間 い 全 体 的 や， 集
タ 基 く個 指導 可能 ．
後 課 題 ， ン ベ 知 識 習 得 支 援 目 指
学習環境 構 築 分 学習 え 効果 調 査
あ ．
表1 知識変化 タ ン分類
パターン Pre Group Post 割合 %
1 正解 正解 正解 53
2 正解 正解 不正解 1
3 正解 不正解 正解 4
4 正解 不正解 不正解 2
5 不正解 正解 正解 23
6 不正解 正解 不正解 6
7 不正解 不正解 正解 2
8 不正解 不正解 不正解 9
図7 出現 タ ン割合
参考文献
[文部科学省 2008] 中学校学習指導要領新学 習指導要領
生 力, 文部科学省, p.1(2008)
[Griffin 2012] Griffin, Patrick, Barry McGaw, and Esther Care “Assessment and teaching of 21st century skills.” Dordrecht: Springer (2012)
[清水 2006] 清水誠, and 山浦麻紀.”考え 外化 ,話 合い
概 念 的 知 識 般 化 及 効 果:花 働
学習 例 .”理科教育学研究 47.1, pp.35-43. (2006)
[菅井 2000] 菅井勝雄, 社会的構成主義, 日 教育工学会編,
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, Vol.28, No.2, pp.89-98 (2004)
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[Novak 2006] Novak, J.D., & Canas, A.J.: “The Theory Underlying Concept Maps and How to Construct Them”， Technical Report IHMC CmapTools. (2006)
