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教育のためのマイコン利用モジュール・システム（2）
八 田 昭 平＊
（昭和55年10月31日受理）
Developement of Module−System for Leamer and Teacher by use of Micro−Computer（2）
Shohei HATTA
（Received，October31，1980）
1．マイコンの普及と実用化
1978年頃から普及しはじめたマイクロ・コンピュータ（以下マイコンと言う）を同年末 から使って若干のプログラムの作成を試み，安価で手軽なわりに性能の良いことに注目し，
大きな技術革新のたねになるだろうという予測のもとに，前年度その試行の一端を報告し た。その後におけるマイコンの普及はめざましいものがあり，本学部においても，
APPLE，BASICMASTER，TI99／4，TRS，PC8000など，既に10台以上のマイコンが 購入され，利用されはじめている。
私が使用したコモドール社のPETも，model3032，model4032などヴァージョンアッ プされた32KBのものが主製品となり，mode13040／4040などのインテリジェント・デュ アル・ミニフロッピー・ディスクが発売され，プログラムやデータの短時間でのセーヴや ロード，またランダム・アクセスが可能となり，著しく使いやすくなった。名称もHOBBY 用のパーソナル・ワンピュータ的な愛称PETから，オフィス・コンピュータ的な名称CBM
（Commodore Business Machine）に変更されている。しかし，小学校に1台でも多く設 置し，分散的に利用するために8KBのmode12001の利用を中心としている。マトリッ
クス型のキイボードが小学生むきで使いやすく，カセット・テープレコーダーが本体に固 定してあることも他にない特徴であり，また極めて安定しており，書きこみ，読みだしに あたってのトラブルがほとんどなかった。ただし，プログラムの開発や編集，整理，保存 のためには，プリンターや，フロッピー・ディスク，トウール・キットなどを活用した。
また新しく購入したmode12001のROMは，model3032用のものと取り換えた。
従来，CAIのためには，特殊な入出力機器やプログラム言語を開発することが先行した が，私たちは，マイコンをそのまま教育現場において使用することをねらっている。40字×
25文字のキャラクター・ディスプレイの限界の下では，指示機能を主とし，教材の提示機
＊長崎大学教育学部教育学教室
能は，写真，印刷カードなどを使うことを考えたが，会話型のすぐれたBASIC言語によ るCRT画面上の多文字・図・絵の処理は，他の方法の代替以上の，すぐれた機能的持徴 を持っていることが明らかになってきた。そのことについては，3．で詳述したい。
前回は，テスト分折のBシリーズ（モジュールB1〜B7）と，CAI用に試作したD2 SYOUSUU NAKAYOSI モジュール例を報告したが，今回は，主として後者を，学生 たちをプログラマーとして充実した SYOUSUU NO BENKYO D1，D2，D3シリーズ，
ならびに， HI TO HIREr Eシリーズについて報告する。これら算数教材について1980 年9月24日〜27日，長崎県北松浦郡生月町，生月小学校の4年，6年の学級でオリエンテー
ションを行ない，この教材を用いた個別学習を，現在試行中である。
なお，授業の行動分折用のMMASシリーズも，いくつかのプログラム・モジュールを 開発したが今回は省略する。「教育実地研究 授業技術訓練テキスト 昭和55年版」（1）に，
それを利用した保健体育の授業の分折例が収録されている。
2．小学校算数モジュール教材の構成
（1） SYOUSUU・D1・D2．D3・ シリーズのプログラムと学習形態
まとまったマイコン・モジュール教材開発の手はじめとして「小学校3年小数」をとり あげることにした。これはすでに，マップとモジュールという考え方で，1976年秋本弘毅 氏によって開発されていたものである9このモジュールは，基本問題のほか，ヒントや練 習問題，解答などからできており，1枚の板目紙上にまとめられている。その裏に，マップ
という基本問題の一覧表がのっており，そのモジュールの位置づけがわかるとともに，ど れからでも自由に選択し，ひとりで学習できるようになっている。このモジュール教材と いう考えが，マイコンのシステムに組みなおすために有効であった。すなわち8KBのメ モリーにはいりうるプログラムの長さには自ら限界があるので，教材を細分化する必要が あるからである。この基本問題をもとに，ヒントや練習も可能な限りいれて，6名の学生 で分担して，BASICによるマイコン用のプログラムに作りかえ，これをカセットテープに おさめていった。その際，予め形式を決定せず，CRTディスプレイの機能，BASIC言語 の特徴を生かし，工夫を加えることによって，どのような教材ができるか試行したのであ る。図1．に示すものが20個のモジュールの基本問題一覧表である。
これら各問題について作成したものを，サブルーチンとして，同一形式の，名前や年月 日を聞く導入や解答結果の表示用のプログラムD1．と組合せて，カセットテープのモ ジュールを作ることにした。D1シリーズ用に整理しフロッピーディスクにおさめたのが，
図2のフロッピrディスクの，ディレクトリーにみられるD1−11からD1−43まである。
8KBのメモリーの中には，2〜3個のプログラムしかおさめることができず，結果的に は，10本のカセット・テープにD1シリーズを整理した。図2のディレクトリーで，D1−11．
14．などとしたものである。このモジュールは，D1．，D1−11，D1−14を1本のカセットに おさめ，いずれをも選択して学習できるようになっている。
D1、シリーズは，個人で，いくつかの問題から選択して学習する形式になっているので，
ヒトリデ イロイロ と名づけた。解答の正誤は，最後に○，×で示される。複数個の問 題がある場合，全問正答を○○，まちがいがいくつかある場合○×，全問誤答を××で表
291教育のためのマイコン利用モジュール・システム（2）（八田 灸ゆ
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図2 Dlシリーズ プログラム モジュール
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O亀幽冒碁劇ー引ひ盛ひー2ー疑・門3P3色甘﹂d欄竃Oー︑昌i隠︑．昌讐磐聯︑噸置贈ド﹂︶−瀞ーO﹃O竃降セP3︵贈・Oδ﹄P塗疑3︹葡ξ戸︑鵯．O﹄聯︻5闇謬噛コし斎費3
示するようにした。写真1
−D1．（a），（b），（c〉によって 表示形式をみられたい。
D2シリーズは， フタリ デ コウタイ と名づけた。
2人で類似問題を交互に学 習し，解答するためで，随 時そのスコアを見ることが できるようにした。D2．と D1−24を一部修正し，乱 数によって類似問題を発生 するようにしたものを組合 せて，D2−24．とした。表 示形式は，写真1−D2。（a），
（b），（c）である。
D3シリーズは，さらに
ゲーム的な要素を加えて，
楽しく学習できるようにし，
ミンナデ ナカヨク と した。これは5人以下の者 が，グループをつくりディ スプレイ上にあらわれる デンシ サイコロ に よって解答者をきめて解答 し，その正答判定数がグラ フで表示されるようにした ものである。正答が一定数 に達するとゴール・インし たことになる。写真1−D3．
（a），（b），（c）のような表示を する。
それぞれのシリーズにつ いて最終結果の表示形式は 同じにしてあり，図3のよ
うな学習カードに記録して 残すようにした。
293 教育のためのマイコン利用モジュール・システム（2）（八田）
図3 学習カード
D1（ ） ／ ／
ショウスウ ヒトリデイロイロ バンゴウ＝ ナマエ＝
ヒニチ 年 月 日 ＊＊＊モンダィト デキカタ＊＊＊
＊イ
＊タシザン
＊ヒキザン
＊タシ・ヒキ
＊ナガサ
11（
15（
21（
31（
35（
41（
12（
16（
22（
32（
13（
17（
23（
33（
42（）43（）
14（
18（
24（
34（
D2一 ／ ／
ショウスウ フタリデ コウタイ
＊ ＊
ヒニチ 年 月 日
ナマェ 1カイ 2カイ 3カイ 4カイ ゴウイ
サキ
アト
D3一 ／ ／
ショウスウ ミンナデ ナカヨク
＊ ＊
ヒニチ 年 月 日 トクテンヒョウ
ナマエ 5 10 15 2
Nα1 Nα2
No3 No4
Nα5
（2） HITOHIREI Eシリーズ のプログラム
次に，6年生用に 比と比例 の教材を開発した。基本問題は，
図4の通りである。この教材では，
Dシリーズで開発した手法を総 合的に用い，基本問題からはじめ，
練習問題など8KBにおさまら
ない時は，前のプログラムで，次 のプログラムをロードするように して，1本のカセット・テープに おさめていった。E−41→E−42
→E−43は，E−41プログラムの 終りに，LOAD命令をいれておく
ことによって，E−42プログラム を自動的にロードできるようにし た。この場合，例えばE−41の命 令が，E−42，E−43のプログラム
より短かければ，前のプログラム の変数領域は残るので，E−42の 練習問題の解答状況の評価を E
−43ですることができるのであ る。写真2．によってみられたい。
E−41には基本問題とヒントがお さめてあり，E−42には，ホツプ，
ステップ，ジャンプといくつかの 練習問題がおさめてある。これを 1問ごとに解答を判定していくの でなく，解答の正誤を変数領域に いれておいて，E−43で一括して 表示するようになっている。この 場合も，解答状況をコンピュータ によって記録していくことはねら わず， PET学習探険カード を 与えておいて，これをノートとし，
かつ学習結果や感想を書かせるよ うにしている。
CMI的な処理を個別学習にお いて行うことは，セカンド・カセッ
図4 E、シリーズ 基本問題
（E−11→E−12）
比と比例のマップ
割 △口
7mのテープと3mのテープがあります。
3mのテープは7mのテープの何分のいくつですか。
（E−21→E−22）
百分率
ある港の海水50009には，塩が1509ふくまれていました。
1．この海水では，塩の重さの海水の重さに対する割会はどれだけでしょう。
2．塩の重さを百分率であらわすと，塩の重さは海水の重さの何％でしょう。
（E−31→E−32）
比 たて5cm横7cmの長方形のたてと横を比べましょう。
1．たてと横の長さの比をいいましょう。
2．たては横の何分のいくつでしょう。
（E−41→E−42→E−43）
正比例
3こで200円のなしがあります。このなしのこ数と代金との関係を調べましょう。
1．このなしを6こ，9こ，……と買ったとき，その代金はそれぞれ3この代金の何倍で，何円に なるでしょう。
2．表にしましょう。
3．なしのこ数と代金は比例するでしょうか。
（E−51→E−52）
反比例
面積が60㎝2の長方形で横の長さを変えていくときのたての長さを求め，横とたての関係を調べましょ
う。
1．横を1cm，2cm，3cm，…としたときのたてを求めて表を作りましょう。
2．横の長さがふえるにつれて，それに対応して，たての長さはふえているでしょうか。それとも 減っているでしょうか。
3．この関係は正比例でしょうか。反比例でしょうか。
ト・テープレコーダーや，フロッピー・ディスクを使えばできないことはないが，簡易な システムとするため今回は行わなかった。
3．マイコンとCRTデイスプレイ表示の機能的特徴
上記のような小学校算数モジュール教材を作成していく過程で，マイコンによるCAI は，これ迄の大がかりなコンピュータ・システムによるものにはみられない，きわめてす
295 教育のためのマイコン利用モジュール・システム（2）（八田）
ぐれた機能的特徴をもっていることが明らかになってきた。すなわち，マイコンは，単に 人間の行為を代替するものではないということである。いわゆる機械化による自動化，省 力化（処理の高速化，大量化なども含んで）によって，例えば教師がいなくても個別学習 を可能にするとか，その効率をあげるとかいうことではない。むしろ，その特徴を生かし た教材を作成することによって子どもたちの環境としての豊かな機能を持った教材をいわ ば生みだすものである。それはこれ迄の印刷教材や，あるいは実物教材にない，簡潔かつ ダイナミックな表示機能，応答機能を持つこと，すなわち具体と抽象とをつなげる半具体 的イメージを与えることができ，また人間の判断・記憶能力を，伸縮，緩急自在に拡張し て子どもたちに提供するもので，あるということである。以下，やや整理してこれを述べて
みる。
（1）マイコンの基本的特徴
第1に，マイコンは，シンプルにまとまっており，教室などに持ちこむのによい。PET mode12001の場合，CRTディスプレイ，キーボード，カセツト・テープレコーダーが 本体について1体となっている。ほかには，電源と，プログラムをファイルしたテープ（必 要な場合データ保存用のテープも）だけがあればよい。
第2に，使用言語のBASICが，会話型の言語としてきわめてすぐれているということ。
LOAD，RUNなどの少数の命令さえ知っていれば，あとの操作は，すべて画面に出てくる 指示にしたがって，キイボードからキイ・インしていけばよいのである。
第3にCRTディスプレイ上に，各種キャラクターを合成して，ダイナミックな映像を 構成することができることである。紙の上にインクで印刷するのとちがって，キャラクター とキャラクターが連続して表示されるので，グラフや画像が連続的にえがける。また，消 去が自由であり，継時的な表示によって映像を動かすことが可能となる。表示の点滅，変更
を自由に行いうる。（次項で具体的に例示する。）
第4に，オプションによる機能の拡張ができること。プログラムの開発や，編集などの ためには，プリンターやフロッピー・ディスク，トウール・キットなどの使用が便利であ るが，これらを全てにつける必要はない。必要に応じて，最小限のものを追加すればよい。
第5に，外部記憶装置としてのカセット・テープによるプログラムやデータの交換がき わめて容易であること。有線，無線によるデータの伝送，あるいはカードの郵送などによ るデータの交換に比べ，安価であり，また，特別なインターフェイスを必要としない。
特に，CRTディスプレイとキーボードだけによ ってプログラムが作成でき，プログラム の開発，編集を，画面上で試行しながら行ないうることは，従来ドキュメントといえば，
スタティックな印刷物であるとすることに慣らされてきた感覚の変革を必要とするとさえ いえるのである。今後，人間の感覚そのものが変わっていくものと思われるが，man−
machine−interfaceに，どのような工夫を加えるか，今後の重要な課題である。次に，算 数教材の開発の際，使用した表示上の工夫をあげておく。
（2）CRTデイスプレイ表示上の工夫と特徴
実際にD1，D2，D3シリーズ，Eシリーズを開発しながら学生たちと工夫して用いた手
法を紹介する。論理的に整理しきっていないので写真の順序によって，個別的な事例とし て説明を加えていくこととする。（写真3，4のプログラム番号によってみられたい。）
①モデル的表示D1−1Lは，壷に水がたまっていく所を示す。コンピュータのディジ タル的な機能は，0．1尼づつの単位で水をいれることができる。実物のようにアナログ的 でないことによって，簡明なモデル的な表示ができる。水の量は乱数によって毎回異る。
②段階的な回答の要求D1−15．のコタエは分母と分子の数値を段階的に回答すること を要求する。同時にコタエについての判定を行っている。
③まちがった回答の消去D1−15．のコタエが写真のようにまちがっている場合，これ を消去して再回答することを要求する。一定回数，回答させても正解がえられない時は，
ヒントを与えるか，正解を教える。
④継時的な説明指示D1−13．の説明は，上から1行づつ表示されていき，また（10ノ クライ），（1ノクライ）なども，継時的に矢印による指示がでる。心理的な期待と予想 をさそう。
⑤文字と図による表示D1−17．のようにキャラクターの連続的組合せによって図がえ がける。回答は②で述べたような段階的要求をしている。
⑥インターバノレによる余裕と期待D1−17．正誤判定をすぐには出さない。一定時間待 たせることによって，自分の回答の自己たしかめをさせる。
⑦動く図による指示D1−18．（a）の＊印は，左上からあらわれ，0．1，0．2，0．3の所にお ちていく。アニメ的表示による意外性が印象的である。
⑧くり返しと積み重ねD1−18．（a）の0．1のたし算が5回くり返されてD1−18．（b）のよ うに＝0．5にまで至る。
⑨アニメーション的表示による説明D1−31．（a）の「0．8−0．2」の0．2の部分が右に動い ていくことによって，ひき算の説明がなされる。D1−32．（b）は，そのことを式によって 説明する。
⑩回答者の判断と希望による学習の継続・発展D1−32（a），（b）は，基本問題から練習問 題，さらにその継続を，回答者に聞いて行っている。なお，基本問題を再度提示した上 で，練習問題をさせている。
⑪乱数による問題の自動生成D1−35．（a）の問題は，乱数を発生させて作っているので，
毎回異った問題が表示される。D2．「フタリデ コウタイ」やD3．「ミンナデ ナカヨク」
は，このようにして問題を自動生成させている。
⑫ゲーム化乱数による問題の自動生成，写真1．D2．（c），D3．（c）のようなスコア表や，
グラフによる競争，D3．（b）のような「デンシ サイコロ」の偶然性の導入は，ゲーム化 して，興味をもたせて学習させることを可能とする。
⑬回答結果の保存と判定結果の同時表示D1−35．（b）はDl−35．（a）の回答結果を同時に （ただしこの場合は半数ずつ）表示する。
⑭継時的な表示と空間的な表示処理E−11（a），1行ずっ文字を書き，E−11（b）は，E −11（a）の上部の図は下におろした上，上部の問題を与え，回答をさせた上，ヒントを，
下の図を使って与えている。キャラクターの合成，消去，追加，移動の組合せによる時 間的，空間的処理の技法を駆使している。
297 教育のためのマイコン利用モジュール・システム（2）（八田）
⑮即時評価とくり返し練習E−12は，練習問題の即時評価とくり返し練習例である。
40字×25字でかなりの情報が表示しうることがわかる。
⑯点滅による印象づけE−22（a）の「セイカイ！！」のまわりの枠は，点減することによっ て正解の喜びに拍手を送り，印象づける。
⑰動く図形による印象づけE−22（b）の汽車は，左からあらわれ右まで「セイカイ」「マ チガイ」の車をひいて動いていく。1駒づつの動きがおもしろい。E−31のUFOの 「〉〈」も向きがかわる。
⑱図表やグラフなどの段階的表示と，比較回答E−32，E−41，E−42などは，キャラ クターを使って，図や，表，グラフを段階的に書いていき，その過程で，回答をいわせ ていったものである。
⑲図形の対応的変化の表示E−51は，「タテ」が，1から2に変ることによって，ヨコの 長さが，対応的に変ることを示す。これをタテを1→2→3→4→5→6と順次かえて いくことによって効果的に示している。
⑳マンガ的表示E−52の「ハンピレモン」は両手が，上下に動く。「バンザイ」をして いる所と思われるが，それが何を意味するか，解釈の余地がある所が，マンガ的である。
また，子どもたちの喜こびそうなロボットを想起させる所もマンガ的である。象徴的擬 人的な表示でもある。
以上，写真によっては，実際に動く様子が説明しきれなかったが，CRTディスプレイ表 示をコンピュータで操作する時のディジタル的，かつ走査的な機能は，心理学的にも，教 育学的にも，研究する必要があると思われる。
附記 算数プログラムの開発にあたっては，池松哲彦，高比良道子，中島雅子，深川臣 代，横川由美子らの諸氏の努力に謝意を表したい。また，大谷尚，染岡慎一氏の技術 上の指導，助言，援助に感謝する。
主
（1）国立大学教育工学センター協議会・C C T V協議会教授スキル研究会九州地区グループ編
（2）NIGHT SYSTEM HANDBOOK（IV）特定研究科学教育久保班 1977．2．14．
y真1．
D l．（a） D2．（a）
L）1．（b） D2．（1））
L）1．／c） 1）2．（c）
299 教育のためのマイコン利用モジューノレ・システム（2）（八田
写真2．
E 41
D3 （a）
？︺4
E
G）／
L︶3
E 43
（c）
1︶3
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D1 11．
1︶1
17．
D l 13． L）1 18．／a）
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301
j U)f )U)‑,' 1 1JF I E / ! l ;z,f j. ( 2 ) (J¥LL])
D l
: 1. (a) D I ‑32. (b)
D I ‑ :31 (b) D 1 35. (a)
I) I ‑ 32. (2i)
D 1
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手真4．
E 11 （a）
E ll G））
E l2
E 21
E 22 （a）
E 22 （b）
303 教育のため」）マでコン利用モジュール・システム（2）（八田）
E−31 E 42
E 32 E 51
E 41 E 52
