1 はじめに
教育におけるPDAやケータイなどのモバイルメディアの利用については，今日その実践的研究が進められる 中で，有効性が検証され始めている（竹中，2007）。モバイルメディアが教育において，急速に注目を集め るようになってきた背景には，モバイルメディアの小型化による携帯性の良さや普及の増大による学習者の モバイルメディアに対する親和性の向上，公衆回線を利用した広域ネットワーク回線への接続の容易さなど が挙げられる（緒方・矢野，2005）。モバイルメディアの小型化というハードウェア特性を利用した研究で は，Klopfer（2002）の PDAを活用した没入型のシミュレーションシステムの開発や，His（2002）のPDAを利 用して博物館で閲覧できるWebコンテンツの閲覧環境の構築などがある。また，広域ネットワーク回線を利用 した研究では，Kanamori & Kobayashi(2004)が，遠隔で行われている授業を学習者に配信する道具としてケ ータイのビデオ電話機能の利用を提案しているほか，Morita et al. (2004)が，ケータイを利用した野外観 察用の植物データベースシステムを構築している。 本研究では，学習者の科学的コミュニケーションを支援する目的で，ケータイを利用したフィールド学習 支援システムを構築した。このシステムは，分散環境での情報の収集と共有を支援できる特徴がある。また， 本研究では，学校と科学者を結ぶ学習環境について検討する。2 フィールド学習支援システム
2-1 システムの基本構成 図１には，本研究で利用するシステムである clippicKids の基本構成を示している。本システムでは，ケ ータイで撮影した写真を E-mail に添付して送信することで，画像とテキストを Web 上で簡単に共有できる仕 組みを提供している（稲垣ら，2003；大久保ら，2005）。学習者がケータイからメールを送信すると，メール サーバが自動的に画像とテキストを Web サーバに FTP 転送する。Web サーバでは，それらの画像とテキスト の一覧を自動的に生成し，Web ページとして再構成する。また，ブラウザから操作できる各種機能を提供す る．Web ページは随時更新されるので，メールに添付された画像やテキスト情報は即時的に公開される。こ の Web ページは，ID とパスワードがあればどこからでも閲覧可能である（注）。 2-2 システムのカスタマイズ 本研究では，学習者と科学者を結ぶ学習環境を実現する為に，clippicKids のシステムをカスタマイズし た。後述する学校と科学者を結ぶ授業モデルの検討において，科学者が準備した学習用のコンテンツを学習 者が閲覧するとともに，そのコンテンツに新たに学習者自身の情報を付加しながら，科学者とのコミュニケ ーションを図る実験を試みた。そのために行ったシステムのカスタマイズは次の通りである。 （１）クリッカブルマップの配置 フィールドワークでは，学習者がグループごとに分散した場所で学習活動を行うことが想定される。その ため，それぞれの学習担当エリアが一目でわかるよう視覚的に支援する目的で，従来，システムにログイン すると写真一覧画面が表示されていた部分をカスタマイズし，学習活動に合わせたクリッカブルマップを配 置した。図 2 には，クリッカブルマップの例を示している。対象のエリアをクリックすると，その場所で撮 影された写真やメールに記入された文字情報などが表示されるようになっている。 （２）ケータイからのWeb ページの閲覧 フィールドワークでの学習において，予め準備された学習素材を参考にしながら活動を進められるよう， 05-01020科学的コミュニケーションを支援するケータイを利用したフィールド
学習支援システムの開発とその授業モデルの提案（継続）
竹 中 真希子 大分大学教育福祉科学部准教授ケータイから Web ページを閲覧できるようにした。ただし，後述する実証実験では，使用したケータイの機 能の制約があるために，ケータイから直接 Web ページの閲覧は行っていない。図 3 は，ケータイ閲覧用の画 面の例を示している。
3 学習者と科学者の科学的コミュニケーション支援
clippicKids のシステムを利用して，学校と科学者を結ぶ授業モデルを検討する試みとして，対話型バー チャル植物園を構築した。このシステムでは，clippicKids の Web 上に科学者が学習用コンテンツを予め用 意して，そのコンテンツをベースとしながら，学習者が植物に関する画像と文字情報を付け加えていくこと ができる。こうした情報の閲覧と付加を通して，Web 上に学習者と科学者が協同で植物図鑑を作成していこ 図 1 システムの基本構成図 対象エリアをクリックすると写真一覧画面が表示される。 図 2 クリッカブルマップの例とができる。
従来，ケータイの利用を前提として Web 上に公開された植物図鑑では，植物の写真や特徴がデータベース として蓄積されており，学習者にはその植物データベースをケータイから検索することのできる学習環境が 提供されてきている（e.g., Morita et al.，2004）。そこでは，データベースが紙媒体の植物図鑑の代替と して位置づけられており,学習者の側から新しい情報を付け加えるようなインタラクティブな活動は想定さ れていない。すなわち,情報の送り手と受け手の関係が固定された学習環境であったといえる。対話型バーチ ャル植物園が提供するインタラクティブな学習環境によって，学習者と科学者のコミュニケーションを支援 することが可能となる。
4 対話型バーチャル植物園の概要
図 4 には，対話型バーチャル植物園のインターフェースの例を示している。トップページには，今回の評 価実験を実施した国立大学法人のキャンパスがクリッカブルマップとして表示されている。クリッカブルマ ップは，研究棟などの周囲を単位としてキャンパスを幾つかのエリアに区割りしたものである。初期設定と しては，各エリアをクリックすると，その領域で同定できる数種の代表的な野草に関して，科学者が予め作 成した写真と解説を表示するウィンドウが開くようになっている。学習者は，科学者によって示された野草 をターゲットとして探索し，探し出すことができたらケータイで撮影してメールに添付するとともに，観察 記録をメールの本文に書き込んで送信する。撮影場所としてのエリア情報は，メールの件名に 1 文字入力す ると自動的にサーバ側で分類される。例えば，「あ」を入力すると「C 棟エリア」に振り分けられるような設 定である。 対話型バーチャル植物園の特徴は，すでに述べたように，Web 上に準備された科学者の植物情報に対して， 参加者である学習者の探索・観察活動の成果が反映され，蓄積されていくことである。そのことによって， 学習者が植物図鑑データベースの単なるユーザに留まることなく，植物園の拡張に寄与できる点に価値を置 いている。野草は様々な場所に生育し，その生育環境によって外見上の個体差もある。バーチャル植物園で は，こうした野草の示す多様性についてのデータとともに，学習者の個性的な観察記録が集められ，相互に 参照可能な協調的学習環境を提供している。5 大学生による実証実験
5-1 実証実験の概要 対話型バーチャル植物園の有効性の評価を行うために，大学生を対象とした実証実験を実施した。対象は， 大学生 12 名であった。 実験の方法は次の通りである。対象者を図 2 のトップページに示した C・F 棟，E・G 棟の 2 つのエリア・ グループに分け，30 分間の探索・観察活動に従事させた。ケータイは一人 1 台であった。今回は使用したケ ータイの機能の制約などもあるために，ケータイから直接バーチャル植物園にアクセスすることはしていな い。学習対象となる野草は 10 種類（ヨモギ，コセンダングサ，イタドリ，ツルドクダミ，ヒメジョオンなど） 図 3 ケータイ閲覧用の画面の例であった。学習者には，その 10 種類について，科学者の撮影した写真とコメントが紙媒体に印刷されたもの を資料として持参させた。30 分間の活動後，室内に戻り，各自コンピュータでバーチャル植物園を閲覧する とともに，科学者の詳しい野草の解説を聞いたり，自分たちが見つけた野草の特徴を発表したりした。 5-2 評価 バーチャル植物園の有効性を評価するために，実証実験の時間内に質問紙によるプレ・ポストテストを実 施した．所要時間は，プレテスト 3 分，ポストテスト 10 分であった。 プレテストとポストテストでは，共に学習対象である野草 10 種類が同定できるかどうかを回答させた。次 に，ポストテストでは，学習者の主観的評価を得るために，4 件法で 10 項目（探索はおもしろい，他者の写 真を見るのはおもしろい，など）に関する回答と 3 項目（バーチャル植物園の良い点，改善点，教育利用の 価値）の自由記述による回答を求めた。 5-3 結果と考察 （１）撮影枚数と観察記録の文字数 30 分の活動時間中に，対象者 12 名が撮影した写真の総数は 89 枚（1 名平均 7.4 枚）であった。また，メ ール本文への観察記録はすべての写真に付与されていた。観察記録の平均文字数は，約 24 文字であった。 トップページ 科学者が準備したコンテンツ 学習者が付加した写真と文字情報 図 4 対話型バーチャル植物園のインターフェイスの例
（２）同定できる植物の増減 本実験で学習対象とした 10 種類の野草について，対象者 1 名当たり，プレテストで同定できるとされたの は約 4 種であったが，ポストテストでは約 7 種と増加していた。バーチャル植物園を使った野草の探索活動 の参加後に同定種数が増加していたものは 11 名，増減のなかったものは 1 名，減少は 0 名であり，増減につ いて直接確率計算の結果，事後に同定種数が増加した学習者が有意に多いことがわかった（p<.01）。 （３）質問項目による主観的評価 表 1 には，10 項目に対する回答の結果を示している。便宜的に「とても」と「やや」を肯定側として，「あ まり」と「全く」を否定側として整理し，各項目への回答の偏りを直接確率計算によって調べた。その結果， 質問項目 1「野草の探索はおもしろい」，質問項目 2「野草をうまく撮影できた」，質問項目 4「他者の写真を みるのはおもしろい」，質問項目 5「他者のコメントを読むのはおもしろい」，質問項目 10「この活動をまた してみたい」の 5 つの項目で肯定的な回答が有意に多いことがわかった（p<.01）．一方，質問項目 3「野草 についてうまく観察記録を書くことができた」については，否定的な回答が多い傾向にあることがわかった （p<.05）.その他の質問項目 6「野草をじっくり観察できた」，質問項目 7「野草に関心を持つことができた」， 質問項目 8「野草への知識が深まった」，質問項目 9「野草を同定するスキルが身に付いた」では，有意差は 見られなかった。 これらの結果より，学習者は野外での探索活動自体の楽しさや，バーチャル植物園への写真情報の付加活 動，また，バーチャル植物園の閲覧については，概ね肯定的な評価をしていることがわかった。しかし，野 草そのものに対する興味・関心や知識の深まりについては，参加者の 7 割強が肯定的な回答をしていたもの の，有意な偏りは認められなかった。否定的な回答が有意に多かったのは，観察記録に関する項目であった。 このように項目の半数は肯定的であるが，その他において肯定的な回答が顕著に現れない結果は，実証実 験における探索・観察活動の時間が比較的短かったことなどに起因しているものと考えられる。なぜならば， 野外での野草の探索活動自体には興味が喚起されていること，また，バーチャル植物園についても関心が向 けられているからである。 （４）自由記述によるシステムの評価 表 2 には，バーチャル植物園を使った探索をしてみて，良かった点と改善点，そして，教育利用における 価値について，自由記述で求めた回答を分類した結果を示している。2 つ以上のカテゴリに相当する記述が あった場合には，それぞれに分類した。 良い点では，「コンピュータへの送信が簡単」，「手軽でやりやすい」などの「簡便性」，「多人数の情報が一 気に見られる」などの「共有」，「実際に目で見て学べる」などの「体験型」であることが最も多く評価され ていた。 No. 質問項目 とても やや あまり 全く 1 野草の探索はおもしろい 6 5 1 0 ** 2 野草をうまく撮影できた 8 3 1 0 ** 3 野草についてうまく観察記録を書くことができた 0 2 9 1 * 4 他者の写真を見るのはおもしろい 8 3 0 1 ** 5 他者のコメント読むのはおもしろい 8 4 0 0 ** 6 野草をじっくり観察できた 5 2 5 0 ns 7 野草に関心を持つことができた 3 6 3 0 ns 8 野草への知識が深まった 2 7 3 0 ns 9 野草を同定するスキルが身に付いた 1 6 5 0 ns 10 この活動をまたしたみたい 3 8 0 1 ** *; p<.05, **; p<.01 表 1 学習者による主観的評価
改善点では，「カメラと比べると画像が悪い」といった「画質」の問題の指摘が最も多い，これは，本実験 で使用したケータイの機種に依存するものであり，新しい機種では克服できる問題である。次いで，「慣れて いないケータイだと時間がかかる」などの「時間」に関する指摘が多かった。また，野草に関する「既有知 識の不足」が活動を左右することなど，学習内容に関わる指摘も見られた。 教育利用の価値については，「楽しいので積極的に参加できる」や「自分たちでつくるところが楽しい」な どの「興味・関心」，「じっくり考え，自分なりに表現することで知識も深まる」などの「思考深化・理解深 化」に，利用の可能性を見出していた。
6 おわりに
本研究では，学習者の科学的コミュニケーションを支援する目的で，ケータイを利用したフィールド学習 支援システムを構築し，特に学校と科学者を結ぶ学習環境について検討するために，このシステムをカスタ マイズするとともに実証実験を実施した。システムのカスタマイズは，学習者と科学者が協同で植物図鑑を 作成することを通して科学的なコミュニケーションを図れるよう工夫した。 大学生を対象とした実証実験の結果からは，システムについて概ね高い評価が得られた。質問紙調査では， システムを利用した探索活動自体の楽しさ，バーチャル植物園への写真情報の付加活動，バーチャル植物園 の閲覧において，肯定的な評価を得た。質問紙調査の自由記述でも，システムを使った活動の良い点が指摘 されており，また，教育利用の効果も認識されていた。野草に対する知識の深化や同定スキルについては， 実証実験の参加者自身による自己評価の分析結果では，肯定側と否定側に有意差は見られなかった。しかし ながら，プレテストとポストテストで実施した学習対象の 10 種類の野草に関する同定調査では，ポストテス トにおいて同定できるとされた野草の種類が増加していた。また，同定種類がポストテストで増加した参加 者が有意に多かったことからは，その学習効果を伺うことができると推察される。 質問紙調査の自由記述において，改善点としてあげられた内容では，ケータイの機種やその操作によると ころ，また，技術的な面が大きかった。これは，実証実験で利用した機種の写真撮影画素と画面表示の解像 度がかなり低かったことに起因している。現在，普及している機種のほとんどでは，写真撮影機能が向上し ており鮮明な写真が取れる。そして，解像度も良くなっているので，バーチャル植物園をケータイで閲覧す ることも可能であり，指摘された改善点の克服は困難ではない。 さて，このシステムを利用した実際の教育現場での授業を考えるとき，野草そのものへの興味・関心，学 習対象への知識の深まりなど，質問紙調査の自己評価で有意差のみられなかった項目から，本研究の今後の 課題を読み取ることができる。また，自由記述において，野草に関する既有知識が活動を左右するという指 摘があったことからも，課題が見えてくる。 表 2 学習者による自由記述の分類 良い点 改善点 教育利用の価値 簡便性 5 画質 5 興味・関心 6 共有 5 時間 4 思考・理解深化 5 体験型 5 操作 3 応用可能性 3 理解深化 2 機能の充実 3 体験型 2 即時性 2 費用 1 IT活用 2 楽しさ 2 既有知識の不足 4 IT活用 1まず，実証実験では，探索活動の時間が 30 分と短時間であったことから，十分に野草を観察できなかった。 対象が大学生であっても時間が短いことからは，実際に学校での利用にあたっては，ケータイの操作練習の 時間を事前に確保するなどの工夫が必要である。そうすることで，活動中には学習対象にじっくり向き合え ることにもつながる。次に，科学者の参加の形態を工夫することで，野草そのものへの興味・関心を引き出 すことが考えられる。今回の実証実験では，探索活動中には科学者は直接参加していない。例えば，探索活 動中にも科学者が参加して野草の観察の視点や楽しみ方を実際に見せたり，探索活動の前に科学者の野草の 見方を学習者に示したりすることで，事前に準備した写真や解説が，より学習に活かされることが推察され る。このことは，実証実験で指摘された既有知識が活動を左右するという問題点の解決にもつながると考え られる。本研究で明らかになった課題は，学校と科学者を結ぶ学習環境のデザインに重要な要素を提示して おり，今後は，さらにこれらの要素を吟味していくことが必要である。
【付記】
本研究は，Takenaka, M., Inagaki, S., Takeda, Y., Ohkubo, M., Kuroda, H., Deguchi, A. (2006)を元 に，加筆・修正し作成したものである。
【参考文献】
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稲垣成哲，大久保正彦，竹中真希子，土井捷三（2003）カメラ付き携帯電話を利用したフィールドワー ク支援システムの開発，日本科学教育学会年会論文集 27，pp.157-158．
Klopfer, E., Yoon, S., & Rivas, L. (2004) Comparative analysis of Palm and wearable computers for Participatory Simulations. Journal of Computer Assisted Learning, 20(5), 319-397.
Kanamori, K., & Kobayashi, I. (2004) Mobile Videophone and E-learning for Students with Physical Impairments.
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Morita, Y., Enomoto, S., Fujiki, T., & Yamamoto, T. (2004) Science Fieldworks leveraging Plant Information Search System using Cellular Phones: A Case Study. Proceedings of World Conference on Educational
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緒方広明・矢野米雄：ユビキタス・モバイル学習環境の研究動向，教育システム情報学会誌，22（3）， 152-160，2005． 大久保正彦，稲垣成哲，竹中真希子，黒田秀子，土井捷三（2005）カメラ付き携帯電話を利用した協調 学習支援システムの開発と評価，日本教育工学会論文誌，第28巻，Suppl.,pp.189-192． 竹中真希子（2007）m-learning̶ モバイルメディアを活用した科学教育の可能性̶ ，科学教育研究，第 31 巻，第 2 号，pp.60-61．
Takenaka, M., Inagaki, S., Takeda, Y., Ohkubo, M., Kuroda, H., Deguchi, A. (2006) Development of Learners Participatory Interactive Virtual Botanical Garden: Supporting Collaboration between Scientists and Learners with Mobile Phones, Proceedings of the 9th International Conference on Public Communication of Science and Technology（PCST-9）, pp.514-519.
（注）本研究は，昨年度に引き続き研究助成を受けた継続課題である。基幹システムにつていは，昨年度 の報告書にその詳細を記載しているので，ご参照いただければ幸いである。
〈発 表 資 料〉
題 名 掲載誌・学会名等 発表年月
生活科におけるケータイの活用:2 年
生「町探検」の実践的評価 日本教育工学会 2006 年 11 月 Expansion of Learning Community
Using Mobile Phones. E-Learn 2006 2006 年 10 月 Expansion of Learning Community
Using Mobile Phones. 日本科学教育学会 2006 年 8 月 ケータイで広がる学習環境: 家庭と の連携における成果と課題 日本科学教育学会 2006 年 8 月 ケータイを活用した生活科の授業:2 年生「季節見つけ」の年間カリキュラ ムの改善 日本科学教育学会 2006 年 8 月 ケータイを利用した楽しいフィール ドワーク(2) 日本理科教育学会 2006 年 8 月 小学校 2 年生の生活科「町探検」にお けるケータイの活用(1): 学習活動は どう展開されたか 日本理科教育学会 2006 年 8 月 小学校 2 年生の生活科「町探検」にお けるケータイの活用(2): 地域に対す る子どもたちの認識の変容 日本理科教育学会 2006 年 8 月 小学校 2 年生の生活科「町探検」にお けるケータイの活用(3): 学習者の自 己評価と学習目標の達成度 日本理科教育学会 2006 年 8 月
Fieldwork Support System Using Mobile Phones: Evaluations of Information Sharing in the Second Grade's Life Environment Study
