デジタル教科書の最新動向

デジタル 教 科 書 の 最 新 動 向 上 智 大 学 田 村 恭 久 TIESシンポジウム 2015 年 3 月 14 日 大 阪 大 学 中 之 島 センター 1

デジタル 教 科 書 とは 以 下 電 子 教 科 書 (ここでは 同 義 ) 従 来 の 紙 媒 体 の 教 科 書 コンテンツをタブレットや ノートPCで 表 示 操 作 PCで 実 現 可 能 な 各 種 機 能 を 追 加 クイズの 自 動 判 定 達 成 度 のサーバ 転 送 対 話 的 /マルチメディアの 再 生 操 作 アクセシビリティ 対 応 2

電 子 教 科 書 に 含 める 内 容 従 来 型 授 業 で 用 いる 紙 媒 体 の 教 材 教 科 書 参 考 書 辞 書 小 テスト 教 員 が 正 誤 判 定 フィードバック 広 義 の 電 子 教 科 書 教 科 書 参 考 書 辞 書 小 テスト 自 動 正 誤 判 定 フィードバック 項 目 間 関 連 付 け ネット 上 の 各 種 資 料 オンライ ン テスト 学 習 活 動 支 援 ツー ル コミュニ ケーショ ン 学 習 管 理 成 績 管 理 eポート フォリオ 3

電 子 教 科 書 の 導 入 動 向 アメリカ 州 単 位 で 導 入 を 検 討 財 団 や 企 業 からの 寄 付 を 得 た 実 験 プロジェクト 欧 州 : CEN eternity プロジェクト 2012- EPUB3が 有 力 候 補 韓 国 : 2008 年 実 験 開 始 2015 年 全 国 導 入 完 了 シンガポール: FutureSchool@Singapore 2008- 中 国 台 湾 フィリピン インドなども 検 討 中 日 本 教 育 の 情 報 化 ビジョン 2011 総 務 省 :フューチャースクール 事 業 文 科 省 : 学 びのイノベーション 事 業 文 科 省 総 務 省 : 電 子 教 科 書 の 研 究 開 発 プロジェクト 4

学 びのイノベーション 事 業 実 証 校 http://jouhouka.mext.go.jp/common/pdf/manabi_innovation.pdf 5

電 子 教 科 書 への 反 論 反 対 の 著 書 の 例 田 中 外 山 : 頭 脳 の 散 歩 デジタル 教 科 書 はいらない 田 原 :デジタル 教 育 が 日 本 を 滅 ぼす 主 な 論 拠 学 習 が 画 一 的 になるのでは 正 解 を 求 める 学 習 に 偏 りがち 書 かないと 覚 えられない 書 かないと 数 式 の 変 形 や 計 算 ができない 先 生 と 生 徒 生 徒 同 士 のコミュニケーション 途 絶 自 分 たちは 紙 の 教 科 書 とノートを 使 って 勉 強 した 6

デジタル 教 科 書 推 進 に 際 しての チェックリストの 提 案 と 要 望 手 を 動 かして 実 験 や 観 察 を 行 う 時 間 の 縮 減 につながらないこと 虚 構 の 映 像 を 視 聴 させることのみで 科 学 的 事 項 の 学 習 とすることが 無 いこ と 児 童 生 徒 が 紙 と 筆 記 用 具 を 使 って 考 えながら 作 図 や 計 算 を 進 める 活 動 の 縮 減 につながらないこと 児 童 生 徒 が 自 らの 手 と 頭 を 働 かせて 授 業 内 容 を 記 録 し 整 理 する 活 動 の 縮 減 につながらないこと 穴 埋 め 形 式 や 選 択 肢 形 式 の 問 題 による 演 習 の 比 率 増 大 につながらないこと 児 童 生 徒 どうしが 直 接 的 に 考 えや 意 見 を 交 換 しながら 進 める 学 習 活 動 の 縮 減 につながらないこと 授 業 の プレゼンテーショ 化 や 児 童 生 徒 に 対 するプレゼンテーショ ン 偏 重 文 章 力 軽 視 意 識 の 植 え 付 けが 起 きないようにすること 導 入 に 際 して 教 員 の 教 科 指 導 能 力 が 軽 視 されることがないように また 教 員 の 教 材 研 究 がより 充 実 するように 配 慮 すること 導 入 に 際 しては 少 なくとも 当 面 の 間 は 現 行 の 紙 の 教 科 書 を 併 用 し 評 価 や 採 択 においては 紙 の 教 科 書 を 基 準 とすること http://www.ipsj.or.jp/03somu/teigen/digital_demand.html 7

学 びの 風 景 の 変 容 ノートPC/タブレットPCを 常 用 する 学 び 単 なる 教 科 書 の 電 子 化 にとどまらない 生 徒 が 自 分 で 調 べる 環 境 を 提 供 先 生 : 教 える 人 学 びをサポートする 人 先 生 の 方 を 向 いていなさい! が 通 用 せず? 自 分 たちが 小 中 高 大 学 で 経 験 した 学 び とは 明 らかに 異 質 この 変 容 を 受 け 入 れられるかが 最 大 の 課 題 スライド 最 後 尾 で 再 度 取 り 上 げます 8

産 業 革 命 期 のイギリス ラッダイト 運 動 自 動 織 機 の 打 ち 壊 し 手 工 業 の 職 人 が 機 械 化 に 抵 抗 赤 旗 法 当 時 普 及 しつつあった 自 動 車 に 関 して 郊 外 では 時 速 6km, 市 街 地 では3kmの 速 度 制 限 赤 い 旗 を 持 った 人 間 が 自 動 車 を 先 導 する 乗 合 馬 車 組 合 のロビー 活 動 との 説 も 9

デジタルネイティブ 世 代 :8つの 行 動 基 準 仕 事 や 生 活 に 選 択 表 現 の 自 由 を 求 める カスタマイズ パーソナライズを 求 める 情 報 の 調 査 能 力 に 長 けている 情 報 公 開 の 誠 実 さとopennessを 求 める 職 場 学 校 社 会 生 活 において 娯 楽 を 求 める 仕 事 や 生 活 の 基 がCollaborationとRelation スピードを 求 める 新 しいもの イノベーションを 求 める 出 典 :タプスコット デジタルネイティブが 世 界 を 変 える 翔 泳 社 2009. 10

教 育 者 のための7つのヒント テクノロジーを 使 うだけでなく 教 育 方 法 の 変 革 が 必 要 一 方 通 行 の 講 義 を 減 らし 問 いかけや 質 疑 応 答 による 学 習 を 増 やす 学 生 による 協 調 学 習 外 部 の 情 報 資 源 へのアクセスを 取 り 入 れる 試 験 のための 学 習 でなく 生 涯 使 える 学 び 方 を 教 え る 個 々の 学 習 スタイル/ペースに 適 応 するテクノロジーを 利 用 する 8つの 行 動 基 準 に 沿 った 教 育 プログラムを 構 築 する 従 来 と 異 なる 教 育 者 の 役 割 を 再 発 見 する 出 典 :タプスコット デジタルネイティブが 世 界 を 変 える 翔 泳 社 2009. 11

電 子 教 科 書 の 技 術 仕 様 と 標 準 化

何 を 決 めるのか 決 めるもの 内 容 のデータ 形 式 メタデータ 形 式 交 換 するデータの 形 式 やプロトコル 最 低 限 の 機 能 多 様 な 学 習 形 態 を 提 供 するための 機 能 (?) 決 めないもの 限 定 しないもの 学 習 指 導 要 領 カリキュラム 学 習 方 法 教 授 法 教 員 独 自 の 教 える 工 夫 教 科 書 参 考 書 辞 書 ドリルの 出 版 社 13

電 子 教 科 書 のデータ 形 式 2000 年 代 ベンダー 主 導 でコンテンツを 開 発 ローカル 機 種 依 存 のコンテンツが 乱 立 2010 年 代 機 種 非 依 存 オープン 規 格 の 採 用 教 育 のTCO 低 減 に 寄 与 初 等 中 等 教 育 出 版 社 が 固 定 レイアウトを 要 求 Flash SVG PDF epub 固 定 レイアウト 問 題 : 機 種 依 存 機 能 開 発 に 多 大 な 時 間 が 必 要 高 等 教 育 レイアウトにはあまり 拘 らない epub/edupubが 現 在 有 力 要 求 される 多 くの 機 能 を 共 同 開 発 オープンな 規 格 機 種 非 依 存 14

仕 様 を 標 準 化 するメリット 編 集 配 信 ファイル 形 式 の 統 一 出 版 社 : 編 集 環 境 操 作 環 境 の 開 発 工 数 軽 減 教 師 生 徒 : 操 作 上 の 混 乱 を 防 ぐ 最 低 限 の 機 能 の 規 定 ノートテイク 参 考 書 辞 書 の 参 照 複 数 のOS アプリで 稼 働 TCO (Total Cost of Operation)の 低 減 システムの 輸 出 を 見 据 えて 基 準 に 関 する 用 語 の 定 義 はISO 及 びIECに 準 ずること を 規 定 15

機 能 要 求 項 目 整 理 の 必 要 性 電 子 教 科 書 に 要 求 される 機 能 が 不 明 利 害 関 係 者 が 多 く 意 見 をまとめきれない ITを 専 門 としない 人 々に 具 体 的 な 機 能 要 求 提 案 は 困 難 機 能 要 求 リストを 作 成 し,コメントを 求 める 16

機 能 要 求 73 項 目 ( 田 村 研 究 室 ) カテゴリ No. 名 称 カテゴリ No. 名 称 1 表 示 フォントの 変 更 37 表 示 テキストのサイズ 調 整 2 行 間 の 変 更 38 言 語 依 存 のテキスト 表 示 3 文 字 色 の 変 更 39 表 組 みのサポート 4 表 示 の 白 黒 反 転 40 マルチメディア 再 生 ( 画 像 動 画 3D) 5 テキストの 読 み 上 げ 41 音 声 の 再 生 6 テキストの 読 み 上 げ 速 度 の 変 更 42 対 話 型 メディアの 表 示 7 読 み 上 げ 部 分 のハイライト 表 示 43 ページ 移 動 アクセシビリ ティ 学 習 者 による 情 報 追 加 認 証 と 著 作 権 8 本 文 テキストへの 点 字 等 のメタデータ 追 加 内 容 表 示 44 目 次 の 表 示 目 次 から 目 的 頁 に 移 動 9 図 表 を 拡 大 してもレイアウトを 保 持 45 脚 注 の 表 示 脚 注 から 本 文 に 戻 る 10 色 弱 や 色 盲 の 学 習 者 に 対 応 した 色 の 構 成 46 語 彙 集 / 索 引 の 表 示 語 彙 集 / 索 引 から 本 文 に 戻 る 11 白 黒 反 転 時 に 図 の 可 読 性 を 保 つ 47 数 式 の 表 示 12 動 画 再 生 時 に 字 幕 を 表 示 48 テキストの 検 索 13 動 画 の 光 量 を 調 整 できる 49 ページ 印 刷 14 音 声 認 識 による 操 作 50 テキストのコピー 15 総 ルビ 表 示 のオプション 51 誤 操 作 時 のUndo( 操 作 前 に 戻 る) 機 能 16 ルビの 非 表 示 オプション 52 サーバへのデータ 転 送 17 二 重 ルビ 両 側 ルビの 取 扱 い 53 学 習 者 に 適 した 画 面 の 構 成 変 更 18 ノートの 追 加 修 正 削 除 54 タブレットPCセンサーの 情 報 利 用 19 ノートに 描 画 を 含 める 55 他 のアプリケーションへのリンク, 起 動 20 ノートウィンドウの 移 動 リサイズ 56 スクリーンイメージキャプチャ 21 ノートのテキスト 検 索 57 教 科 書 内 容 が 更 新 された 際 の 反 映 22 ノートの 印 刷 58 告 知 用 掲 示 板 23 参 考 文 献 へのリンクの 追 加 / 削 除 59 生 徒 書 込 用 掲 示 板 24 ブックマークの 追 加 / 削 除 学 習 支 援 60 Q&A 掲 示 板 25 下 線 /ハイライトの 追 加 / 削 除 61 時 間 割 の 提 示 26 ハイパーリンクの 追 加 / 削 除 62 クイズの 自 動 正 誤 判 定 27 音 声 メモの 追 加 / 再 生 / 削 除 63 学 習 履 歴 の 保 存 管 理 分 析 28 音 声 認 識 によるテキスト 入 力 64 学 習 者 名 簿 等 のデータベース 管 理 29 追 加 情 報 一 覧 の 表 示 65 習 熟 度 別 学 習 自 律 学 習 の 支 援 30 追 加 情 報 の 日 時 保 存 / 表 示 66 教 員 が 必 要 に 応 じて 教 材 をカスタマイズ 31 LMSによる 認 証 67 学 習 者 グループの 構 成 や 管 理 32 オンライン 認 証 68 画 面 共 有 ファイル 交 換 33 オフライン 認 証 69 操 作 ツールのインタフェース 共 通 化 34 デジタル 著 作 権 管 理 70 辞 書 の 表 示 35 著 作 権 侵 害 の 場 合 の 利 用 制 限 71 参 考 書 の 表 示 36 メタデータ 関 連 情 報 72 辞 書 や 参 考 書 の 選 択 73 ハイパーリンク 17

国 内 外 の 電 子 教 科 書 関 連 プロジェクト IEEE Actionable Data Book Project CEN eternity Project IMS ICE Project IDPF/IMS/W3C EDUPUB Project 総 務 省 フューチャースクール 事 業 文 科 省 学 びのイノヘ ーション 事 業 文 科 省 デジタル 教 材 等 の 標 準 化 に 関 する 企 画 開 発 委 員 会 文 科 省 先 導 的 な 教 育 体 制 構 築 事 業 推 進 協 議 会 総 務 省 先 導 的 教 育 システム 実 証 事 業 ICT Connect 21 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 18

国 内 の 電 子 教 科 書 仕 様 策 定 主 導 文 部 科 学 省 総 務 省 名 称 デジタル 教 材 等 の 標 準 化 に 関 する 企 画 開 発 委 員 会 2014 年 度 受 託 電 通 JAPET プラット フォーム EPUB3 内 容 進 捗 企 画 調 査 コンテンツ 試 作 プラットフォーム 試 作 概 要 報 告 書 教 育 分 野 における 最 先 端 ICT 利 活 用 に 関 する 調 査 研 究 HTML5 企 画 調 査 コンテンツ 試 作 プラットフォーム 試 作 http://goo.gl/pqhjcg ICT Connect 21 2015 年 3 月 設 立 http://ictconnect21.jp/ 電 子 教 科 書 教 育 の 情 報 化 に 関 する 仕 様 策 定 普 及 啓 蒙 JAPET/CEC 主 導 諸 団 体 が 参 加 予 定 19

電 子 教 科 書 規 格 EDUPUBの 紹 介

EDUPUB IDPF( 国 際 電 子 出 版 協 会 )+IMS+W3C epub 3.0 規 格 がベース 日 本 語 ( 縦 書 き ルビ 等 ) アクセシビリティ 対 応 (DAISY 仕 様 を 含 む) 学 習 に 必 要 な 機 能 を 追 加 IDPF: 内 容 の 意 味 付 け など W3C: Open Annotationなど IMS Global: クイズ アプリ 連 携 など オープンな 規 格 の 集 合 体 仕 様 が 公 開 され 無 償 で 利 用 可 能 サンプルやソフトも 利 用 可 能 21

EDUPUBの 特 徴 コンテンツ 編 集 修 飾 が 容 易 epub3ベース=html5 利 用 技 術 が 普 及 アクセシビリティの 機 能 を 備 える epub3がdaisyを 含 む 教 科 書 以 外 の 学 習 ツールとの 連 携 自 習 支 援 Active Learning 反 転 学 習 など 日 本 語 など 非 欧 米 言 語 も 表 現 epub: 縦 書 き ルビ 等 に 対 応 Multiple Rendition: 固 定 リフロー 切 り 替 え 22

EDUPUB Workshops # 期 日 場 所 主 催 参 加 者 URL, 主 な 議 題 1 2013-10-29/30 Boston USA Pearson 111 http://idpf.org/edupub-2013 議 論 すべき 項 目 範 囲 の 整 理 2 2014-2-12/13 Salt Lake USA IMS 135 http://www.imsglobal.org/edupub/ 議 論 の 経 過 報 告 To Do 整 理 3 2014-6-19/20 Oslo Norway SC36 Norway 146 http://idpf.org/edupubeurope-2014 Spec v1 報 告 To Do 整 理 4 2014-9-16/18 Tokyo Japan IDPF/JAPET/CEC.. 100 http://www.jepa.or.jp/edupub/ EDUPUB 2014 Spec 提 案 5 2015-2-26/28 Phoenix AZ USA IMS 130? http://www.imsglobal.org/feb2 015UofPhoenix.html EDUPUB 実 装 ワークショップ 23

EDUPUB 参 加 者 の 例 アメリカ Apple, Blackboard, CourseSmart, Elsevier, Google, IBM, IDPF, IEEE, IMS, Learning Object, LearningMate, McGraw-Hill, Oracle, Pearson, Wiley, W3C 出 版 社 は 高 等 教 育 向 けが 多 い 日 本 アクセス ベネッセ サイバーコミュニケーション 電 通 イーテキスト 研 究 所 日 立 ソリューション ソニー 韓 国 Samsung 24

仕 様 策 定 の 実 際 EDUPUB Workshopは 合 同 の 進 捗 報 告 IDPF 毎 週 の 電 話 会 議 で 議 論 ( 日 本 時 間 金 曜 6:00-) 議 事 録 仕 様 書 案 をメンバーで 共 有 W3C IDPFと 同 様 IMS Global 電 話 会 議 で 議 論 している 模 様 会 員 ( 年 会 費 が 必 要 )のみ 参 加 25

仕 様 の 位 置 づけ LTI: API for e- textbook and outer application (IMS) EPUB Scriptable Components (IDPF) Content Server/LMS (Material/Quiz) Learning Record Store Learning Analytics Server Learning Analytics Data Items (IDPF) Caliper: Learning Analytics (IMS) Open Annotation in EPUB (IDPF) e-textbook EDUPUB Profile (IDPF) QTI: Quiz Description (IMS) Semantics for Teacher s Guide (IDPF) Reference Dictionary 26

EDUPUB 規 格 の 現 状 (IDPF) EDUPUB Profile: http://idpf.org/epub/profiles/edu/spec Open Annotation in EPUB: http://idpf.org/epub/oa Scriptable Components: http://idpf.org/epub/sc/api Scriptable Components Packaging and Integration: http://idpf.org/epub/sc/pkg Distributable Objects: http://idpf.org/epub/do IMS EDUPUB Best Practices: http://www.imsglobal.org/edupub/index.html https://code.google.com/p/epubrevision/issues/list 27

EDUPUB Profileの 例 28

IMSの 関 連 規 格 :2015 年 の 動 き QTI v2.1, aqti APIP (Authoring & Delivery) LTI v2 Caliper Analytics eduerp Learning Information Services (LIS) Course Planning and Scheduling (CPS) 29

コンテンツの 肥 大 化 : 傾 向 と 対 策 電 子 教 科 書 : 印 刷 物 のような 制 約 がないため コンテンツ 容 量 が 肥 大 化 しがち Flashや 独 自 ファイルを 用 いた 対 話 型 コンテンツ 音 声 や 動 画 などのマルチメディアコンテンツ 欲 張 ると 1 単 元 で 数 十 GBにも 達 する EDUPUB: 初 期 配 布 コンテンツは 軽 量 化 大 容 量 コンテンツは 外 部 からオンデマンドで 配 信 IMS LTI: 外 部 アプリとの 連 携 容 量 の 例 :Kno (www.kno.com) 1 冊 の 教 科 書 が 平 均 100MB 30

Learning Analytics: 学 習 記 録 データの 収 集 と 活 用

Learning Analyticsの 位 置 付 け Delivery Server (Publisher) School Server (Campus) LMS (Material/Quiz) LRS (Learning Record Store) Learning Analytics Server Collect and transfer various activity data Individual feedback Institutional research Learner School 32

Learning Analytics 教 育 ビッグデータ タブレットPC ウェアラブル 端 末 の 利 用 により 収 集 データの 種 類 と 量 が 桁 違 いに 増 加 Data Items Process/ Model Outcomes Goals Material Access Personalization Quiz Answer Discussion : Statistics, Big data analysis Intervention Individual Learner Support Visualization Prior Credits Institutional Research Achievement Prediction 33

Learning Analyticsの 可 能 性 学 習 状 況 の 把 握 個 々の 生 徒 の 進 捗 解 答 の 正 誤 判 定 クラス 全 体 の 進 捗 把 握 生 徒 の 指 導 割 り 込 み ナビゲーション 教 育 (= 教 員 )の 評 価 34

LAデータ 項 目 の 分 類 EDUPUB LA 44 項 目 experience APIに 近 い 記 述 IMS Caliper 69+23 項 目 の 例 学 習 指 導 要 領 との 関 連 文 科 省 電 通 現 在 検 討 中 非 公 開 現 状 60 項 目 35

EDUPUB LAデータ 項 目 配 布 資 料 を ご 参 照 ください Proposal: http://goo.gl/393z4k 36

EDUPUB LA: Data Structure 37

EDUPUB LA: Verbs and Objects 38

IMS Caliper Analytics e 3 depicts a sample (non-definitive) of the types of Metric Profiles that IMS intends to develop in collaboration its member institutions and suppliers. 参照 IMS GLC, Learning Measurement for Analytics Whitepaper, http://goo.gl/5isnvy Figure 3: IMS Metric Profiles - Sample 39

LAの 用 い 方 デジタル 家 庭 教 師 生 徒 の 状 況 把 握 今 後 は 生 理 データも 活 用 の 可 能 性 個 別 フィードバックや 割 り 込 み 学 校 評 価 教 育 活 動 評 価 のエビデンスとして ご 参 考 : 文 部 科 学 省 諸 外 国 における 学 校 評 価 等 の 状 況 http://goo.gl/7hyxps 40

そして 学 びの 未 来 へ ー 中 教 審 答 申 をもとに ー

中 教 審 答 申 (2014 年 12 月 ) 新 しい 時 代 にふさわしい 高 大 接 続 の 実 現 に 向 け た 高 等 学 校 教 育 大 学 教 育 大 学 入 学 者 選 抜 の 一 体 的 改 革 について( 答 申 )( 中 教 審 第 177 号 ) 42

中 教 審 答 申 資 料 2 43

中 教 審 答 申 資 料 5 44

中 教 審 答 申 調 査 問 題 の 例 45

学 力 Before vs. After 知 識 の 吸 収 と 吐 き 出 し 知 識 の 検 証 適 用 内 化 実 験 聞 き 取 り 議 論 46

これからの 教 科 書 の 役 割 学 びの 足 がかり 暗 記 すべき 項 目 を 列 挙 したもの とは 異 なる 記 述 内 容 が 外 部 リソースと 比 較 され 批 判 されるこ とも 是 とする 必 要 がある 学 び: 情 報 取 得 から 概 念 操 作 へ 定 義 範 囲 限 界 上 位 概 念 ( 一 般 化 )や 下 位 概 念 ( 具 体 例 ) 自 分 実 生 活 社 会 との 関 わり 47

It is not the strongest or the most intelligent who will survive but those who can best manage change. Charles Darwin ご 意 見 等 は ytamura@sophia.ac.jp までお 寄 せください