研 究 課 題 副 題 ポケコンに 代 わる 工 業 高 校 生 必 須 アイテムとなるタブレット 端 末 ~ 生 徒 全 員 が 購 入 する 情 報 機 器 とは~ 学 校 名 所 在 地 ホームページ アドレス 奈 良 県 立 奈 良 朱 雀 高 等 学 校 情 報 工 学 科 630-8031 奈 良 県 奈 良 市 柏 木 町 248 番 地 http://www.nps.ed.jp/ns-hs/suzaku/ 1. 研 究 の 背 景 昭 和 40 年 代 までは 多 くの 工 業 高 校 では 工 学 計 算 や 実 験 データの 処 理 に 計 算 尺 を 使 っていた 計 算 の 技 能 を 競 う 大 会 や 検 定 も 盛 んに 実 施 され 工 業 高 校 生 の 必 須 アイテムであった その 後 関 数 電 卓 が 普 及 し 始 め 計 算 尺 は 姿 を 消 し 昭 和 50 年 代 からは 関 数 電 卓 が 全 国 に 普 及 した そして 昭 和 60 年 代 ころからはポケットコ ンピュータ( 以 下 ポケコン)が 導 入 されるようになっていった ポケコンにはプログラム 作 成 機 能 がつい ており 当 時 高 額 であったパーソナルコンピュータ( 以 下 パソコン)でのプログラミング 学 習 や 機 械 制 御 学 習 の 基 礎 を 学 ぶ 教 材 として 高 校 入 学 時 に 全 員 購 入 する 学 校 が 多 かった ポケコンを 使 って 専 用 のIOボー ドを 接 続 しライントレースロボットを 制 御 したり グラフィック 機 能 を 駆 使 してゲームを 制 作 したり プロ グラム 機 能 を 使 ってのC 言 語 学 習 やCASL 学 習 など 多 方 面 の 実 習 内 容 に 使 用 されていた この 頃 から 各 高 等 学 校 にはパソコン 教 室 の 整 備 が 進 み 工 業 高 校 の 実 習 設 備 としてパソコン 導 入 も 増 えていった 機 械 制 御 学 習 やC 言 語 などのプログラミングの 学 習 は パソコンで 行 うようになっていき 個 人 購 入 する 教 材 として ポケコンを 選 ぶことはせず 一 世 代 前 の 関 数 電 卓 を 選 択 する 工 業 高 校 が 増 えていった このような 状 況 下 で ポケコン 製 造 メーカーも 販 売 数 量 がしだいに 減 り いよいよ 数 年 前 には 生 産 中 止 を 発 表 するに 至 った 今 こ そポケコンに 代 わる 次 世 代 工 業 高 校 生 が 持 つべき 1 人 1 台 の 情 報 端 末 とは 工 業 高 校 生 の 必 須 アイテム とはどのようなものか 検 証 する 時 期 と 考 えた 2. 研 究 の 目 的 文 部 科 学 省 の 1 人 1 台 の 情 報 端 末 を 本 当 の 意 味 で 実 現 するためには 学 校 に 多 くの 情 報 端 末 を 導 入 し ていくか 出 来 る 限 りの 保 護 者 負 担 を 軽 減 させて 個 人 購 入 をすすめるかどちらかと 考 えるが 以 前 より 工 業 高 校 生 はポケコンという 1 人 1 台 の 情 報 端 末 を 購 入 していた 経 緯 がある 今 こそ タブレット 端 末 がポ ケコンに 代 わる 工 業 高 校 生 の 必 須 アイテムとなりえるかを 実 証 実 験 することが 重 要 であると 考 え 研 究 目 的 とした 3. 研 究 の 方 法 生 徒 が 中 心 となり 課 題 研 究 (3 年 生 2 単 位 )の 授 業 において 本 校 情 報 工 学 科 の 全 ての 授 業 や 学 校 生 活 全 般 でタブレット 端 末 をどのような 場 面 またどのような 使 用 方 法 があるか 検 証 を 行 った 具 体 的 には タ ブレット 端 末 の 機 種 選 定 から 無 線 LAN の 調 査 保 護 者 の 意 見 集 約 など 多 方 面 についてまとめた また 教 科 書 出 版 会 社 や 通 信 設 備 の 企 業 など 出 向 いて 最 新 情 報 を 得 るのは 教 員 が 行 うこととした
4. 研 究 の 内 容 経 過 (1) 保 護 者 アンケート 学 期 末 の 保 護 者 会 を 利 用 して 情 報 工 学 科 の 保 護 者 110 名 にアンケートを 実 施 した 内 容 は 1タブレッ トとその 他 の 機 器 との 違 いを 理 解 しているか 2 工 業 高 校 生 にタブレットは 必 要 か 3 購 入 するとしたら 価 格 の 上 限 は?4 購 入 する 機 器 のOSは? というものであ った 2については 必 要 が 34% どちらともいえな い が 63% 必 要 ないが3%で タブレットをどのような 場 面 でどのように 使 用 するかを 周 知 徹 底 することで 保 護 者 理 解 を 得 られるかと 思 われる 3について この 問 いが 一 番 知 りたかった 問 いであるが 1 万 円 まで が 39% 2 万 円 まで が 36% 3 万 円 まで が 21% 5 万 円 まで が 4% 5 万 円 以 上 は0%という 結 果 を 得 た ここから 教 材 の 一 つとして 購 入 する 場 合 の 上 限 金 額 は2 万 円 までとす るのが 妥 当 であるとした 4のOSについては わからな い という 回 答 が 66%であり OSには 特 にこだわらなく ても 良 いという 結 果 を 得 た これらの 結 果 から 生 徒 ととも に 考 察 した 結 果 入 学 生 に 購 入 してもらう 端 末 は OSを 限 定 せず2 万 円 までのもので 入 学 以 前 にどのように 使 用 するかを 周 知 徹 底 して 情 報 を 伝 えるべき とした (2)MSR( 朝 読 )での 電 子 書 籍 の 読 書 本 校 では 以 前 より Morning Silent Reading(MSR)という 朝 の 読 書 時 間 を 設 けていた 学 年 主 任 と 学 級 担 任 さらに 図 書 部 長 の 許 可 をもらっ て 二 学 期 から 情 報 工 学 科 3 年 生 クラスの 課 題 研 究 班 の 生 徒 が MSRに おいてタブレット 端 末 を 使 っての 読 書 を 行 わせてもらった 電 子 書 籍 は 一 般 的 に 有 料 であるが 無 料 のものも 多 数 あり 今 回 は 電 子 書 籍 購 入 ア プリが 無 料 のもので 書 籍 自 体 も 無 料 のものを 選 ぶようにした 実 際 生 徒 全 員 にタブレット 端 末 を 持 たせたときに 読 みたい 書 籍 が 有 料 である 場 合 の 代 金 支 払 い 方 法 や 手 続 きに 問 題 が 発 生 することが 考 えられる また 読 みたい 本 が 必 ず 電 子 書 籍 としてあるかというと 完 全 でないのは 言 うまでもない MSRを 指 導 した 担 任 からは タブレット 端 末 では 実 際 に 読 書 をしているのか 何 をしているの か 分 からないといった 問 題 点 も 指 摘 された (3) 関 数 電 卓 アプリでの 工 学 計 算 や 検 定 の 受 検 は 可 能 か 計 算 尺 関 数 電 卓 ポケコンと 工 業 高 校 生 のアイテムは 変 貌 を 遂 げたが どの 時 代 にもこれらの 機 器 を 使 っての 資 格 検 定 があった 現 在 本 校 では 全 国 工 業 高 等 学 校 長 協 会 ( 以 下 全 工 協 )が 主 催 する 計 算 技 術 検 定 という 検 定 を 受 検 している この 検 定 はその 目 的 に 複 雑 な 数 値 計 算 を 正 確 にまた 短 時 間 に 行 う 電 卓 の 正 しい 使 い 方 計 算 を 合 理 化 するための 能 力 の
育 成 および 実 技 能 力 の 向 上 を 図 る と 書 かれており 使 用 機 器 には 電 卓 ( 機 種 を 問 わない) ポケコンも 使 用 可 と 書 かれている 全 工 協 事 務 局 検 定 担 当 に 問 い 合 わせをしたところ 外 部 との 通 信 機 能 は 使 えない 状 態 で 行 うこと 検 定 実 施 時 の 監 督 は 複 数 名 で 行 うこと 不 正 があった 場 合 は 全 ての 受 検 者 の 受 検 を 無 効 とする などの 条 件 付 きで 実 施 可 能 との 返 答 を 得 た 関 数 電 卓 アプリは 無 料 のものを 使 用 し 過 去 問 題 を 解 いてみたが 関 数 電 卓 にあってアプリにない 関 数 は 順 列 組 合 せ 関 数 のみで( 最 新 のものは 対 応 している) その 他 は 全 てアプ リで 対 応 できた 実 際 に 使 った 感 想 としては 計 算 式 の 途 中 でタッチすると そこにカーソルが 移 動 するの で 便 利 だ 画 面 いっぱいに 大 きく 表 示 できるので 見 やすい 機 械 的 なキーではないので 入 力 感 に 慣 れが 必 要 というような 意 見 が 出 た (4) 校 内 ネットワーク 無 線 LAN の 現 状 本 校 の 校 内 ネットワークは 校 務 系 と 教 育 系 に 大 きく 分 かれており 昨 年 度 からここに 無 線 LAN 系 がさらに 増 設 された 校 務 系 は 教 員 専 用 であり 物 理 的 に 他 とは 分 離 されているもので 成 績 処 理 などに 使 われてい る 教 育 系 は 生 徒 各 自 のログインID 及 びパスワードでネットワークに 入 る 事 ができ 授 業 や 実 習 などではサーバに 保 管 されている 教 材 配 布 教 材 提 出 フォルダから 教 材 データのやりとりを 行 っている また 各 個 人 フォルダが 用 意 されており 各 生 徒 の 教 材 データはここに 保 存 されている 増 設 された 無 線 LAN 系 のネッ トワークは ステルスモードとなっており 直 ぐにログインは 出 来 ないがMACアドレスや 利 用 者 情 報 を 登 録 する 事 で 利 用 する 事 が 可 能 となる 許 可 制 となっている セグメントは 校 務 系 教 育 系 ともに 分 かれてお り 各 サーバにはアクセスできない インターネットのみ 利 用 できる 状 態 となっている アクセスポイント( 以 下 AP)は 普 通 科 教 室 棟 には 各 階 の 廊 下 に2 台 実 習 棟 には1 階 ~4 階 までに1 7 台 設 置 されている 情 報 工 学 科 がある4 階 には5 台 のAPが 設 置 されているが 生 徒 たちが 集 まる 実 習 室 前 には1 台 づつという 事 になる (5)ネットワークテスト 実 際 に 生 徒 各 自 がタブレット 端 末 を 持 って 各 部 屋 にてインターネットに 接 続 した 際 の 状 況 を 調 べる 必 要 が あると 考 え 奈 良 県 教 育 研 究 所 の 調 査 情 報 係 の 先 生 に 相 談 し 業 者 よりタブレット 端 末 を 貸 してもらう 事 と なった 業 者 のご 厚 意 により 台 数 や 期 日 については 特 定 しないが 無 償 で 貸 していただける 事 となった 9 月 に 第 1 回 目 として10 台 のタブレット 端 末 を 約 2 週 間 お 借 りし 学 校 所 有 の4 台 と 合 計 し14 台 のタブレット で 普 通 教 室 や 実 習 教 室 などでネットワークスピードテストを 実 施 した 工 業 高 校 の 実 習 は 班 編 制 で 行 って いる 事 が 多 く その 人 数 は10 人 ~14 人 である 14 台 のタブレットでの 実 験 は 工 業 科 の 実 習 を 想 定 した このテストには BNRスピードテスト(ブラ ウザに 画 像 を 表 示 させることにより 通 信 速 度 を 測 定 する)の 画 像 読 込 み 版 を 使 用 し AP 直 下 や 各 部 屋 の 位 置 による 通 信 速 度 を 測 定 した 結 果 は 条 件 の 良 い 教 室 (AP 前 )では 14 台 同 時 の 下 り 速 度 が 3.1Mbps 条 件 の 悪 い 教 室 でも 2.62Mbpsという 結 果 となり 有 線 接 続 とは 比 べると 極 端 に 低 い
ものの YouTube などの 動 画 も 再 生 できる 状 況 であった しかし HDやHQ 動 画 は 途 中 で 止 まってしまい 視 聴 する 事 ができなかった 40M 程 度 の 電 子 書 籍 をダウンロードする 実 験 では タブレット1 台 では30 秒 程 かかるもの が 同 時 に14 台 でダウンロードすると 良 い 条 件 の 部 屋 で1 分 悪 い 条 件 の 部 屋 で 約 2 分 かかってしまい 約 4 倍 の 時 間 がかかる 事 がわかった 11 月 には 第 2 回 目 として40 台 のタブレット 端 末 を3 日 間 という 短 い 期 間 ではあ ったがお 借 りする 事 ができた タブレット 端 末 を 普 通 教 科 で 使 用 する 場 合 または 専 門 教 科 のクラス 単 位 での 授 業 を 想 定 した 実 験 とした 40 台 の 端 末 のネットワーク 接 続 設 定 に 時 間 がかかり 実 際 にテストを 行 えたのは 数 時 間 となってしまったが 40 台 同 時 接 続 の 実 験 を 行 えた 事 は 有 意 義 であった 結 果 は 第 1 回 目 と 同 様 にBNRスピードテストを 行 ったが 下 り 速 度 上 り 速 度 ともに 接 続 できない 端 末 が6 台 から10 台 発 生 し かろうじて 接 続 した 端 末 も 下 り 上 りとも1Mbpsを 下 回 り ブラウザの 表 示 さえ 危 うい 状 況 で あった やはり 接 続 するAPが 教 室 に 最 低 限 2 台 から3 台 は 必 要 となる ま た 複 数 台 のAPを 制 御 するコントローラが 必 要 となる (6)タブレット 端 末 を 使 って 制 御 学 習 を 展 開 できるか 情 報 工 学 科 では Arduino( 入 出 力 ポート 付 きマイコンボード)を 使 っての 制 御 学 習 を 今 年 度 からはじめた 現 在 は WindowsPCにUSB 接 続 し ArduinoIDE(プログラムのコンパイルや 実 行 を 行 うソフトウェア)を 実 行 している Android2.1 以 降 のOSに 対 応 しており タブレット 端 末 がUSBホストに 対 応 していれば 今 行 って いる 実 習 をタブレット 端 末 で 行 える 事 がわかった 再 来 年 度 を 目 標 に Android タブレット 端 末 での Arduino 制 御 実 習 の 研 究 を 続 ける 予 定 である (7)タブレット 端 末 を 使 った 実 習 指 導 テキスト 工 業 高 校 では それぞれの 実 習 設 備 にあわせて 各 科 で 独 自 編 纂 した 実 習 テキストを 使 用 することが 多 く 一 冊 のテキストにしている 場 合 や 実 習 項 目 ごとにプリント 教 材 を 使 用 している 場 合 がある いずれにして も 学 校 独 自 のテキストを 使 っているので 著 作 権 問 題 も 発 生 しない 今 回 の 実 証 では Arduino での 制 御 学 習 プリントとシーケンス 実 習 のプリントをPDFにしてタブレット 端 末 に 保 存 し 実 習 テキストとする 試 みを した このような 実 習 室 内 で 小 型 の 機 器 を 使 っての 実 習 には タブレット 端 末 に 保 存 したテキストで 問 題 は ないが 機 械 工 学 科 の 旋 盤 実 習 や 溶 接 実 習 さらには 建 築 工 学 科 の 測 量 実 習 など 室 内 であっても 油 や 火 花 また 室 外 での 使 用 を 想 定 すると 故 障 や 破 損 の 問 題 が 発 生 する 可 能 性 が 増 すと 思 われる PDFにしたテキスト は 細 かい 回 路 図 であったり シーケンス 図 を 拡 大 して 見 る 事 が 出 来 る 利 点 がある 現 在 テキストは 一 部 の 実 習 のある 部 分 のみとなっているのでタブレット 端 末 を 全 員 の 生 徒 が 使 う 際 には そのの 内 容 を 充 実 させなけ ればならない (8) 電 子 教 科 書 や 各 種 検 定 の 問 題 集 参 考 書 を 電 子 データとして 扱 えるか 現 在 電 子 教 科 書 (デジタル 教 科 書 )としての 専 門 教 科 の 教 科 書 はなく 高 等 学 校 の 電 子 教 科 書 としては 普 通 教 科 のものに 限 られている ただし これも 端 末 のOSによって 左 右 されることが 多 い 現 状 である 小 中
学 校 の 電 子 教 科 書 にはいろいろな 機 能 が 搭 載 されており 動 画 静 止 画 音 声 などマルチメディアを 駆 使 した ものが 出 版 されており その 内 容 は 興 味 関 心 を 呼 ぶものである 教 科 書 出 版 会 社 に 出 向 き 話 を 聞 くと 電 子 教 科 書 の 開 発 には 相 当 の 経 費 がかかり 全 ての 高 等 学 校 用 教 科 書 を 電 子 教 科 書 とするには 当 分 かかる 専 門 教 科 の 教 科 書 については 今 のところ 考 えていないとのことであった 紙 媒 体 の 教 科 書 を 生 徒 個 人 がPDF 化 す ることは 問 題 ないが そのPDFを 他 の 生 徒 に 配 る 事 は 著 作 権 上 問 題 を 生 じることとなる 現 状 としては 一 般 的 な 紙 媒 体 の 教 科 書 を 購 入 し 個 人 で 電 子 化 してタブレット 端 末 に 保 存 するという 教 科 書 二 冊 持 ち 状 態 と なってしまう 事 になる 教 科 書 とは 別 に 検 定 関 係 の 参 考 書 や 問 題 集 などは 種 類 は 少 ないが 発 刊 されている 価 格 は 紙 媒 体 のものと 同 額 となっている 電 子 化 された 参 考 書 などは 紙 媒 体 より 価 格 を 下 げてもらいたい ものである 問 題 集 については 次 年 度 に 無 償 アプリを 使 っての 自 作 問 題 集 を 作 成 することを 考 えている 5. 研 究 の 成 果 今 回 の 助 成 でタブレット 端 末 本 体 を 購 入 の 予 定 であったが 業 者 の 協 力 により40 台 のタブレット 端 末 を 借 りる 事 が 出 来 た また 本 年 度 から Arduino 基 板 も 実 習 内 容 に 取 り 入 れたので 助 成 金 から 購 入 しなくてもよ くなった そのため 予 算 計 画 の 段 階 と 大 きく 内 容 が 変 わってしまった 事 を この 場 をお 借 りしてお 詫 びし ます しかし タブレット 端 末 を 個 人 購 入 した 際 に 問 題 となる 学 校 内 の 無 線 LANインフラ 整 備 に 充 当 できた 事 は 大 変 有 意 義 であった 県 立 高 校 ではこのような 予 算 が 付 く 事 は 少 なく 今 回 の 大 きな 成 果 のひとつであ る タブレット 端 末 がポケコンに 代 わるアイテムと 成 り 得 るかについては 今 回 の 実 証 実 験 で 確 かなものと なった この 取 り 組 みが 情 報 工 学 科 から 本 校 の 工 業 系 学 科 に 広 がり さらには 商 業 系 学 科 にまで 広 がって 学 校 全 体 の 取 り 組 みとなるよう さらに 研 究 を 進 めていきたい 6. 今 後 の 課 題 展 望 現 状 では 携 帯 電 話 やスマートフォンの 校 内 持 ち 込 み 禁 止 や 校 内 での 使 用 禁 止 となっている 学 校 が 多 く 本 校 においても 授 業 中 の 使 用 は 禁 止 されており 校 内 持 ち 込 みは 良 いものの 校 内 では 鞄 の 中 に 入 れておく 事 となっている 今 回 の 実 証 実 験 では 特 別 に 無 線 LANへの 接 続 を 許 可 してもらい 実 験 を 行 っている 生 徒 が どの 生 徒 かを 教 科 担 当 が 把 握 した 上 で 使 用 させてもらった 情 報 工 学 科 の 新 入 生 が 教 材 としてタブレット 端 末 を 購 入 する 事 となっても 校 内 での 使 用 を 許 可 してもらうためには 特 別 な 専 門 教 科 だけで 使 用 を 認 めら れても 意 味 が 無 いので 学 校 全 体 でもっと 深 い 議 論 と 全 体 としての 取 り 組 みが 必 要 となる 今 回 の 助 成 金 で Webアクセス 制 限 やアンチウィルス 対 策 などが 可 能 となった APも 増 強 され ネットワークへのアクセスも 保 証 された しかし 盗 難 や 破 損 故 障 時 の 対 応 についてはまだまだ 検 討 を 要 する 研 究 当 初 の 予 定 では 平 成 27 年 度 本 校 情 報 工 学 科 への 入 学 生 からの 購 入 を 目 指 したが 保 護 者 の 負 担 を 少 しでも 軽 減 すること そ して 公 正 な 立 場 で 業 者 を 選 ぶことを 重 要 と 考 え 入 札 を 行 って 機 器 選 定 をするべきとなったが 新 入 生 購 入 物 品 選 定 の 時 期 を 過 ぎてしまい27 年 度 入 学 生 には 購 入 してもらうことができなくなった 今 回 の 研 究 成 果 を もとに 引 き 続 き 研 究 を 続 け 再 来 年 度 の 購 入 物 品 選 定 の 時 期 となる10 月 末 までに 入 札 を 実 施 したい 7.おわりに 今 回 このように パナソニック 教 育 財 団 より 実 践 研 究 助 成 を 受 け 研 究 を 進 められたことは 限 られた 予 算 の 公 立 高 校 としては またとない 機 会 を 与 えていただきました パナソニック 教 育 財 団 に 対 しまして 有 意 義 な 検 証 研 究 が 行 えたことをここに 感 謝 いたします