国立大学法人 兵庫教育大学付属中学校　STEAM Lab は生徒の主体的な学びをサポートする拠点

自作したツール群を用いながら、体験的に情報セキュリティーサイバー・セキュリティーを学ぶ授業を展開したいと考えていました。各自のGIGA端末で行うことも検討していましたが、「高性能なSTEAM Lab導入端末と比較して、GIGA端末は処理に 3 ~ 4倍の時間が掛かってしまう」「各種ツールを生徒の端末で利用できるようにすることに対するセキュリティー上の懸念」といった理由から、STEAM Labを利用しました。

・自作ツール群は、事前にデスクトップヘショートカットを作成するなどして準備を行っていたため、スムーズに、かつ固まることもほとんどなく利用することができました。
・実際の授業では、電子黒板を用いた説明の時間と、実際にPC操作を行う活動の時間を交互に行いました。多機能な電子黒板も導入されていたため、生徒の意見を聞きながら、授業を進めることが容易でした。
・総じていえば、STEAM Labを利用することで、生徒がストレスなく活動を行うことができ、また、対話を通じた学びを促進することができたと考えられます。

・パスワードのハッシュ値を調べるためのパスワード解析ツールはすごくハッカー側には便利だなと思いました。でも、そのパスワード解析ツールはどこのだれがつくっているのかがとても気になりました。パスワード解析ツールはネットにはないのかということも気になりました。もしも、ネットパスワード解析ツールがあるのだとしたら、それをネットから消せばハッカーは少しでも減るのではないかと思いました。
・セキュリティーについて、前回よりも知識を増やすことができました。特に記憶に残っているのは「情報の技術はハッカーと企業などのいたちこうこで発展している」ということです。対策をすれば攻撃の技術を上げてくる・・と終わりのない戦いになってきそうだなと思いました。
・スマホのパスワードとかを4桁とか普通にしている人もいると思うけど、一瞬でバレると分かって少し怖くなりました。すぐバレないように、今日からは、数字、アルファベット小文字、大文字、記号もいれて16文字にしたいなとおもいました。

STEAM Labを用いて授業を行った際に、技術室で授業を行う場合と比較し、2点不便であると感じました。1点目は、すべてのPCに対し、デスクトップにショートカットを作成するなどの一括操作ができないことです。そのため、事前の準備に大変時間が掛かってしまいました。2点目は、STEAM Lab内のレイアウトです。自己調整学習などを行うには適しているレイアウトではありますが、やはり一斉教授したい場面もあり、そういった場合には適していないレイアウトであることが分かりました。こういったことは、今後の課題として引き継ぐ必要があるでしょう。

・班のメンバーと協力して問題解決にむけて作業していくことができました。レーザー加工の知識を深めることができました。
・自分たちがこれまで技術の授業で学んできたプログラ三ングや木材の加工などのできることを多く利用することも意識して取り組みました。
・ロボットをつくるきっかけは自分のすぐ近くにあって、問題解決のためにさまざまな道具、知識を用いて作成することが大切だと思いました。また、利用者の気持ちを考えることも大切だと思いました。
・人々が何を解決したいのか人視点から見ることも大切だけど、ロボットになってみてロボット目線から考えて直さないといけないところなどを考えました。コスパや大量生産できるか、環境は良いかなどさまざまな条件を考えるのはとても難しかったけど、どれが最善なのかしっかり考えることができました。
・今までは、ロボットを作る側ではなかったので、改めてロボット1つ作ることが、こんなにも大変だと学ぶことができました。また、ロボット作りの中で、プログラ三ングを使って機構を動かしていったので、プログラ三ングの知識はこれからの人生で必要だと感じました。その知識をつけるために、高校でも学び続けたいと思います。

今回の実践では、デジタル・ファブリケーション機器として、レーザー加工機を使用しました。今後はレーザー加工機に加えて3Dプリンターを用いるなど、用途に応じてさまざまなデジタル·ファブリケーション機器を使い分けるなどの工夫を行いたいです。

・製作する際にどれくらいの材料で作れるのか、時間はどれくらいかかるか、使用するときのことなどを意識して取り組めばよいと思いました。
・製作する際にあらかじめ、作業工程・設計、製作するときを想定しつつ取り組むことが大切だと思いました。
・実際に起きる問題を見つけ、改善した方が良い所、改善しなくても大丈夫な所を見出しました。製作する上で設計すること、サンプルを作ることがとても大切だと実感しました。

今回の授業では生徒が活動を行う際に事前に準備した3Dプリンターで作成した模型を使用しましたが、今後は問題解決を行う際に生徒が設計した作品のプロトタイプを3Dプリンターで作成し製作に向けて改良や再設計を行うなどさまざまな活用方法について検討したいです。

兵庫県加東市に位置する兵庫教育大学附属中学校は、「教員養成フラッグシップ大学」に指定された国立大学法人兵庫教育大学の附属中学校です。教科指導における ICT 活用などの取り組みがいち早く認められ、日本教育工学協会が定める学校情報化優良校にも認定されています。そんな先進的な ICT 教育に取り組む同校に設置された STEAM Lab の活用事例について、兵庫教育大学の森山潤教授と永田智子教授にお話を伺いました。

GIGA スクール構想の一人一台端末として Chromebook を貸与している同校は、 フラッグシップ大学に指定され将来の教員を育成する兵庫教育大学と足並みを揃える形で STEAM Lab が設置されました。 STEAM Lab に含まれる高性能 PC 31 台が設置されたことで、 授業でも一人ひとりが高性能 PC に触れられる環境となった同校では、 空調をしっかりと管理することで機器の安定した動作環境も整備。さらに、 STEAM Lab 内に設けられたフリースペースでは、 意見交換や協働作業の場としても活用されるなど、 生徒が主体性を持って学習が行えるような工夫がされていることが大きな特徴です。そんな同校は、所属する教職員に対してフラッグシップ大学に指定された兵庫教育大学が持つ STEAM 教育のノウハウや考え方を学ぶための研修会を実施。将来を担う生徒たちの興味と学習意欲を駆り立てる授業デザインを行うことで、 深い学びへと結びつける取り組みにつなげています。

同校の STEAM Lab には、 生徒の数に合わせた高性能 PC だけでなく、教育実践を研究する大学の附属校という強みを活かし、 大学から支援を受けて 3D プリンターの追加や薄い MDF 素材ならカッティングも可能なレーザー加工機の導入など、 充実した機器環境を実現しています。こうした恵まれた環境下において、技術科のカリキュラムに含まれる 3D プリンターに関する知識や技術を磨き、 作品を作り上げていくことでより深い学びへとつなげています。また、 3D プリンターで出力するためのモデリングや Adobe Illustrator のようなソフトを活用したポスター制作といった高性能 PC が求められるシーンでは、同校で貸与される Chromebook を片手に STEAM Lab の PC を操作する生徒も現れるなど、 異なる 2 機種それぞれの長所を生かした活用をするといった動きも芽生え始めています。

同校の STEAM Lab は、 技術科の内容「D. 情報の技術」の授業を中心にさまざまな単元で活用していますが、 それだけでなく社会貢献にも活用されています。そのひとつの取り組みが中学 3 年生の技術科の 「総合的な問題の解決」 という単元で行われた “バリアフリーのお助けグッズを開発しよう” というプロジェクト。例えば、3D プリンターやレーザー加工機、そして micro:bit やギアを組み合わせる教材を使用して、 車椅子の人が開閉しやすいドアノブを作ろうという取り組みもそのひとつです。こうした取り組みを通じ、 森山教授は「世の中の課題解決など、 誰かのためにチャレンジする経験を通じて自己肯定感が高まり、 同時に自分が社会や未来を変えられるのかもしれないという気持ちを持ってくれます」 と語ります。また「こうした取り組みを行っていくうえで、教職員に対しても社会の問題解決に使える道具であることを理解していただくために、 機器活用に対するハードルを下げていくことも重要ですね」 と永田教授は、 さらなる活用に向けた取り組みの重要性についても語られました。

2023 年度から本格的に導入された STEAM 教育ですが、 森山教授は 「STEAM 教育を行っていくにあたり、 STEAM Lab が活用されなかったケースもありました。 2024 年度以降は、 Lab 活用をメインとしたカリキュラムを取り入れたいですね」と意欲を語る。その一方で、「社会の課題を取り上げる STEAM 教育は、従来の総合的な学習の時間と入口が異なるということを教職員に理解してもらうことが重要になります」 と課題についても言及します。さらに、森山教授は続けて「例えば、課題解決に向けた取り組みの中で生徒からさまざまな意見が出ると思います。教職員の引き出しが多いほど、 生徒から出たアイデアに対して解決に向けたツールや機器の提案がしっかりと行えます。逆にそこができないことによって、 デザイン思考で進めていくことに対して不安を持たれます」と教職員が抱える不安についても触れ、 「これらのスキルと考え方の部分をセットで養うための研修を続けていきたいです」とインタビューを締めくくりました。

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