[論文レビュー] Digital Technologies In The Early Primary School Classroom

Nathalie Sinclair, Anna Baccaglini‐Frank|arXiv (Cornell University)|Feb 10, 2016

Education and Technology Integration参考文献 77被引用数 14

ひとこと要約

本論文は、小学校低学年（K-2）におけるデジタル技術の教育的応用に関する研究を統合し、仮想マニピュレーティブ、プログラミング言語、インタラクティブホワイトボードなどの多様なツールが、教育と学習に与える影響を検討する。これらの技術の設計選択が、数学学習の認知的および感情的側面にどのように影響するかを強調し、教育者がその教育的便宜と教室実践の要請に基づいてツールを評価・選択するための指針を提供する。

ABSTRACT

Papert's (1980) work with Turtle Geometry offered an early and provocative vision of how digital technologies could be used with young learners. Since then, research on digital technology use has focused on the middle and high school levels. Given the increasing diversity of digital technologies, and their varied underlying pedagogical goals and design choices, Clements' (2002) claim that there is no single effect of the computer on mathematics achievement is as true now as it was a decade ago. However, many advances have been made in better articulating the range of design choices that are possible, their potential effect on the cognitive and affective dimensions on mathematics learning, and their varying demands on the teacher. The aim of this chapter is to summarise the research literature on the use of digital technologies in the teaching and learning of mathematics at the k-2 level. In particular, we focus on literature that contributes to our understanding of how the use of digital technologies affects and changes the teaching and learning of mathematics - that is, how different affordances and design choices impact on the way teachers and learners interact and express themselves mathematically. By digital technologies we refer to a range of tools including multi-purpose computer-based software programs, web-based applets, virtual manipulatives, programming languages, CD-ROMs, games, calculators, touchscreen applications and interactive whiteboards. The distinction between these various types is not always evident and, indeed, one goal of this chapter is to provide useful distinguishing features of these various technologies in order to help educators better evaluate and choose amongst them.

研究の動機と目的

• 中学校・高校レベルに比べて、小学校低学年（K-2）におけるデジタル技術の使用に関する研究の不足を補うこと。
• 小学校低学年における若年生の数学学習の認知的および感情的側面に、デジタルツールの設計選択がどのように影響するかを検討すること。
• 仮想マニピュレーティブ、プログラミング環境、インタラクティブホワイトボードなどのデジタル技術の種別を明確にすることで、教育的意思決定を改善すること。
• 小学校低学年の数学指導へのデジタルツール統合に伴う変化する要請を理解する支援を教師に提供すること。
• 教育的目標、設計特徴、教室実践のニーズに基づいて、デジタル技術を評価するためのフレームワークを提供すること。

提案手法

• K-2の数学学級におけるデジタル技術使用に関する既存の研究文献を系統的レビューすること。
• コンピュータベースのソフトウェア、ウェブベースのアプリレット、仮想マニピュレーティブ、プログラミング言語、インタラクティブホワイトボードなどのタイプに分類してデジタルツールを分類すること。
• 技術の特定の設計特徴が、生徒の関与、数学的思考、および教師の指導支援にどのように影響するかを分析すること。
• さまざまな技術が、若年生における数学的表現や相互作用をどのように支援または阻害するかを統合的に分析すること。
• Papert（1980）とClements（2002）の理論的枠組みを用いて、技術の学習成果および教育的実践への影響を解釈すること。
• 技術の背後にある教育的目標と認知的便宜に基づいて、技術を区別することに重点を置くこと。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 異なるデジタル技術は、若年生が数学的アイデアとどのように相互作用し、表現するかに、どのように影響を与えるか？
• RQ2 K-2の学級で数学的学習を支援または阻害するデジタルツールの主な設計特徴は何か？
• RQ3 デジタル技術が初期小学校教育に統合されると、数学学習の認知的および感情的側面はどのように変化するか？
• RQ4 さまざまなデジタル技術を用いた初期小学校の数学指導において、教師の役割と指導的要請はどのように変化するか？
• RQ5 教育者が、教育的目標と教室の文脈に基づいて、効果的にデジタルツールを評価・選択するにはどうすればよいか？

主な発見

• 小学校低学年の数学的学力に与えるデジタル技術の影響は一様ではなく、工具の設計と実装に大きく依存する。
• 豊富なインタラクティブ性と即時のフィードバックを備えたツール—例えば仮想マニピュレーティブやプログラミング環境—は、若年生の概念的関与を深める。
• 技術の設計選択は、生徒が数学的思考をどのように表現するか、および教師がこれらのツールを通じて学習を仲介する方法に顕著な影響を与える。
• デジタル技術の効果性は、特定のツールに関連する教師の内容知識および指導内容知識に強く依存する。
• 静的アプリレットと動的で探求的環境との違いは、学習目標と一致するツール選定において極めて重要である。
• 意図的な指導設計を伴うと、インタラクティブホワイトボードやタッチスクリーンアプリケーションは、協働的な数学的対話を促進する可能性を示している。