構成主義（学習理論）

構成主義的学習とは、学習者が周囲の世界を理解するためのメンタルモデルを作成することである。構成主義は、生徒がすでに知っていることを利用してさらなる知識を獲得する、生徒中心の発見学習を提唱している。 ^[1]生徒は、講義や段階的な指導ではなく、教師によるコーチングを通じて、さまざまなアイデアや知識領域を結び付けるプロジェクトベースの学習 に参加することで学習する。 ^{[1]さらに、構成主義は、人々が現実世界で有形の物体を積極的に作っているときに、学習が最も効果的に行われると主張している。この意味で、構成主義は}経験学習 と関連しており、ジャン・ピアジェの認識論的構成主義理論に基づいている。^[2]

シーモア・パパートは、国立科学財団への提案書「構成主義：初等科学教育の新たな機会」の中で、構成主義を次のように定義しました。

構成主義という言葉は、このプロジェクトの根底にある科学教育理論の2つの側面を表す記憶法です。心理学の構成主義理論から、学習を知識の伝達ではなく再構築と見なします。次に、操作教材の考え方を拡張して、学習者が意味のある成果物を構築することを経験する活動の一部として学習が最も効果的であるという考えにまで広げます。^[3]

一部の学者は、構築主義を「作ることで学ぶ」方式として説明しようとしたが、シーモア・パパートとイディット・ハレルが『構築主義の位置づけ』の冒頭で述べているように、それは「そのような方式で伝えられるよりもはるかに豊かで多面的で、その意味合いははるかに深い」ものと考えられるべきである。^[4]

パパートのアイデアは、彼の代表作『マインドストーム: 子供、コンピューター、そして強力なアイデア』 (Basic Books、1980 年)の出版によって広く知られるようになりました。パパートは、子供たちが教育用プログラミング言語であるLogoでプログラムを作成する様子を描写しました。彼は、子供たちの学習を「数学の国」での生活に例えました。そこでは、数学的なアイデアを学ぶことは、フランスに住みながらフランス語を学ぶのと同じくらい自然なことでした。^[4]

構成主義的学習では、生徒が創造的な実験や社会的な物を作ることを通して、自分自身の結論を導きます。構成主義的教師は、指導的役割を担うのではなく、仲介的役割を担います。生徒に「教える」のではなく、生徒が問題を理解できるように支援し、また、お互いに理解できるように支援します。^[4]教師の役割は、講師になることではなく、生徒が自分の目標を達成できるように指導するファシリテーターになることです。^[1]

問題解決型学習は、生徒に複数の問題を提示し、それらの問題を通じて主題の理解を構築するよう求めることで、生徒が主題について学習できるようにする構成主義的な方法です。この種の学習は、生徒がさまざまな方法で問題を解こうとすることで頭を刺激するため、数学の授業で非常に効果的です。^[5]

次の 5 つの戦略により、問題解決型学習がより効果的になります。

1. 学習活動はより大きな課題と関連している必要があります。より大きな課題が重要なのは、学習活動が生活の多くの側面に応用できることを学生に理解させ、その結果、学生が行っている活動が有用であると感じる可能性が高くなるためです。^[6]
2. 学習者は、全体的な問題に対する所有権を持ち始めていると感じられるよう支援される必要がある。^[6]
3. 本物の課題は学習者のために設計されるべきである。つまり、学習を価値あるものにするためには、課題と学習者の認知能力が問題に一致していなければならない。^[6]
4. 学習者が学習した内容の過程をじっくり考えることができるように、学習内容についての振り返りを行う必要がある。^[6]
5. 学習者がさまざまな状況でさまざまな視点からアイデアをテストできるようにし、奨励します。^[6]

構成主義は数学だけでなく社会科学にも応用できます。たとえば、生徒に地理の事実を暗記させる代わりに、教師は川、湖、山が記されていない白地図を生徒に渡し、本や地図の助けを借りずに主要都市がどこに位置しているかを解読するように求めることができます。これにより、生徒は用意されたリソースを使用せずに、事前の知識と推論能力を使用してこれらの地域を特定する必要があります。^[7]

デジタル ストーリーテリングは、社会科学への構築主義のもう 1 つの応用です。学生は、地域社会の機関を訪問してその歴史を理解して記録し、OpenStreetMapなどのツールを使用してローカル マップを作成し、デジタル マップを充実させ、地元の公共機関の目的と活動について議論して、政治科学 (公民) の理解を深めることができます。デジタル ストーリーテリングは、ベンガルールの公立学校で、社会科学に対する学生の理解を深めるために使用されています。

パパートは、子供たちに数学を教えるために初期にLogo言語を使用したのを始めとして、教室にテクノロジーを導入することを強く主張した。構成主義は、その推進力により、主に科学と数学の教育（探究型科学の形で）で使用されてきたが、学生が補完的な実践でメディア理論と実践を同時に行うことが多いメディア研究の分野では、異なる形で発展したとも言える。最近では、第二言語習得（SLA）の分野で応用言語学に足場を築いている。そのような応用の1つは、人気ゲームSimCityを構成主義の手法を用いた英語教育の手段として使用することであった。 ^[8]

1980年代初頭、レゴグループはMITメディアラボのパパート研究グループの研究に資金を提供した。当時、同グループは「認識論と学習グループ」と呼ばれていた。レゴが1998年にパパートグループの研究を基にしたレゴマインドストームロボティクス発明システムを発表したとき、同社はシーモアの1980年の本のタイトルから「マインドストーム」という名前を使用する許可を得た。レゴグループのレゴシリアスプレイプロジェクトでは、ビジネスマンがプラスチックブロックという媒体を通じて企業の問題やアイデンティティを表現することを学ぶ。^[4]

2005年から2014年にかけて、発展途上国で構成主義学習を実践するための「One Laptop Per Child」イニシアチブが実施されました。その目的は、発展途上国のすべての子供に100ドル相当のノートパソコンを提供することでした。^[4]

学習に対する構成主義的アプローチをサポートするために、教育目的で全体的または部分的に作成されたプログラミング言語が数多くあります。これらの言語は動的型付けされ、リフレクティブです。次のような言語が含まれます。

• Logo はマルチパラダイム言語であり、括弧のないLispの読みやすい適応型および方言です。Logo は、1980 年代に小学生にタートル グラフィックスを紹介したことで知られています。作成者はWally Feurzeig、Cynthia Solomon、Papert です。
• Smalltalk は、Xerox PARCでAlan Kayが率いるチームによって設計および作成されたオブジェクト指向言語です。
• AgentSheetsは、子供がゲームやシミュレーションを作成するための初期のブロックベースのプログラミング環境です。Alexander Repenningによって開発されました。
• Etoys は1990 年代からAlan Kayの指導の下、最近ではViewpoints Research InstituteによってMorphicタイル スクリプトに基づいて開発されてきました。Etoys は当初、小学校の数学と理科の教育を対象としていました。
• Physical Etoys は、Lego NXT、Arduino Board、Sphero、Kinect、Duinobot、Wiimote などのさまざまなデバイスを制御できる Etoys の拡張機能です。
• Scratchは21世紀初頭、パパートの弟子ミッチェル・レズニックが率いるMITメディアラボ生涯幼稚園グループで開発された。Etoysと同様に、Scratchはモーフィックタイルスクリプトに基づいている。Scratchは当初、経済的に恵まれない地域の放課後児童センターでの技術習得を促進するために特別に設計された。^[9]
• StarLogo TNG は、Eric Klopfer率いる MIT Scheller Teacher Education Program によって開発されました。ブロック プログラミング インターフェイスと 3D グラフィックスを組み合わせたもので、中学校や高校でのゲームやゲームのようなシミュレーションのプログラミングを対象としています。
• NetLogoはUri Wilenskyによって開発されました。これは子供たちに計算推論と思考を教えるために開発され、同時に多数のタートルの存在を可能にすることでLogo言語を拡張しました。NetLogoはK-12環境だけでなく、エージェントベースモデリングの概念に関心を持つ研究者にも広く使用されています。
• AgentCubesは、子供が3Dゲームやシミュレーションを作成するためのブロックベースのプログラミング環境です。Alexander Repenningによって開発されました。
• Easy Java Simulations または Ejs または EJS は、Open Source PhysicsのFrancisco Esquembre 氏によって開発されました。ユーザーは、シミュレーションを実行する方程式やその他の数式を宣言および整理して、より高い概念レベルで作業します。これは、中等学校や大学での物理シミュレーションのプログラミングを対象としています。
• LEGO WeDo は、LEGO WeDo パワー ファンクション ハブで使用される、7 歳以上の子供向けのグラフィカル プログラミング言語です。
• LEGO MINDSTORMS EV3 は、 10 歳以上の子供向けのデータフローグラフィカル プログラミング言語です。
• ロボット エミルは、子供向けの構成主義教育ツールです。小学生を対象としており、段階的にプログラミングを教えます。

• 構成主義学習の本質 – MIT が公開する構成主義に関するオンライン読書リスト
• 生涯幼稚園グループ – MIT 生涯幼稚園研究グループ
• コネクテッドラーニングとコンピュータベースモデリングセンター – ノースウェスタン大学の構成主義学習とエージェントベースモデリング研究グループ
• アッカーマンによる構成主義と構築主義について -エディス・アッカーマンはピアジェの構成主義、ヴィゴツキーの社会構成主義、パパートの構成主義の違いを解説します。