1対1のコンピューティング

教育の文脈では、1対1コンピューティング（「1：1」と略されることもある）とは、学校や大学などの学術機関を指し、在籍する各学生が電子デバイスを使用してインターネット、デジタルコース教材、デジタル教科書にアクセスできるようにします。^[1]この概念は、1990年代後半から積極的に研究され、散発的に実装されてきました。^[2] 1対1コンピューティングは、学生が自分のラップトップ、スマートフォン、またはその他の電子デバイスを授業で使用することを推奨または要求する「個人所有デバイスの持ち込み」（BYOD）ポリシーと対比されていました。多くの学校が保護者にデバイスを購入することを推奨し始めたため、BYODと学校支給のデバイスの区別は曖昧になりました（iPadとChromebookの両方が学校で1対1で使用されているが、保護者が費用を支払っている例があり、他のデバイスについても同様の証拠がある可能性があります）。教育における 1:1 コンピューティングという用語は、現在、学習ツールとして授業で使用されるデバイスを学生が 1 人 1 台利用できる状況に再定義されています。歴史的に、プログラムは次のデバイスを中心に行われてきました。

• 1990 年代から 2010 年までのラップトップ(Windows および Mac)。
• iPad（競合するAndroidおよびWindowsデバイスを含む）2010-2014
• Chromebook（2015年現在）（iPad+キーボードやその他のノートパソコンやタブレットコンピュータと競合）。^[3]

教育レベルは、ユーザーの準備状況、予算、期待されるメリット、費用対効果などの要因を通じて、採用の種類に影響を与えます。^[4]

• 若い生徒の間では、iPad や競合するデバイスは依然として非常に人気がありますが、必ずしも 1 対 1 というわけではありません。より裕福な学校の多くは、生徒 1 人につき 1 台の iPad を配布し、学年を通して使用しています。
• より多くのタイピングを必要とする学生にとって、Chromebook は最も一般的です。中学校、高校、そしてある程度は大学も Chromebook の顧客となっています。
• 高等教育を受ける成人学生の場合、BYOD アプローチが最も多く採用されています。教育機関は WiFi と Web ベースの LMS アクセスを提供しています。ただし、Chromebook は多くの図書館で見つけることができます。

デバイスの 1 対 1 の可用性によってデバイスの有用性が向上するという点については、意見が一致しているようです。デバイスを共有しなければならないと、体験の強度と長さが減少し、ファイル管理、構成管理、デバイス管理、配布に余分な時間がかかるため、教育効果が低下します。

クラウドコンピューティング以前は、主な利点はデバイスへのアクセスに関するものでした。クラウドコンピューティングが進歩するにつれて、コラボレーション、コスト削減、ペーパーレス化、21世紀のスキルがより重視されるようになりました。Redの研究では、主要な研究結果に1：1とコラボレーションが含まれていました。^[5] 1対1コンピューティングは、平等なアクセス、標準化、簡単なアップグレード、シンプルなネットワーク、生徒の進捗状況とオンライン行動を監視できるという利点があります。これらの理由から、1対1コンピューティングは多くの国の教育政策の主要な部分を占めています。これらの利点は、発展途上国の何百万人もの子供たちに電子機器を支給することを目的とした慈善団体であるOne Laptop per Child（OLPC）の1対1モデルの基礎でもあります。インターネット接続の成長により、クラウドコンピューティングを使用してデータと管理をデバイスからクラウドコンピューティングに転送する可能性により、教師による技術サポートの必要性が大幅に削減されました。

1対1の究極的な学業上の利点は、もしあるとしても不明です。1対1の時代が異なれば、その利点は同じではないかもしれません。

ラップトップ時代、ラップトップは既存の教育の補助として使われることが多かった。ラップトップの使用が限られていたため、その教育的価値と、高額な維持費が投資に見合うかどうかという疑問が強まった。ボストン大学が発表した研究によると、ラップトップ時代の1対1の教育的価値は教室の教師次第だった。^[6] 2007年の記事によると、学力向上の証拠がなかったため、一部の学校では1対1プログラムを段階的に廃止している。^[7]（ただし、記事で言及されている学区は2017年4月に1対1 Chromebookイニシアチブを開始したことに注意してください^[8]）

他の研究では、特定の科目、特に作文の成績において、学校支給のラップトップの使用と相関関係にある一定の進歩が見られたと報告されています。1:1プログラムの結果には幅があり、その利点や欠点についてコンセンサスが得られていません。^[9]

iPad の時代になると、学校での iPad (および同等のタブレット) の導入が増加し、その結果、学校での 1:1 プログラムが増加しました。1:1 プログラムの教育的価値と実装方法についての研究がますます増えるにつれて、教育に特化したアプリケーションやツールがますます多く利用可能になりました。

人気の理由は、タッチスクリーン、優れたバッテリー寿命、アプリケーションの可用性、そして一般的なブランド関連のイメージと、ラップトップ/デスクトップと比較した比較的使いやすさでした。

Chromebook 時代にはいくつかの大きな成功要因がありました (そのうちのいくつかは iPad 1:1 の学校でもよく使用されていました)。

1. 非常にポータブル: 小型のノートパソコン、軽量。
2. デバイスの自動更新。デバイス管理の必要性と更新中の待機の必要性を減らします。
3. 素早い起動/スリープからのほぼ瞬時の復帰。
4. バッテリー寿命（学校での1日を快適に過ごせました）
5. 完全にデバイスに依存しません。バックアップされたファイルと構成は、いつでも、どこでも利用できます。これにより、教育コンテンツを配布できます。また、予備の Chromebook を在庫しておくこともできます。学生が自分のアカウントでログインすると、問題なく動作しました。iPad と PC は、デバイス上に多くの構成情報を保存するため、素早い交換が困難または不可能でした。
6. クラウドベースの一般的な生産性向上ソフトウェアが利用可能になりました。これにより、メモを取ることができ、ペーパーレス化が実現しました。
7. 購入コスト、運用コスト、メンテナンスコスト（所有コスト）の両方が低い（iPad やラップトップと比較して）。
8. 専門能力開発と、さまざまな科目の指導における 1 対 1 の使用の組み込みへの注目が高まりました。
9. WiFi のコスト、自宅でのデバイス使用の傾向の増加、修理、保険、一時的な交換などのプロセスに関する認識の高まりにより、保護者や教育委員会などの関係者の関与が増加しました。
10. 評価とテストでの使用が増加します。
11. コラボレーション、自主学習、探究型学習の強化

1:1コンピューティングプログラムには、教育成果の向上から平等性の向上まで多くの目標があり、非常に幅広い教授法に関連しているため、全体的な成功や価値を判断することも困難です。文書化され研究されている注目すべき利点の1つは、1:1コンピューティングイニシアチブが、学習者がどこからでもアクセスできるデジタル形式で利用可能なオープン教育リソース（OER）の使用をサポートする可能性があることです。^[10]

1:1 のデメリットについては議論の余地がありますが、子どもの私生活でもかなりのスクリーンタイムが見られるのに、「スクリーンタイム」を増やすことには一般的に反対意見があります。置き換えられたもの (紙、絵の具、より多くの本を持ち歩くこと) を含め、あらゆるテクノロジーには心理的および/または身体的なデメリットがある可能性があります。

デバイス自体には依存性はありませんが、一部のアプリには依存性があります。^[11]また、画面やWiFiからの放射線への曝露による影響の可能性についても異論があるかもしれません。利点の項で述べたように、有効性に関する科学的証拠については一般的なコンセンサスはありません。1:1のように新しい分野では、使用される技術に大きな変化が見られるため、明確なパターンが出現して合意に達するまでには時間がかかるかもしれません。

コスト自体がデメリットになることもあります。低所得者層やホームレス率の高い地域の学校や学区は、Chromebook プログラムは宿題の返却率が紙よりも優れていると主張しています。その他のデメリットは、インフラストラクチャの持続可能性に関連している可能性があります。現在、1 台の Chromebook のすべての交換部品の合計コストは、学区の一括割引で入手できる Chromebook のコストを超えています。このため、学区は従来の修理モデルから Chromebook を使い捨てデバイスとして扱うように移行しました。もう 1 つのデメリットは、信頼性を将来にわたって保証する必要があることです。最近まで、バッテリー技術が改善される前は、ラップトップは主にポータブルでないデバイスとして機能していました。ラップトップに関連するバッテリーやケーブルの問題など、多くのコンポーネントの問題が Chromebook モデルにまで及んでいます。これは、Chromebook が通常はるかに大量に配布されることによる問題です。これにより、克服する必要がある指導が中断されるリスクがあります。

1対1には相当の組織的投資が必要です。デバイスの購入費用に加え、所有コストも無視できません。所有コストには、接続/WiFi、充電設備/キャディ、実装、トレーニング、ソフトウェアライセンス、監視、セキュリティ、アップグレード、メンテナンスなどが含まれます。したがって、1対1モデルの全体的な費用対効果は明確ではありません。技術コストとは別に、指導方法の変更自体には労働集約的な作業が必要であり、専門能力開発、ライセンス、教材の書き直し、授業計画の再設計が必要になる場合があります。

すべての関係者が関与し、責任を持って採用/実装が行われるようにするための方法論がいくつかあります。たとえば、マサチューセッツ州ネイティックの公立学校の 1:1 プログラムには、プロジェクト レッド シグネチャー ディストリクト^[12]であることを示す「レッド」ロゴがあり、レッド方法論に従っていることを示しています。また、Apple Distinguished District ロゴもあります (Google や Microsoft などの競合他社には独自の認定プログラムがあります)。文書を見ると、Chromebook の数が増え、ボストン カレッジの研究との協力を含む成熟した計画プロセスがあることがわかります。

インターネット サービスとデータ料金のコストが下がるにつれて、WiFi の速度とアクセス性が向上し、Chromebook や教育用に使用されるその他のデバイスのユーザーにとって制限要因ではなくなりました。

米国を拠点とする Chromebook プログラムは、1:1 プログラムの経済性に変化をもたらした可能性がある。1:1 プログラムでは以前のプログラムよりも優れた WiFi ^[要出典]が必要であるが、バックグラウンドで自動的に更新およびパッチを適用する ChromeOS を使用しているため、メンテナンス コストが削減される。Chromebook の購入価格は、競合デバイスよりも大幅に低かった。IDC の調査によると、メンテナンス コストは大幅に低かった。^[13] Chromebook のバッテリーは 1 日中簡単に持続するため、学校では生徒に自宅で充電させ、学校には交換用の在庫のみを用意する (故障した、忘れた、充電切れの Chromebook 用) ことで、充電機器や台車の必要性を減らす実験を行った。GAM (Google アカウント管理) はライセンス料を請求したが、Web 認証レベルよりも低い他の MDM (モバイル デバイス管理) ソリューションやセキュリティ ソリューションの必要性を排除できる可能性がある。一部の学校では、保護者がデバイスを所有する (および支払いを行う) 実験も行った。安価な機器を現場に設置することで保険料を節約でき、部屋を他の用途に使用できるようになる可能性もある。 1:1 はペーパーレス化（つまり出版社が教材の安価なデジタル版を提供する）と紙やプリンターのコスト削減も可能にしました。現時点では、これに関する本格的な研究は知られていません。しかし、個々の学校はコストと節約額を公表しています。^[14] Google Classroom ソフトウェアと G Suite の使用は、ペーパーレス化に役立ちました。これにより、学生グループへのプロジェクトの電子提出、採点、返却が可能になりました。Microsoft は、教育向け O365 の教室機能をコピーしようとしています。

2007年から2016年の間、プロジェクト・セイバルは世界で最も成功した1:1プログラムでした。^[要出典]このプログラムには、コンピューターを所有する権利に加えて、学校と家庭でのインターネット接続の権利が含まれていました。「実施以来、国のどこであっても、公教育制度に入るすべての子供に、学校での無料インターネット接続を備えた個人使用のコンピューターが与えられています。さらに、プラン・セイバルは、教育と学習の方法を変革するプログラム、教育リソース、教師トレーニングコースを提供します。」^[15] 2007年の法令では、望ましい成果として「1.2.3. 期待される結果: 3年以内に、学校と家庭でインターネット接続を100%カバーする」と指定されていました。^[16] 2009年までに、30万人の生徒全員にハードウェアが装備され、すべての学校にWiFiがありました。 2013年までにCREAにGoogleドライブとアプリが追加され、2015年までに都市部の学校の95%に光ファイバー接続が導入されました。2016年までにChromebookが利用可能なハードウェアに追加されました。^[17]元のハードウェアがFedoraベースだったため、StatCounterによると、ウルグアイは長年にわたりLinuxの普及率でトップの座を維持しています。^[18]

米国の学校での1:1プログラムは、2016年から2017年頃に本格的に勢いを増しました。2017年2月、edtechmagazineは、教師の50％以上が1:1コンピューティングを使用していると報告しました。^[19] 2017年3月、Futuresourceは、Chromebookが米国の教育市場で58％のシェアを占めていると報告しました。^[20]教育におけるChromebookの成功は、2017年5月にニューヨークタイムズで報道されました。^[21]これが成功の理由です。「これがGoogleの教育マーケティングのプレイブックになりました。使いやすく、費用を節約できるサービスで学校関係者を魅了します。次に、学校に協力してもらい、他の学校にマーケティングを行い、早期導入者を同業者の間で先進的な考えを持つ人として位置づけます。」

2017年6月、CMS地区は15万台のChromebook 1対1プログラムを実施していると報告されました。^[22] 1対1 Chromebookプログラムは、学校での熱心なユーザーによる採用と普及により、非常に人気が高まっているようです。シカゴ郊外は、最も頻繁に影響力のある人々として言及されています。第212地区のレイデンのメインページ^[23]には、ニック・ポリアック博士が「全国から2,000人以上の教育者が、デジタル時代の教育と学習について学ぶためにレイデンを訪れました」と書いていますが、これは明らかに1対1プログラムに言及しています。レイデンの1対1プログラムの歴史は、2014年の記事「地区を1対1にするには何人の管理者が必要か」で明確に説明されています。^[24]つまり、成功した学校が確かに他の学校に道を示しているという証拠があります。

1:1教育の本来の正当性は、レッドグループ（主にインテルの資金提供を受けている）^[25]の研究結果から導き出されたものと思われる。その研究結果では、教育改革の可能性について次のように述べている。「私たちの研究結果は、1:1の生徒1台とコンピュータの比率を採用している学校と、主要な実施要因が他の学校よりも優れていることを示し、教育と学習を改革することで教育の投資収益率（ROI）を大幅に向上させる機会を明らかにしています」。教育改革の影響は学術的にも強調されており、「Chromebookや、Google検索、Gmail、GoogleドキュメントなどのG Suite製品は、過去5年間でアメリカの学校で急速に普及しました。1対1のChromebookデバイスとGoogleのソフトウェア製品のアメリカの教育における広範な使用の影響は、いくら強調してもし過ぎることはありません」^{[26] [27]。Apple}も独自の1:1 iPadプログラムを推進しており、サンバーナーディーノなどで同社の「教室」ソフトウェアとiPadの採用が進んでいる兆候がいくつか見られます。^[28] 1：1プログラムが成功している他の国としては、スウェーデン、ニュージーランド（両方とも上記のニューヨークタイムズの記事^[21]で言及されている）がある。

• Bebell, D.; O'Dwyer, LM (2010 年 1 月)。「1: 1コンピューティング環境による教育成果と研究」(PDF)。テクノロジー、学習、評価ジャーナル。9 (1)。2015 年 4 月 20 日のオリジナル(PDF)からアーカイブ。
• キューバン、L. (2006)。「キューバの論説: ラップトップ革命は裸だ」。教育ウィーク。26 (8)。2013年5月11日時点のオリジナルよりアーカイブ。
• Grimes, D.; Warschauer, M. (2008). 「ラップトップを使った学習: マルチメソッドのケーススタディ」(PDF) . Journal of Educational Computing Research . 38 (3): 305–332. doi :10.2190/ec.38.3.d. S2CID 62644496. 2013年8月1日時点の オリジナル(PDF)からアーカイブ。 2013年11月9日閲覧。
• Jaillet , A. (2004). 「学校でのポータブル コンピュータの現状」。科学教育技術ジャーナル。13 ( 1): 115–128。Bibcode :2004JSEdT..13..115J。doi : 10.1023 /b : jost.0000019644.31745.9e。S2CID  56813377。
• Lengel, James (2016 年 5 月)。教育 1.2.1: すべての生徒にデバイスを提供する最善の方法 (第 1.0 版)。iBooks。p. 225。2016年6 月 14 日閲覧。
• McKnight, Katherine; O'Malley, Kimberly; Ruzic, Roxanne; Horsley, Maria Kelly; Franey, John J.; Bassett, Katherine (2016 年 7 月 2 日)。「デジタル時代の教育: 教育者がテクノロジーを活用して学生の学習を向上させる方法」。 教育技術研究ジャーナル。48 (3): 194–211。doi : 10.1080 /15391523.2016.1175856。ISSN 1539-1523。S2CID 63967439  。
• Harper, Ben; Milman, Natalie B. (2016 年 4 月 2 日)。「K-12 教室における 1 対 1 テクノロジー: 2004 年から 2014 年までの文献レビュー」。教育技術研究ジャーナル。48 (2): 129–142。doi : 10.1080 /15391523.2016.1146564。ISSN 1539-1523。S2CID  146838456  。
• Penuel, WR (2006)。「1対1コンピューティングイニシアチブの実装と効果：研究の統合」。教育技術研究ジャーナル。38 (3): 329–348。doi :10.1080/15391523.2006.10782463。S2CID 61728835  。
• Silvernail, DL; Pinkham, C.; Wintl, S.; Walker, L.; Bartlett, C. (2011 年 8 月)。「中学校向け One-to-One ラップトップ プログラム: メイン州の経験」(PDF)。南メイン大学。2016 年 3 月 4 日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。2015年9 月 7 日閲覧。
• Zucker, A.; Light, D. (2009). 「学生向けラップトッププログラム」. Science . 323 (5910): 82–85. Bibcode :2009Sci...323...82Z. doi :10.1126/science.11 ​​67705. PMID  19119224. S2CID  206517139.