「デジタル教科書」は子どもの学力を下げる? 先行する韓国では「学習効果なし」

「デジタル教科書」は子どもの学力を下げる? 先行する韓国では「学習効果なし」

小学生のデジタル教科書

 コロナ禍に乗じて進められる「デジタル教科書」の導入。「IT化」の美名の下、小中学校での整備が加速しているが、安易な使用は子どもの学力に深刻な影響を及ぼすという。なぜデジタルでは論理的思考力が育たないのか。数学の専門家、上智大学の辻元(つじはじめ)教授が論じる。

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 この新学期から、全国の小中学校の教育現場で大きな変化が起きています。デジタル教科書の使用拡大です。すでに2年前から解禁されていたデジタル教科書ですが、使用時間は「授業時数の2分の1未満」という制限がありました。しかし、4月からそれが撤廃されたのです。

 文部科学省の有識者会議は、紙の教科書を全て置き換えることも含め、3年後にデジタル教科書を本格的に導入することを検討しています。

 政府はそれ以前から、小中学校におけるパソコン端末の1人1台の配布を目指す「GIGAスクール構想」を推進してきました。昨年、新型コロナウイルスによる臨時休校が長引く中、文科省は整備を前倒しし、この3月までに97・6%の自治体が児童生徒の手元に端末を行き渡らせました。

 このように、政府はICT(情報通信技術)の授業活用を急速に進めています。

 その背景には、AI(人工知能)の利活用に関しアメリカや中国に遅れをとっていることがあるでしょう。AIを使いこなせる人材を育成し、日本の国際競争力を高めようという思惑があるのです。しかし、その姿勢は前のめりに過ぎると言わざるをえません。

 一昨年、政府は「AI人材戦略」を策定し、2025年には年間25万人のAI人材を育成する計画を立てました。

 しかし、年間25万人という数は、大学生1学年の半数であり、理系、保健系の大学生18万人だけでは足りません。文系学生からも7万人をAI人材として育成する必要があり、相当無理な計画であることは否めません。

 教育現場からも不安の声が上がっています。読売新聞が、全国の815の市区町村の教育委員会にアンケートを取ったところ、うち86%が、教員の指導力や児童の視力低下などの点から、デジタル教科書の使用に「懸念」を持つと回答しています。しかし、何より重要なのは学力への影響です。政府が推進するICT教育ですが、現実にはどの程度の効果があるのでしょうか。

 日本や海外における、デジタル教科書を使用した教育の先行事例を見てみることにしましょう。

 日本においては、14年から佐賀県武雄市が、東洋大学と共同で比較的大規模にデジタル教科書を授業に導入(スマイル学習)しその効果を検証しています。しかし、学力との相関は一部の学年・科目・単元のみでしか見られず、明確な効果については明らかになっていません。むしろ、明確な効果は認められなかった、というのが真実ではないかと思います。

 具体的には、14年度の小学5年生における算数のスマイル学習実施率と、実施前の成績との変化率の相関を分析した結果、相関関数は「マイナス0・20697」となり、正の相関関係は見られませんでした。

 もともと佐賀県は、教育ICT化の先進県として有名で、たとえばデジタル教科書の整備状況はほぼ100%で全国1位です。また、19年時点での授業環境の先進度(電子黒板やプロジェクターなどの整備率)でも、佐賀県は全国1位の94・6%でした。ちなみに最下位は秋田県の18・5%です。

 ところが、同年度の全国学力テストでは、県別ランキングの1位は秋田県(正答率69・33%)で、佐賀県(62・33%)は47都道府県中43位でした。デジタル教科書や電子黒板の導入が学力向上につながっているのか、疑問を感じさせる結果です。

 日本におけるICT教育の効果について統計的に検証した慶應義塾大学・山田篤裕研究会の論文では、

「ICT教育は学力を向上させておらず投資のコストに見合う教育効果がないこと、および現状の日本で学習に適していると考えられるICT機器はプロジェクターのみであることの2点が得られた」

 という結論になっています。


■ワーキングメモリーの消費


 海外における事例はどうでしょうか。

 韓国では、15年から全ての学校でデジタル教科書の使用が解禁されています。それに先立つ大規模なデジタル教科書の導入実験の結果に、

「成績レベルが高く大都市に住む児童にはほとんど効果が見られなかったが、成績レベルが低いあるいは地方(特に田舎)に住む児童には成績の向上が見られたのである」(「21世紀型学力を育むフューチャースクールの戦略と課題」第44回SGRAフォーラム)

 とあるように、デジタル教科書が得意とする分かり易さ、興味を喚起し没入を促す特性は、主に学力下位の児童には作用するようです。

 しかし、同時にこの報告書は、

「デジタル教科書を活用することが学生たちの学習没入、問題解決力、自己制御学習能力の向上に寄与することが分かった。しかし、学業成績の向上においては、同じ教科にもかかわらず、相反した結果が報告されたり教科別の異なる効果が現れるなど、一貫性のある研究結果が導出されないという実情がある」

 としており、学習効果は期待できないという結論になっています。

 以上のように、ICT教育には生徒の興味を引く効果はあっても、学習効果としては表れていないし、効果が認められる場合でも、少なくとも現在検証できた範囲では学力下位層に限られます。

 ICT教育が学力を向上させない理由は何でしょうか。これは情報量と教育効果の関係に起因するものと思います。簡単に言えば、ICT教育は視覚情報量が多過ぎて、情報量が少ない紙を読む場合に比べて、深く考えることが難しいと考えられます。

 人間の思考は、与えられた情報を頭の中で短期記憶として並べ、それを処理することで成り立っています。この短期記憶をワーキングメモリーと言います。ワーキングメモリーには限界があり、それを拡張する方法は知られていません。

 そのため、思考を効率的に行うには、情報をコンパクトにしてワーキングメモリーをあまり消費しないようにすることが重要です。こういった情報のコンパクト化は、必要事項を箇条書きにしたり、文書を要約したり、ダイアグラムやグラフとして視覚化したりといった形で日常的に行われていることです。

 私たちは、情報を整理して極小化した形にしておくことで、思考のフリーハンドを得ているわけです。

 静止画像と動画では、静止画像のほうが圧倒的に情報量が小さいのです。このため、子どもに見せるなら動画よりも写真を、更には単純化した絵を見せたほうが、ワーキングメモリーの消費を少なくすることができます。動画を見ている間はワーキングメモリーをほぼ使い切ってしまい、思考を巡らす余裕がなくなってしまいます。

 授業を、ノートをとらずに録画して復習する場合と、ノートをとってそれを見返す場合の比較をしてみましょう。

 録画の場合は、授業の様子が丸ごと記録されているので聴き洩らしはありませんし、何度でも繰り返し見ることができます。しかし、早送り機能を使っても復習には相当の時間が掛かりますし、録画を目で追っている間は主体的に思考することも困難です。一方、ノートをとって見返す場合には、1回の授業が数ページにコンパクトにまとまっているので短時間で復習でき、何より、主体的に考えることが可能になります。

 また、ノートをとる行為そのものが、授業への集中力を高め、要点を頭の中で整理することによって理解の助けになるでしょう。私は録画を見て復習することより、ノートを見返す復習法を強く勧めます。

 このように「情報量を少なくすることが教育効果を高める」ので、「考えなくても入ってくる」分かり易さを持つデジタル教材の導入は、必ずしも教育効果を高めるわけではないということを認識しておく必要があります。ICT教育の効果がテストの成績として表れていない理由も、そこにあると考えられます。

 印刷された本と、コンピュータ画面とでは情報量が全く異なります。コンピュータ画面に向き合うと受け身になってしまい、主体的に考えることは困難です。ハイパーリンクの沢山ついた文章とついていない文章を被験者に読ませた後、その内容について正確に記憶しているか、内容を理解しているかを確かめた実験があります。すると、記憶の正確さも内容の理解度も、ハイパーリンクのついていない文章を読んだ時のほうが高かったのです。ハイパーリンクは一見分かり易さを増すように思われますが、文章を深く読むにあたっては注意散漫になってしまい、逆に理解の障害になっているのです。

 世界のAI化の先頭を走る巨大IT企業Amazonでは、ジェフ・べゾスCEOの意向により、社内でのパワーポイントの使用を禁止していることが報じられています。会議資料も、きちんと文章形式で書くことが求められているそうです。デジタル機器は受け手に強い刺激を与えますが、その刺激が思考の妨げになり、本質的な理解に繋がるとは限らないのです。

 10年には、情報処理学会、日本数学会、日本物理教育学会など理数系の教育に関わる八つの学会が連名で、デジタル教科書の導入に際しての「要望」を文科省に提出しています。

 その内容は、デジタル教科書の導入が、

・手を動かして実験や観察を行う時間の縮減につながらないこと

・生徒が紙と筆記用具を使って考えながら作図や計算を進める活動の縮減につながらないこと

・授業のプレゼンテーション化が起きないようにすること

 といったものです。この「要望」を読むと、デジタル機器が思考を省略してしまうことに対する、学者たちの懸念がよくわかります。


■微分って何?


 最近、国立情報研究所の新井紀子教授の主導により、RST(リーディングスキルテスト)という子どもの読解力を計測するテストが大規模に行われています。これを通して、日本の子どもの読解力に問題のあることがわかってきました。

 RSTは高度な読解力を調査するテストではなく、非常に基礎的な読解力を調査するテストであるといえます。

 問題はたとえば次のようなものです。

問題 Alexは男性にも女性にも使われる名前で、女性の名Alexandraの愛称であるが、男性の名Alexanderの愛称でもある。

この文脈において、以下の文中の空欄にあてはまる最も適当なものを選択肢のうちから1つ選びなさい。

 Alexandraの愛称は(  )である。

1 Alex 2 Alexander 3 男性 4 女性

 正解は1 のAlexです。この一見簡単な問題が、実はできていないのです。中学生全学年(235名)の正解率が38%、高校生全学年(432名)の正解率が65%となっていて(新井紀子著『AI vs.教科書が読めない子どもたち』より)、中学生の6割、高校生の3分の1が不正解だったことになります。これを見れば、「日本の子どもたちは、教科書が読めない子が多い」とさえ言えそうです。

 新井教授の研究によれば、このような基本的な読解力は、読書量と関係がないそうです。これは子どもを取り巻く環境が変わってきたことを示しているようです。

 特にスマートフォンの普及は、子どものコミュニケーション方法を根本的に変え、疑問に思ったことも直ぐに検索することができます。

 たしかに便利な社会になっているわけですが、そのことが「知らなくても気にならない、不便に感じない」といった意識の変化を生んでいないでしょうか。

 新井教授が懸念されるように、RSTが求める程度の読解力がない人材はAIに仕事を奪われる可能性が高いので、日常生活には支障がないとしても、AI人材として育成するには大いに支障になるでしょう。学校教育で読解力をつけないと、多くの子どもの将来が危ういのではないでしょうか。

 また、日本数学会では11年、大学1年生を対象に「第1回大学生数学基本調査」を行いました。

 その結果、日本の大学生の論理的思考力の低さも明らかになっています。その調査の問題を見てみましょう。

問題 次の報告から確実に正しいと言えることには○を、そうでないものには×を、左側の空欄に記入してください。

 公園に子どもたちが集まっています。男の子も女の子もいます。よく観察すると、帽子をかぶっていない子どもは、みんな女の子です。そして、スニーカーを履いている男の子は一人もいません。

(1)男の子はみんな帽子をかぶっている。

(2)帽子をかぶっている女の子はいない。

(3)帽子をかぶっていて、しかもスニーカーを履いている子どもは、一人もいない。

 正解は(1)のみ〇で(2)と(3)は×です。

 この問題の全体の正答率は64・5%でした。国立大Sクラス(高偏差値群)では正答率86・5%でしたが、私大Sクラスでも66・8%の正答率でした。

 大学生は微分積分やベクトルといった比較的高度な数学を入試問題で解いて入学しているはずなのですが、これほど簡単な問題ができていないのです。

 実際、私自身、大学で数学を教えていると学生は「sin xをxについて微分すると?」と訊くと「cos x」と皆即座に答えますが、「微分って何か説明して?」と訊くと、答えられない学生が実に多いし、「sin xを微分するとcos xになることを示して?」と訊くと答えられない学生はさらに多くなります。つまり大半の学生は「マニュアルを暗記して、その通りに計算しているだけ」であるということです。


■論理的思考力の不足


 以上のように、今の日本の子どもたちには、基礎的な読解力、論理的思考力が不足しているように思われます。読解力や論理的思考力は、新しいことを学ぶためにどうしても必要な基礎です。これが身につかないことには、将来AIに仕事を奪われてしまうかもしれません。学力とは正に“学ぶ力”であって、こうした真の学力が身についていなければ、変化の激しい世の中についていくことは困難ではないでしょうか。デジタル教科書を始めとするICT教育で思考力を育てるのは、その特性上、難しいように思われます。

 AI人材を育てるには、何よりも読解力と論理的思考力といった基礎学力が必要です。これらを育てるには、子どもたちに何かを与えるのではなく、たとえば小学校で国語と算数の時間数を増やして他の科目の時間数を減らすような、基礎を重視したカリキュラムにしたほうがいいように思います。

 プログラミングや、情報機器を使って必要な情報を収集したりすることは、誰でもすぐにできるようになることであり、わざわざ学校の授業で教育することではないでしょう。むしろ、「答えそのものを検索する」といった、ますます頭を使わない方向に子どもたちを追いやってしまう可能性もあります。教育効果を上げるには、逆に子どもたちが接する情報を極小化するのが有効です。

 初めに述べたように、現在の政府は教育改革を経済発展の起爆剤と考え、AI人材を大量に生産する方針を明確に打ち出しています。しかしながら、日本の子どもたちの大半は十分な基礎学力(読解力、論理的思考力)すら持っていないのが現状なのです。

 このような状態のままでは、AI人材育成のために深層学習などを学ばせたところで、上手くいかないでしょう。教育はまず基礎から、そして子どもたち一人一人の適性に合った教育をしないと効果が上がりません。過大な目標を設定するより、地道な基礎の積み上げを強化するのが一番ではないでしょうか? 世の中に魔法の杖はないのです。

辻 元(つじはじめ)
数学者。上智大学理工学部情報理工学科教授。1957年生まれ。専門は代数幾何学、複素多様体論。2002年、日本数学会幾何学賞を受賞。

「週刊新潮」2021年6月3日号 掲載

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