問題解決型学習
シドニー歯科病院のPBLグループ

問題解決型学習（PBL）とは、生徒が教材に含まれる自由形式の問題を解く体験を通して、あるテーマについて学ぶことを目指す教育方法です。PBLプロセスは、明確な解決策がある問題解決に重点を置くのではなく、知識の獲得、グループでの協働やコミュニケーションの強化など、他のスキルや特性の育成を目的としています。

PBLプロセスは医学教育のために開発され、その後、他の学習プログラムにも活用されてきました。このプロセスは、学習者が将来の実践に役立つスキルを習得できるようにすることを目的としています。

PBL型学習プロセスでは、多くの場合、少人数の学習者グループで作業を行います。各学生はグループ内で、公式または非公式の役割を担い、その役割は頻繁に交代します。このプロセスでは、学生が自らの学習を構築するための 考察と推論に重点が置かれます。

マーストリヒトの7つのステップのプロセスには、用語の明確化、問題の定義、ブレインストーミング、構造化と仮説、学習目標、自主学習と統合が含まれます。[ 1 ]つまり、生徒が既に知っていること、知る必要があること、そして問題解決につながる可能性のある新しい情報にどのようにどこからアクセスするかを特定することです。

このプロセスにおけるチューターの役割は、学習プロセスをサポート、指導、モニタリングすることで学習を促進することです。[ 2 ]チューターは、学生が問題解決に自信を持つよう促し、同時に理解を深めることを目指します。このプロセスは構成主義に基づいています。PBLは、講義中心の従来の教育・学習哲学からのパラダイムシフトとして説明されています。 [ 3 ]

PBL を教える際の構成は、従来の教室や講義形式の 講義による指導とは異なる場合があります。

意味

ウッド（2003）は、問題解決型学習を、シナリオ内で特定された問題を用いて知識と理解を深めるプロセスと定義しています。[ 1 ]このプロセスの原則は以下のとおりです。

  1. 学習者主導の自己特定された目標と成果
  2. 生徒は大きなグループに戻る前に、自主的に学習します。
  3. 学習は8～10人の小グループで行われ、ディスカッションを促進するチューターが同席します。
  4. 紙ベースの臨床シナリオ、実験データ、写真、記事、ビデオ、患者（実在または模擬）などのトリガー資料を使用できる。
  5. マーストリヒト7ジャンププロセスはPBLチュートリアルプロセスをガイドするのに役立ちます
  6. 成人学習理論の原則に基づく
  7. グループのメンバー全員が役割を担っている
  8. 仕事と知性の組み合わせによる知識獲得を可能にする
  9. チームワークとコミュニケーション、問題解決能力を強化し、共有学習に対する独立した責任を奨励します。これらはすべて、将来の実践に不可欠なスキルです。
  10. 与えられた原因とシナリオに応じて正しい限り、誰でもそれを実行できます。

マーストリヒト7ジャンプには7つのステップがあります。[ 4 ]

  1. ケースについて話し合い、全員が問題を理解していることを確認する
  2. 事件を明らかにするために答える必要のある質問を特定する
  3. グループがすでに知っていることについてブレインストーミングし、潜在的な解決策を特定する
  4. ブレインストーミングセッションの結果を分析し、構造化する
  5. まだ不足している知識についての学習目標を策定する
  6. 個人または小グループで自主学習を行う：記事や本を読んだり、実習に参加したり、講義に出席したりして必要な知識を習得する
  7. 調査結果を議論する

歴史

PBLプロセスは、1960年代にハミルトンのマクマスター大学の医学部プログラムでバローズとタンブリンによって開拓されました。 [ 5 ]従来の医学教育は学生を失望させました。彼らは、医学部の最初の3年間で提示される膨大な資料が医療の実践や臨床に基づいた医療とほとんど関連性がないと感じていたからです。[ 5 ] PBLカリキュラムは、学生が将来の役割との関連性と応用を理解できるようにすることで、学習を刺激しようと開発されました。学習に対する高いモチベーションを維持し、チームワークの価値を持つ責任ある専門家としての態度の重要性を示すことを目指していると言われています。[ 5 ]このアプローチは、現実世界での応用がある問題を選択できるようにすることで、興味を喚起することに重点を置いています。

問題解決型学習はその後、他の医学部プログラムにも採用され[ 5 ]学部教育に適応させ[ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]、さらにはK-12にも採用されました。[ 5 ] [ 9 ] PBLの使用は、医学部プログラムへの最初の導入から、他の健康科学、数学、法律、教育、経済学、ビジネス、社会学、工学の分野の教育を含むように拡大しました。[ 9 ] PBLは、問題の初期の特定に応じてさまざまな方法で問題を解決できるようにする方法で問題に取り組みます。また、複数の解決策がある場合もあります。[ 10 ]

1974年、デンマークのオールボー大学が設立され、すべてのプログラム（工学、自然科学、社会科学）はPBLに基づいていました。[ 11 ]オールボー大学には、ユネスコの工学教育における問題解決型学習の講座があります。[ 12 ]現在、約2万人の学生が依然としてPBLの原則に従っています。[ 13 ]

利点

問題解決型学習／プロジェクト型学習と、最初から最後まで読む学習との比較例。問題解決型学習／プロジェクト型学習者は、様々な情報源から最適な教材を探すのに時間がかかるため、記憶できる情報量は少なくなるかもしれませんが、実社会のシナリオに役立つ情報をより多く学習し、必要なときにどこで情報を見つけられるかをより正確に把握できる可能性が高くなります。[ 14 ]

PBLには利点があります。学生中心型であるため、能動的な学習と知識の理解・定着率の向上が期待できます。また、多くの分野に応用できるライフスキルの育成にも役立ちます。[ 15 ]コンテンツ知識を強化すると同時に、コミュニケーション能力、問題解決能力、批判的思考力、協働能力、自主学習能力の発達を促します。[ 16 ] [ 17 ] PBLは、学生が実社会での経験を活かして最適に機能できるように支援します。集団の知性を活用することで、異なる視点から問題に対する異なる認識や解決策が生まれる可能性があります。以下は、問題解決型学習の利点と限界です。

生徒中心の学習を強化する

問題解決型学習では、生徒は積極的に学習に参加し、この方法を好みます。[ 18 ]能動的な学習を促し、生涯学習スキルの保持と発達を促進します。生徒が問題に直面することで、自発的な学習を促し、深い学びの発達を促します。[ 19 ] [ 20 ]

生涯学習を支持する

問題解決型学習は、生徒が自らの目標を設定し、学習のための適切なリソースを見つけ、知る必要のあることに責任を持つ可能性を育むことで、生涯学習を重視します。[ 21 ] [ 22 ]また、長期的な知識の保持にも大きく役立ちます。[ 23 ]

事実ではなく理解を重視

問題解決型学習は、学生が現実の状況や文脈に即した問題に対する解決策を見つけ出すことに重点を置きます。この学習方法では、講義の代わりにディスカッションフォーラムによる共同研究が行われます。

深い学習と構成主義的なアプローチ

PBLは、学習教材を用いたインタラクションを通して生徒を巻き込むことで学習を促進します。生徒は学習した概念を日常の活動と関連付け、知識と理解を深めます。また、既存の知識を活性化し、既存の概念的知識の枠組みを基盤として構築していきます。[ 24 ]

自己学習を強化する

生徒は与えられた問題を自ら解決し、学習に対してより強い関心と責任感を持つようになります。また、研究論文、ジャーナル、ウェブ教材、教科書など、目的に合ったリソースを自ら探すようになります。[ 25 ]そのため、従来の学習方法を学ぶ生徒と比較して、リソース探しの能力が向上します。

より良い理解と熟練度

学習教材の意味、応用性、関連性をより重視することで、学習内容の理解が深まります。より挑戦的で意義深い問題が与えられると、生徒の能力は向上します。[ 26 ]実生活の文脈や問題は、生徒の学習をより深く、永続的なものにするだけでなく、教室で学んだスキルや知識を仕事に活かす可能性も高めます。[ 27 ]知識やスキルの応用範囲が広がるため、その活かしやすさも高まります。また、生徒にとって、その知識や専門知識を自分の仕事や専門分野に応用するとどうなるかを想像するだけでなく、非常に役立つでしょう。[ 28 ]

対人スキルとチームワークを強化する

プロジェクトベースの学習は、チームワークと協働学習の要素が強いです。チームやグループが協力して関連する問題を解決するため、学生の交流やチームワークが促進され、対人スキルが強化されます。[ 29 ]ピア評価やグループダイナミクスでの作業など。[ 30 ]また、リーダーシップの資質を育み、合意に基づく意思決定やチームメンバーへの建設的なフィードバックなどを学びます。[ 31 ]

自発的な姿勢

研究者によると、学生は従来の授業よりも問題解決型学習（PBL）の授業を好む傾向がある。学生の出席率の向上と、このアプローチに対する学生の態度自体が、学生の自発的な学習意欲の高さを明確に示している。[ 32 ]実際、PBLは学生にとってより柔軟で興味深いため、より魅力的で刺激的な学習方法の一つである。学生は、PBLよりも脅威が少なく、自主的に学習できるため、この学習環境を楽しんでいる。こうしたすべての側面が学生の自発性を高め、学校や大学を卒業した後も学習を継続する。[ 29 ]

教師と生徒の関係を豊かにする

生徒たちは自発的で、チームワークが良く、自主学習などを行うので、伝統的な学習形式とプロジェクトベースの学習形式の両方で働いた経験のある教師は、プロジェクトベースの学習を好む。[ 29 ]また、教師たちは問題解決型学習の方が育成的で、カリキュラムが意義深く、生徒の認知的成長に有益であると考えている。[ 26 ]

より高いレベルの学習

PBLの学生は、学習能力、問題解決能力、自己評価技術、データ収集、行動科学などの点で、従来のコースの学生よりも高い成績を収めています。[ 33 ]これは、学生が既存の知識をよりよく活性化し、将来の状況に似た文脈で学習し、提示された情報をより詳しく述べるため、知識の理解と保持が向上するためです。[ 34 ]医学教育では、PBLのケースは患者と医師の対話を取り入れ、医療現場の物語性を示し、疾病発生の政治経済的寄与要因を調査することができます。 PBLは、大規模な社会的力を認識しながら、社会現象の創発的で参加者によって構築された性質を強調する、文化への言説的実践アプローチのプラットフォームとして機能することができます。[ 35 ]

デメリット

Wood (2003) によると、このプロセスの主な欠点は、リソースの活用とチューターによるファシリテーションにあります。ファシリテーションとグループ主導のディスカッションに積極的な役割を果たすために、より多くのスタッフが必要となり、一部の教育者はPBLのファシリテーションを困難でフラストレーションを感じています。少人数のグループによる同時学習に対応するには、より多くの物理的なスペースとよりアクセスしやすいコンピュータリソースが必要となるため、多くのリソースを必要とします。[ 36 ]また、学生は情報過多による不安を訴え、どれだけの学習が必要か、利用可能な情報の関連性を判断できません。学生は、従来のカリキュラムが提供するような、刺激的なロールモデルとなる教師に出会うことができない可能性があります。[ 36 ]

時間がかかる

学生は一般的に問題解決型学習コースを好み、現実の問題解決能力も向上しますが、この方法論の講師はLBLの講師と比較して、学生の学習状況を評価し、コース教材を準備するために多くの時間を費やす必要があります。[ 29 ]このフラストレーションの一部は、特定のトピックに関する新しい研究や個々の学生の発見を発表するために費やす時間の長さや、ブレインストーミングの無秩序な性質からも生じています。[ 37 ]

学生たちの伝統的な思い込み

問題解決型学習の問題は、生徒の伝統的な思い込みにあります。多くの生徒は、これまでの教育課程において、教師が知識の主要な伝達者であると想定して過ごしてきたかもしれません。このような学習内容に対する理解の不足により、生徒は問題解決型学習の初期段階では、何かについて単純に疑問を持つ能力が欠如している可能性があります。[ 38 ]

インストラクターの役割

教員は、問題解決型学習を取り入れるために、従来の教授法を変革しなければなりません。教員の役割は、学生の知識や信念を問いかけ、間違いを正すためのヒントを与え、学生が自ら探求できるよう導くことです。問題解決型学習のこうした特徴は、一部の教員にとって馴染みのないものであり、そのため、過去の習慣を変えるのが難しいと感じるかもしれません。

生徒の評価

教師は生徒の達成度を評価するために、新たな評価方法を採用する必要があります。修正されたエッセイ問題を含む筆記試験、実技試験、同僚評価や自己評価などを組み込む必要があります。問題解決型学習は、講義型学習と比較して、女子生徒にとってやや有利であると考えられていますが[ 39 ] 、男子生徒への影響は曖昧です[ 37 ] 。

認知負荷

スウェラーらは過去20年間にわたり、問題解決型学習に関連する、認知負荷と彼らがガイダンスフェーディング効果と呼ぶものに関する一連の研究を発表してきた。[ 40 ]スウェラーらは、代数の問題を学習する学生を対象に、教室での数件の研究を行った。[ 41 ]これらの研究は、学習過程の早い段階での能動的な問題解決は、実例を学習するよりも効果の低い指導戦略であることを示した（スウェラーとクーパー、1985年；クーパーとスウェラー、1987年）。確かに、能動的な問題解決は、学習者がより有能になり、ワーキングメモリの限界にうまく対処できるようになるにつれて有用である。しかし、学習過程の早い段階では、学習者は短時間に大量の情報を処理することが難しいと感じることがある。したがって、能動的な問題解決の厳しさは、初心者にとっては問題となる可能性がある。学習者が専門知識を身に付けると、問題解決型学習に固有の足場作りが、学習者がこれらの問題を回避するのに役立つ。これらの研究は、明確に定義された問題に対する個人の問題解決に基づいて主に実施された。

スウェラー（1988）は、学習の初期段階における初心者の問題解決への反応を説明するために、認知負荷理論を提唱した。 [ 41 ]スウェラーらは、学習の初期段階では実例を提示し、その後、徐々に解くべき問題を導入することを提案している。彼らは、学習過程の初期段階では他の学習形態（実例、目標のない問題など）を提示し、その後、補完問題に置き換え、最終的には自力で問題を解くことを目標とすることを提案している。[ 42 ]この問題基盤型学習は、学習過程の後半において非常に有用となる。

問題解決型学習では、学習者の認知負荷を軽減するために、様々な形態の足場作りが実践されてきました。これらは、問題解決中のガイダンスの量を減らす（「フェーディング」する）のに最も効果的です。ガイダンスを徐々にフェーディングすることで、学習者は例題の学習から問題解決へとゆっくりと移行することができます。このケースでは、逆方向フェーディングが非常に効果的であり、学習者の認知負荷を軽減するのに役立つことが分かりました。[ 43 ]

従来の教授学習と比較したPBL学習の効果評価は、困難であることが判明しています。PBLの実施には、カリキュラムへのPBLの組み込み度、グループダイナミクス、使用される問題の性質、ファシリテーターのグループへの影響、学習者のモチベーションなど、様々な要因が影響を及ぼします。また、知識獲得や臨床能力など、PBLの様々な成果を測定することも可能です。[ 44 ] [ 45 ] PBLの有効性に影響を与える可能性のあるすべての変数[ 44 ]と技術的足場[ 46 ]を調査するには、さらなる研究が必要です。

実装の要求

学校や大学でPBLを実施することは、多くのリソース、計画、組織化を必要とする厳しいプロセスです。[ 47 ] アゼルは「純粋なPBL」を実施するための12のステップについて説明しています。 [ 47 ]

  1. 教員に変化への備えをさせる
  2. 新しいカリキュラム委員会とワーキンググループを設立する
  3. 新しいPBLカリキュラムの設計と教育成果の定義
  4. PBLの専門家からのアドバイスを求める
  5. 計画、組織、管理
  6. PBLファシリテーターのトレーニングとファシリテーターの目標の定義
  7. 学生にPBLプログラムを紹介する
  8. 3-learningを使用してPBLプログラムの配信をサポートする
  9. PBLカリキュラムに合わせて評価を変更する
  10. 学生と教職員からのフィードバックを奨励する
  11. 自主学習を支援する学習リソースと施設の管理
  12. 継続的な評価と変更（809～812ページ）

文化の違い：アジア

これらの学校でPBLを実施する上で報告されている困難には、おそらくアジア人に対する生徒の寡黙さに起因する、生徒の参加率の低さや議論への参加の難しさなどが挙げられる。ある学校は、評価を受けている間、生徒は発言を強制されていると感じていると報告した。一部の生徒は、教師の指導なしに自主的に情報を探す自信がないと報告した。また、生徒は講義に出席するという従来のカリキュラムの要件に対応しなければならないため、自分で情報を探すのに非常に時間がかかると感じていた。PBLの議論が英語で行われた場合、生徒の中には、英語が母国語ではないため、言語に苦労する生徒もいた。[ 48 ]

構成主義

問題解決型学習は、探究と構成主義的学習のプロセスを通じて生涯学習を促進する必要性に取り組んでいます。[ 2 ] PBLは、協調的かつ自発的な学習を重視し、講師の支援を受けているため、構成主義的な指導アプローチであると考えられています。 [ 49 ] YewとSchmidt、[ 50 ] SchmidtとHungは、PBLの認知構成主義プロセスについて詳しく述べています。[ 2 ] [ 3 ]

  1. 学習者は問題を提示され、グループ内でのディスカッションを通じて、既存の知識を活用します。
  2. グループ内で、生徒は問題を説明する可能性のある理論や仮説を立てます。そして、共に研究すべき学習課題を特定します。そして、目の前の問題を説明するための共通の基本モデルを構築します。ファシリテーターは、生徒が問題に関する知識を構築するための枠組みである「足場」を提供します。
  3. 最初のチームワークの後、生徒は自主的に学習し、特定された問題を調査します。
  4. 生徒たちは再び集まり、発見したことを話し合い、学んだ内容に基づいて当初の説明を改良します。
ガジャマダ大学のPBLグループ

PBLは学習において構成主義的な視点を採用しており、教師の役割は知識を厳密に提供することではなく、学習プロセスを導き、挑戦を促すことである。[ 51 ] [ 52 ]この観点から、学習プロセスに関するフィードバックと反省、そしてグループダイナミクスはPBLの重要な要素である。学生は社会的知識構築に従事する能動的な主体であると考えられる。PBLは、経験と相互作用に基づいて意味を創造し、世界に対する個人的な解釈を構築するプロセスを支援する。[ 53 ] PBLは、学生が問題解決の過程で理論から実践へと導くことを支援する。[ 54 ]

裏付けとなる証拠

いくつかの研究は、構成主義的な問題解決型学習法と探究型学習法の成功を支持している。[ 55 ]一例として、探究型科学ソフトウェアアプリケーションであるGenScopeというプロジェクトに関する研究があり、この研究では、GenScopeソフトウェアを使用した学生は対照群と比較して有意な向上を示し、基礎コースの学生で最も大きな向上が見られたことが明らかになった。[ 55 ]

ある大規模な研究では、探究型科学の有効性を評価するために、中学生の重要度の高い標準テストの成績を追跡調査しました。[ 55 ]この研究では、最初のコホートの生徒の成績が14％向上し、2番目のコホートの生徒の成績が13％向上したことが分かりました。[ 55 ]この研究では、探究型教授法によってアフリカ系アメリカ人の生徒の学力格差が大幅に縮小したことも判明しました。[ 55 ]

医学部における問題解決型学習が卒業後の医師のパフォーマンスに及ぼす影響に関する体系的なレビューでは、医師の能力に明確なプラスの効果が示された。この効果は、不確実性への対処やコミュニケーション能力といった社会的・認知的能力において特に顕著であった。[ 56 ]

スロベニアで行われた別の研究では、PBLで学習した生徒が、従来のカリキュラムで学習した生徒と比較して、問題解決能力が向上し、数学に対する態度が改善されたかどうかが調査されました。この研究では、PBLを経験した生徒はより難しい問題を解く能力が向上したことがわかりましたが、数学に対する生徒の態度には有意な差はありませんでした。[ 10 ]

カリキュラムの例

マレーシアとシンガポール

マレーシアでは、持続可能で責任ある開発における意思決定能力を身につける市民教育を目的として、中等数学に問題解決型学習モデルを導入する試みがなされました。このモデルは、問題解決型学習の4つの中核分野（PBL4C）と呼ばれ、2008年にSEAMEO RECSAMで初めて提案され、研修コースの実施を経て、2010年のEARCOME5​​会議で論文[ 57 ]が発表され、2011年の第15回UNESCO-APEID会議でも2本の論文が発表されました。

シンガポールでは、カリキュラムにPBL教育法を採用した最も注目すべき例は、シンガポールで初めてすべてのディプロマコースにPBLを全面的に採用したリパブリック・ポリテクニックです。 [ 58 ]

医学部

マクマスター大学医学部に倣い、多くの医学部がカリキュラムに問題解決型学習（PBL）を取り入れ、実際の患者の症例を用いて学生に臨床医のような思考法を指導しています。現在、米国の医学部の80%以上が何らかの形で問題解決型学習（PBL）をプログラムに取り入れています。[ 59 ]ミズーリ大学医学部の10年間のデータに基づく研究では、PBLが卒業後の医師としての能力にプラスの影響を与えることが示されています。[ 56 ]

1998年、ウェスタン健康科学大学はPBLに基づいたカリキュラムを採用した獣医学部を開設した。 [ 60 ]

2002年、カリフォルニア大学バークレー校・UCSF共同医学プログラム（JMP）は、カリフォルニア大学バークレー校公衆衛生学部に設置された認定5年間の理学修士/医学博士課程であり、臨床実習前の学生に100%ケースベースのカリキュラムを提供し始めました。このカリキュラムは、基礎科学と前臨床科学を統合し、人間の健康と疾患における生物学的、社会的、そして道徳的な文脈への理解を深めます。学生は、臨床実習の最後の2年間をカリフォルニア大学サンフランシスコ校で過ごします。[ 61 ]

生態経済学

生態経済学という学際的な分野では、問題解決型学習が中核的な教育法として採用されている。ジョシュア・ファーリー、ジョン・エリクソン、ハーマン・デイリーが開発したワークブックでは、問題解決のプロセスが（1）問題基盤の構築、（2）問題の分析、（3）調査結果の統合、（4）結果の伝達に整理されている。問題基盤の構築には、生態経済学的問題の選択、定義、構造化が含まれる。分析とは、問題を理解可能な構成要素に分解することである。統合とは、全体をよりよく理解できるように部分を再統合することである。コミュニケーションとは、結果を、広義には拡大されたピアコミュニティとして定義される利害関係者に関連する形に翻訳することである。[ 62 ] （ポストノーマルサイエンスで発展した概念）。[ 63 ]

その他の成果

PBLの目的の一つは、自己主導学習（SDL）スキルの育成です。Loyens、Magda、Rikersの議論では、SDLは「個人が自らの学習ニーズを診断し、目標を策定し、人的資源と物的資源を特定し、適切な学習戦略を選択して実施し、学習成果を評価するプロセス」と定義されています。[ 64 ]学習プロセスに招かれることで、学生は自らの学習に責任を持つようになり、自己主導学習スキルの向上につながります。SeveriensとSchmidtは、大学1年生305名を対象に、PBLとSDLへの重点的な取り組みが、学生の学習ペース維持の動機付け、社会性と学問の融合、認知能力の発達、そして従来の学習環境の学生よりも高い学習進歩につながったことを明らかにしました。[ 65 ] PBLは、問題解決型学習の中心となる探究心と発見を通して、学習者が学問の世界に足を踏み入れることを促します。

PBLは批判的思考力の発達を促進できる学習方法であるとも主張されている。[ 66 ] PBL学習では、学生は問題を分析し、関連する事実を特定して仮説を立て、問題を解決するために必要な情報/知識を特定し、問題解決について合理的な判断を下す方法を学ぶ。

雇用主は、PBLを経験した学生が身につけたコミュニケーション、チームワーク、敬意、そして協調性といったポジティブな資質を高く評価しています。これらのスキルは、絶えず変化する情報爆発の中で、より優れた将来のスキルを身につけるための準備となります。PBLカリキュラムには、知識構築、文章作成および対人関係におけるインタラクション、そして問題解決プロセスの経験を通して、これらの資質を育むことが含まれています。[ 67 ]

コンピュータ支援協調学習

コンピュータ支援PBLは、従来の対面式の紙ベースのPBLの電子版（ePBL）であることも、参加者が離れた場所にいるオンライングループ活動であることもあります。ePBLでは、ケースシナリオ内にスキル（例：臨床所見）に関連する音声や動画を埋め込むことができるため、学習環境が改善され、学生の学習プロセスへの関与が高まります。[ 68 ] 対面式の設定と厳格なオンラインPBLを比較すると、グループ活動はPBLにおける社会的相互作用の成功に重要な役割を果たします。また、オンラインPBLはより費用対効果が高いと考えられています。[ 69 ]協調型PBLは、個別PBLと比較して批判的思考力のスコアを向上させ、学生の達成度と定着率を向上させることが示されています。[ 70 ]

教員にとって、オンラインPBLの設計と開発に関する教育設計原則には、協働的な特性を含める必要があります。例えば、スケジュールは協働活動を促進するものでなければなりません。さらに、教員は問題が実生活の経験に関連していること、そして解決策と問題の文脈の性質が適切であることを保証する必要があります。さらに、健全な技術インフラが不可欠です。[ 69 ]

オンラインPBLの歴史

教育とトレーニングにおけるPBLの確立と適用は、早くも1960年代に始まりました。指導技術が時間の経過とともに発展し、1990年代半ばにインターネットが登場したため、オンライン教育が普及し、組織や機関から大きな注目を集めました。ただし、文献で利用できる比較的少ない参考文献に基づくと、完全なオンライン教育でのPBLの使用はまだ確立されていないようです。[ 71 ] 2001年、サザンクイーンズランド大学（USQ）は、学習管理システム（LMS）を使用してコラボレーションとグループの問題解決を促進した最初の数少ない学部の1つでした。その結果、コミュニケーションスキル、問題解決スキル、チームとして働く能力の向上など、多くの面でオンラインPBLが学生の学習成果に大きな影響を与えていることが示されました。[ 71 ]ユーザー率の点で最も成功したLMSの機能は、非同期コミュニケーションが行われるディスカッションボードでした。それから10年、テクノロジーはさらに進歩し、同期型オンライン会議など、多くのアクティビティが様々なプラットフォームで容易に利用できるようになったことで、オンラインPBLをさらに発展させるのに役立つはずです。ここでの重要な焦点は、PBLの各段階における学習者のニーズに焦点を当て、テクノロジーがオンラインPBLの効果的な活用をどのように促進できるかを検証することです。

ツール

コラボレーションツール

PBLにおける最初の、そしておそらく最も重要な段階は、問題の特定です。学習者が問題解決に着手する前に、すべてのメンバーが問題の詳細を理解し、合意する必要があります。この合意は、コラボレーションとディスカッションを通じて形成されます。オンライン学習の増加に伴い、学習者がテクノロジーを活用して共同ブレインストーミングやリサーチに参加できることが重要です。テクノロジーは、世界中のどこからでもグループが同期または非同期で共同作業することを可能にします。スケジュールや地理的な制約は、PBLにおける共同作業の妨げにはなりません。今日では、オンラインでのグループ共同作業を促進するためのツールが数多く存在し、それぞれに独自の長所と限界があります。学習管理システムとクラウドベースのソリューションは、オンライン共同作業のための最も一般的で利用しやすい2つのテクノロジーソリューションです。Canvas 、Edmodo、Moodle、Schoology、itslearningなどの学習管理システムは、学校や教室に同期および非同期のコミュニケーションと学習を支援する共同作業ツールを提供します。[ 72 ]

学習管理システム（LMS）は、コース管理者または教授による監督とサポートを可能にします。これらのシステムの1つの制限は、その可用性です。ほとんどのLMSは、コース登録によって制限されています。学生は、システムに保存されているツールやコンテンツにアクセスするには、特定のコースに登録するか、特定のクラスを購読する必要があります。一方、Google Apps、OneNote、Office 365スイートなどのクラウドベースのソリューションは、従来の教育環境の外でコラボレーションツールを提供します。あらゆる種類の教育者（K-12学校、大学、職業訓練、人事研修チームなど）は、これらのクラウドベースのソリューションにアクセスし、リンクを共有するだけで世界中の誰とでもコラボレーションできます。[ 72 ]これらのツールは、電子メールアカウントがあれば無料で利用できるものから、購入したスイートに基づいてサブスクリプション料金がかかるものまで、幅広く利用できます。潜在的な金銭的な制限に加えて、これらのクラウドベースのシステムは、コース登録を必要とするLMSと同様に常に安全でプライベートです。 LMS とクラウドベースのソリューションはどちらも、学習者に、問題の意味についてブレインストーミングを行い、研究と将来のコラボレーションの計画を立てながら、さまざまな方法でコラボレーションする機会を提供します。

研究ツール

問題が特定されると、学習者は PBL の 2 番目のステップである情報収集フェーズに進みます。このフェーズでは、学習者は背景情報を収集し、潜在的な解決策を調査す​​ることで、問題を調査します。この情報は学習チームと共有され、それぞれを裏付ける証拠とともに潜在的な解決策を生成するために使用されます。[ 73 ]現在、情報収集のための最も人気のあるオンラインツールは Google ですが、オンラインで利用できる検索エンジンは他にもたくさんあります。Google、Yahoo、Bingなどの無料の検索エンジンでは、数え切れないほど多くの情報リンクにアクセスできます。これらの調査ツールは潜在的な情報源を豊富に提供しますが、その量が圧倒的になる場合があります。また、これらの広範な検索エンジンを使用する場合、フィルターやより高度な検索戦略を追加せずに質の高い情報源を特定することは困難になります。図書館はより選択的なオプションであり、多くの場合オンラインデータベースを提供していますが、通常、記事や書籍にオンラインでアクセスするにはアカウントまたはサブスクリプションが必要です。Wolframalpha.comは、無料とサブスクリプションレベルの両方のアクセスオプションを備えたスマートな検索エンジンです。ウルフラムは、ウェブ検索プラットフォーム以上のものであると主張しており、「膨大な数の組み込みデータ、アルゴリズム、メソッドに基づいて動的な計算を行うことで、知識と答えを得る」と主張している。[ 74 ]

プレゼンテーションツール

PBLで3番目に重要な段階は問題解決であり、重要なタスクは与えられた問題に対する解決策を提示し、擁護することです。[ 75 ]学生は問題を明確に述べ、困難を克服するためのさまざまな選択肢を考慮した問題解決のプロセスを説明し、関連情報とデータ分析を用いて解決策を裏付ける必要があります。[ 76 ]解決策を明確に伝え、提示できることは、学習成果に直接影響するため、この段階の成功の鍵となります。テクノロジーの助けにより、グラフ、画像、動画、アニメーション、シミュレーションなどの視覚的な補助を組み込むことができるため、プレゼンテーションははるかに簡単かつ効果的になりました。さまざまなツールを使用することで、アイデアとアイデア間のつながりを明確に示すことができます。Microsoft PowerPoint 2016、Apple Keynote、Prezi、Google Slidesは、2017年の最も評価の高いプレゼンテーションアプリケーションです。[ 77 ]

これらの人気のプレゼンテーションツールはそれぞれ独自の特徴と利点があり、大きく3つのタイプにまとめることができます。最初のタイプは、表、グラフ、画像ツール、アニメーション、ビデオツール、アドイン機能など、プレゼンターに必要なほぼすべての機能を備えています。シミュレーションの作成やドラッグ＆ドロップなどの複雑な機能も利用できるため、多くのオーサリングツールの代替として利用できます。そのため、プレゼンテーションは高度にインタラクティブで魅力的になり、ほとんどのデバイスと互換性を持つようになります。その代表例がMicrosoft PowerPointとApple Keynoteです。[ 78 ]しかし、これらのツールはサブスクリプション料金がかかることが多く、デバイスにローカルインストールする必要があるという欠点があります。PowerPointとKeynoteはどちらも、スライドごとにプレゼンテーションを行う標準的な形式に近いものです。Preziは、ストーリーテリングスタイルと、画面の任意の部分を拡大縮小できる、従来型または構造化されていないプレゼンテーション形式を備えた、2番目の主要なタイプのツールです。これらのツールは一般的にWebベースで、PBLプロセスに付加価値をもたらすコラボレーション機能を備えています。ただし、このタイプのツールも権限レベルに基づいてサブスクリプション料金を請求します。 3つ目のツールは、ウェブベースのツールで、無料で、派手なエフェクトが少なく、いつでもオンラインで共同でプレゼンテーションにアクセスできます。Googleスライドは使いやすい選択肢です。[ 73 ]機能は少ないですが、いつでもどこでも、どのオンラインデバイスでも利用できるという利便性があります。このタイプのツールは、対面での会議の手配、プレゼンテーションツールのインストール、プレゼンテーションの作成方法を習得するために必要な時間など、多くの技術的な困難が取り除かれるため、学生がプレゼンテーションの準備にあまり時間をかけられない場合に効果的です。学生は、プレゼンテーション自体ではなく、問題と解決策についての有意義な議論に多くの時間を費やすことができます。

P 5 BLアプローチ

P 5 BL は、 P eople、P roblem、P rocess、P roduct、およびProject Basel Learningの略です。

P5BLアプローチは、1993年にスタンフォード大学工学部のP5BL研究室で導入された学習戦略であり、工学、建築学、建設学の分野の大学院生に「学際的で協調的かつ地理的に分散したチームワークの経験」を提供する取り組みでした。[ 79 ]スタンフォード大学のフルクター教授が先駆者となったこのアプローチでは、ヨーロッパ、米国、日本の6つの大学にまたがる環境と、プロジェクトの知識を収集して共有するためのツールキットが開発されました。[ 80 ] 3つの分野の学生（人々）には、問題を解決して最終製品を顧客に提供するチームプロジェクトが割り当てられました。

このアプローチの主な重点は、学生の総合的な能力とスキルを向上させるために、成果物を学際的に統合的に開発することです。P 5 BLメンタリングは、状況学習と構成主義的学習戦略を組み合わせた構造化された活動であり、大学のキャンパスを超えて実生活にまで浸透する実践文化を育みます。P 5 BLは、学習活動に必要な指導とサポートを提供する教授、業界のメンター、そして経営者とのチームインタラクションを促進することで、情報化時代における教育と学習のチームワークを促進することを目的としています。

この方法の主な利点は、学生が現実世界の問題に慣れ、それらを解決するための自信を高めることです。また、ネットワーキングスキルも向上し、業界のキーパーソンとの信頼関係を築くことができます。さらに、教育環境を通してチームワークの価値を学びます。さらに、この方法は学生に学際的なアプローチへの理解を育みます。

しかし、このアプローチでは、学生へのメンタリングについて十分な考慮が必要です。メンターは、学生が問題解決というプロジェクト目標を達成できるよう、適切な足場作りを行う必要があります。また、必要なマイルストーンを達成するために、チーム間のコミュニケーションはオープンで建設的なものでなければなりません。

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出典

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