Implementing Flipped Classroom in a Biomathematics Course Through Design-Based Research

現代の医学教育において、目標は単なる事実の暗記から、将来の医師が複雑な問題を解決することを可能にする一連の実践的なスキルの習得へと移行している。コンピテンシーに基づく教育として知られるこのアプローチは、学生が生物学的な概念を理解するだけでなく、それらを分析するためのデジタルツールを使いこなすことも要求する。人工知能や高度なソフトウェアがヘルスケアの標準となる中で、教育者は新たな課題に直面している。それは、いかにして学生を圧倒したり、協力という人間的な要素を失ったりすることなく、これらの技術的スキルを教えるかである。このための有望な手法の一つが、「反転授業（フリップド・クラスルーム）」である。これは、伝統的な学習の順序を逆転させる教授モデルである。授業中に講義を聞き、後で一人で宿題をするのではなく、学生は事前に基礎的な教材を自習し、対面での時間を能 ثلاثة、能動的な問題解決、議論、そしてチームワークのために充てるのである。研究者が問いかけているのは、この転換が、学生が困難な新技術を真に習得する助けとなると同時に、彼らの協力体制を向上させるのかどうかという点である。

ハンガリーのペーチ大学の教育者チームは、「バイオカルキュラス2（Biocalculus 2）」と呼ばれる専門的な選択科目において、このアイデアを検証することに着手した。このコースは、ExcelとMATLABという2つの特定のソフトウェアを用いて、数学を現実世界の生物学的データにどのように適用するかを学ぶ必要がある医学、薬学、およびバイオテクノロジーの学生向けに設計された。研究者たちは、反転授業モデルへの移行が、デザイン・ベースド・リサーチ（設計に基づく研究）と呼ばれる厳格なテスト手法と組み合わさったとき、学生自身のチームワーク能力に対する認識をどのように変えるかを調べたいと考えた。デザイン・ベースド・リサーチとは、教師と研究者がレッスンプランを構築し、それを試行し、何が起こるかを観察し、その後、次のラウンドに向けて即座にプランを改善するという、指導法を洗練させるためのサイクルを繰り返す戦略である。

研究は2つの明確なフェーズに分かれて展開された。第1フェーズのパイロット運用では、反転授業のアイデア自体は妥当であるものの、その実行には欠陥があることが明らかになった。学生には授業前に完了すべきオプションの課題が与えられたが、これらは必須ではなかったため、ほとんどの学生が取り組まなかった。その結果、教師は、本来自宅で学んでおくべき基礎事項を再教授するために貴重な授業時間を費やすことになり、コースの協力的な精神が損なわれることとなった。これを認識したチームは、第2の、より構造化されたフェーズに向けてコースを再設計した。洗練されたバージョンでは、授業前の準備を義務付けた。学生は、大学に到着する前に、オンラインのMATLABトレーニングコースの特定のモジュールを完了することが求められた。また、各セッションの後に短いアンケートに回答し、自分の感じていることや何を学んだかを教師に伝える仕組みとした。授業中の時間は、学生が事前に学習したソフトウェアを用いて、複雑で現実世界の問題を解決するためにペアで協力することに完全に充てられた。

第2フェーズの結果は、驚くほど矛盾を含んだ姿を提示した。表面上、学術的な成功は明白であった。学生は期末試験で非常に優れた成績を収め、ハンガリーのグループは平均で約89％、外国人のグループは90％以上を記録した。彼らは明らかに教材を習得しており、ソフトウェアを駆使して困難な問題を解決することができた。しかし、研究者が学生に対し、コミュニケーション能力、柔軟性、他者への寛容さ、そして共に問題を解決する能力といった、自分自身のチームワークのスキルを評価させたところ、結果は異なる物語を語った。学期の終わりまでに、学生はこれらの個人的な属性のうち13項目中11項目において、開始時よりも自己評価を低くつけていた。コミュニケーションと批判を受け入れる能力の2つの領域のみが、わずかな改善を示した。

この自信の低下は、学生がチームメイトとして劣化したことを意味しているのではない。研究者たちは、学生たちの「優れたチームメンバーであるとはどういうことか」という内部基準が、単に非常に高くなったのだと示唆している。コースの開始時、学生はおそらく、従来のより受動的な教室での経験に基づいた、以前の基準で自身のチームワークを判断していた。しかし、複雑で未知のソフトウェアに取り組み、成功のために互いに強く依存することを強いられる中で、彼らははるかに高いレベルの困難に直面した。この強烈な経験により、彼らは自分がまだ学ぶべきことがどれほど多く、真のコラボレーションがいかに困難であるかを思い知らされたのである。彼らは、以前の容易な基準ではなく、より厳格で現実的な基準に照らして自分自身を判断するようになった。研究者たちは、学生の自己評価は低下したものの、実際のパフォーマンスは高い水準を維持しており、ペアの学生たちが実際に密接に協力し、問題解決のための共通の手法へと収束していく様子を観察したと述べている。

この研究は、現代の教育における複雑な現実を浮き彫りにしている。困難な新スキルを協力的環境の中で学ぶことは、学生が技術的な能力を高める一方で、自身の社会的能力に対する自信を低下させることがある。高い試験スコアは、反転授業モデルが技術的内容の教授には有効であったことを証明したが、学生の自己認識の変化は、学習における感情的・社会的なプロセスもまた、成績と同じくらい重要であることを示唆している。研究者たちは、この手法は成功したものの、このような要求の厳しい新しい学習方法に適応するプロセスが、学生に自身の期待値を再調整させ、効果的なチームワークとは何かという内部基準を厳格化させていると結論づけた。この洞察は、学生の自信の一時的な低下が、失敗の兆候ではなく、むしろ学生が教材に深く関わり、より批判的で自己認識能力の高い学習者へと成長している証である可能性があることを、教育者に理解させるものである。