中学生のためのUnityカリキュラム実例〜「PBSL指導」と「ゲーミフィケーション」の活用

中学⽣のためのUnityカリキュラム 実例〜「PBSL指導」と 「ゲーミフィケーション」の活⽤ 対象 全てのUnity指導者、および教育関係者、指導者を⽬指す⽅に 株式会社MIXI 開発本部CTO室 Unity SYNC 2022 ⽥那辺輝

要約 この講演で考えること、伝えたいこと 〜問題と解決⽅法 1. モチベーションを⽣み出し持続的にする学びとは（問題定義） 2. 能⼒がある⼦をさらに伸ばす学びとは（問題定義） 3. 内発的動機付けとカリキュラムのバランス（解決⼿段1） 4. 魅⼒付けとモチベーションコントロールに必要な知⾒（解決⼿段 2） 5. これらの考え⽅をどのように活⽤できるか、指導の実例の中で紹 介（実践）

⾃⼰紹介 株式会社MIXI 開発本部CTO室所属 ⽥那辺 輝 クライアントソフトウェアエンジニア 中学⽣プログラミングカリキュラムと教材ソフトウェア開発者、 および同カリキュラム講師 Unityアプリ業務歴9年 ゲームを中⼼としたソフトウェアエンジニアとして活動してお り、コンシューマゲームやブラウザゲームとスマートフォンア プリの開発、Webサービスやゲーム企画・ディレクションも経 験。近年は教育現場に向けて、「プログラミング学習」を推進 する講師としてその学習ソフトウェアやカリキュラム開発と併 せて取り組んでいる。 https://www.linkedin.com/in/akira-tanabe/

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株式会社MIXI MIXI, Inc. 東証プライム（2121） 1,452名（連結・正社員のみ） ※2022年3⽉末現在 サスティナビリティおよび、地域貢献と次世代育成の視 点で様々な取り組みを展開 https://mixi.co.jp/sustainability/ 私が取り組んでいる学習⽀援 • 中学⽣向けプログラミング学習⽀援 • 新卒者・学⽣向けUnity学習⽀援

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①中学⽣向けプログラミング学習⽀援 1. 渋⾕区における中学校（公 私⽴）技術科授業など 2. 渋⾕区の部活動に向けた Pythonプログラミングなど 3. 中⾼⽣向けエンジニア職業 講話 4. 全国の中学⾼等学校からの 「企業訪問」実施先として、 または出向き、プログラミ ング体験とエンジニア職業 講話を随時実施

②中学⽣向けプログラミング学習⽀援 1. 私⽴部活動における Unityゲーム開発講座 （4⽇間 全8時間） 2. 全国対象中学⽣向け Unityゲーム開発ハンズ オンイベント（3時間）

③新卒者・学⽣向けUnity学習⽀援 • MIXI社2022年度新卒者研修「ゲー ム研修」 • https://mixidevelopers.mixi.co.jp/22-technicaltraining-5fc362a9dc41 - 54a0 • （私からは）主講師としてUnity実践 ハンズオンと課題

• https://mixi-developers.mixi.co.jp/22-technical-training-5fc362a9dc41

④新卒者・学⽣向けUnity学習⽀援 • Unity Engine Challenge by MIXI（2019 年〜毎年開催） • https://mixigrouprecruit.mixi.co.jp/recruitmentcategory/event/9513/ • 第4回「Unity Engine Challenge by MIXI ＃ 4」 10/15に開催（終了） • ⼤学、⼤学院、専⾨学校、⾼専のための Unity課題挑戦イベント • （私からは）第1回⽬から利⽤している「ス コアボード」と「回答システム」なるイベン トシステムをUnityで作成し運⽤ • （私からは）第1回⽬から「マルチプレイ課 題」および「課題対戦⽤通信bot」を提供、 第3回⽬から「Audio課題」を提供 • 開催当⽇もチューターや問題解説者として参 加

• https://mixigroup-recruit.mixi.co.jp/recruitment-category/event/9513/

解説テーマ 1. 学習ポリシー「PBSL指導」カリキュラムでしっかり学ぶ 2. 「ゲーミフィケーションとポジティブ⼼理学」で学習を楽しむ

【問題定義】 • モチベーションを⽣み出し持続的にする学びとは • 学年やクラスの違いによる集中⼒や理解度が⼤きく異なる難しさの中でどのように教え るのか • 履修者は正直なのでリアクションがあるものとないものが顕著 • 講義としてつらつら述べていても基本的に全く聞いていない • 能⼒がある⼦をさらに伸ばす学びとは • 画⼀的な学習だけでは伝えられない奥深さや魅⼒をどうフォローするのか

【知⾒と仮説】 ⾃分⾃⾝（エンジニア）の知⾒ 〜指導⽅法とカリキュラムの構成に関わる知⾒ • 創造的にのめり込んで「遊ぶ」べき • ⾃⼰課題発⾒型の学習が知識を深める • いきなり⼤きなものに取り組まない • おもしろいところだけ摘む、そのときの好奇⼼を満たす箇所でいい • できるだけ成果に継ぎ⾜して遊べるものから • 終わりなき課題にのめり込める • ゲーミフィケーションでいう満⾜のいく仕事 • 細かい解説を最初からしない学習 • 要点と成果からとっていく学習 • ⽔平⽅向、垂直⽅向の伸ばし⽅ • ⽇本の学習は下から⽔平に • PBLでは課題のために無作為的な学習がおこる • 今⽇⽰す指導⽅法では課題のために恣意的な学習をおこす

【（解決⼿段1）内発的動機付けとカリキュ ラムのバランス】

本説「PBSL指導」とは 指導⽅法として既存の学習⽅法＋αしたもので 本解説のための略称 「問題に基づいた要素および⽅法選択型の学習」 Problem-Based -elemental and method-Selective Learning

⽐較する指導⽅法 「 OJT 」 On - the - Job Training（現任訓練） ■学習範囲深度、およびカリキュラ ム連続性恣意性の相関イメージ 学習範囲深度 …タスク次第 連続性恣意性 …独⽴もしくは断続的、恣意的 条件 …取り組むには⼀定の基本知識能⼒がいる、仕事の組織に属する意欲がある 「 PBL 」Problem - Based - Learning （問題解決型学習） PBL 学習範囲深度 …⾃分次第、無作為的 連続性恣意性 …独⽴、偶発的 条件 …取り組むために障壁はないが成果と習得のコミットが弱い まったくやらないか、万物の知識を得るか、環境と⾃分次第 PBS L OJT 「PBSL」 Problem-Based elemental and method-Selective Learning 必修ルート・選択ルートの⼆点を取る 恣意的に構成するプロジェクトのため実施先に適合する 学習範囲深度 …タスク次第&⾃分次第 連続性恣意性 …連続、恣意的 条件 …取り組むために障壁はなく、環境と⾃分次第でさらに伸ばせる 範囲 狭い→広い 深 度 深 ↓ 浅

「PBSL指導」の実現⽬標と趣旨 1. 現実的なテーマ・問題に取り組む • PBL同様に⼤きな⽬的の上で取り組む学習により、 ゴールが明確で意欲が湧きやすい FPSゲーム 浮遊ギミック 物理-⼒ 2. すべては習得のための選ばれた要素 • ⽬的実現の基本要素を恣意的に構成しカリキュラム にしやすい 3. 履修者の選択が成果物に影響を及ぼす • ⾃⼰選択部分を含み能⼒と意欲に応じて履修者の学 習深度は個別に適合される 物理-重⼒ monobehaviour.update transform.rotation transform.position

【（解決⼿段2）魅⼒付けとモチベーション コントロールに必要な知⾒】

ゲーミフィケーション ニュース 経済産業省は先頃「ゲーミフィケーションをコアナレッジにしたDXに資する⼈材育成に 係る調査及び検討会」を開始するとアナウンスした https://www.meti.go.jp/press/2022/08/20220817001/20220817001.html 参考⽂献 • 「REALITY IS BROKEN 幸せな未来は「ゲーム」が創る」 ジェイン・マクゴニガル 2011 • 「ポジティブ⼼理学の挑戦 “幸福"から“持続的幸福"へ」 マーティン・セリグマン 2014

• https://www.meti.go.jp/press/2022/08/20220817001/20220817001.html

【ゲーミフィケーション】ゲームの4つの特徴 ゲームの定義、共通する特徴 • 「ゴールとルールとフィードバックシステムと⾃発的な参加」 • ゴール ...達成すべき成果で、⽬的意識を与える • ルール ...制限を加えることで創造性を解き放ち、戦略的な思考を促す • フィードバック う気持ちを保つ ...フィードバックが常時表⽰されることでゴールに必ず到達できるとい • ⾃発的な参加 ...⾃分の意思で参加または脱退できる事由があることはストレスが多い課 題でも安全で楽しめる活動として経験できる • ゲームをプレイするとは、取り組む必要のない障壁を、⾃発的に乗り越えよ うとする取り組み • 哲学者 バーナード・スーツ

【ゲーミフィケーション】影響がある重要な感情 フィエロ（fiero）とフロー（flow）の認識 フィエロはイタリア語で誇り やった ガッツポーズをし雄叫びを上げたくなる衝動を指す 困難な状況での勝利に伴う感覚 集中 海外のゲーム開発者の表現 フロー アメリカ⼼理学者 ミハイ・チクセントミハイ 1975楽しみの社会学 創造的に達成することや⾼度な能⼒を発揮して満⾜した、爽快な感覚 いずれも「快ストレス」を感じている様⼦ ⼈間の持つ根源的な衝動や感覚 いずれもアドレナリンを分泌し脳の報酬回路が活性化され注意中枢で⾎流が増加する 異なるのは⼼の状態

ポジティブ⼼理学 • ウェルビーイング理論（持続的幸福）と5つの要素 • 幸福感を⽣み出すゲーミフィケーションからの知⾒ マーティン・セリグマン

【ポジティブ⼼理学】 ウェルビーイング理論（持続的幸福）と5つの要素 • ポジティブ感情 • 快の⼈⽣、主観的尺度である幸福感、満⾜度、今の感情 • エンゲージメント • 充実した⼈⽣、無我夢中に没頭していたか、フロー状態にあったか、回想的過去の感情 • ⾃分の強みを⾒つけて頻繁に活⽤することでフロー状態を得る • 意味・意義 • 有意義な⼈⽣ • ⾃分より⼤きなものに属す仕える、〜組織、思想、家族など • 達成 • 達成の⼈⽣、勝つためだけに挑む • 篤志家 ...社会奉仕・慈善事業などを熱⼼に取り組む • 蓄財家 ...収集し保有する、それをより蓄えるためにしか⼿放さない • 「有能感（コンピテンス）の概念」ロバートホワイト ...、環境を⽀配しようとして⾏動する • 関係 • 笑い、喜び、誇り、⽬的を感じる、これらは他者がいること • 他⼈に親切にすることはウェルビーイング（持続的幸福）を向上させる

【ポジティブ⼼理学】 幸福感を⽣み出すゲーミフィケーションからの知⾒ • 満⾜のいく仕事 • 明確に定義された、レベルの⾼い活動で、投じた努⼒の影響が直接⽬に⾒えてわかる仕事に満⾜する • ゲームにおいては、仕事を達成するごとに能⼒が上がりさらに⾼いレベルの仕事ができるようになり満⾜する様を解説 • 成功体験、あるいは成功への希望 • 影響⼒の⼤きさを感じたいと思い、得意なことを⼈に⾒てもらいたいと思う • 何かに憧れ、時とともに何かがよくなることを求めている • 社会的なつながりを求めている • 経験を共有してつながりを作り他の⼈と⼀緒に達成することを求めている • 意味や、⼤きなものの⼀部になる機会を求めている • 壮⼤なものへの好奇⼼、恐れ、疑問の気持ちを求めている • 重⼤な何かの⼀員となって貢献することを求めている

【どのように活⽤できるか 〜指導の実例】

カリキュラムへの適応案 ポジティブ感情に影響を与える3つの設計⽬標 ① ゲーム構造を取り⼊れて快ストレスの発⽣サイクルを構成する ② モチベーションの維持向上における内発的報酬の⽬標 ③ 私がしてはいけないこと

① ゲーミフィケーション構造を取り⼊れて 快ストレスの発⽣サイクルを構成する 1. （フィエロ）明確な⽬標（ゴール）と⼿順（仕事）を消化し⼀定の達成により「フィエロ」 を得る • 2. （フィードバック）成果は⾒た⽬や動作で分かり「速やかなフィードバック」で体感する • 3. 「⼿順ｎまでできた」「好きな⾊にできた」 （フロー）⼀定まで達成された成果を実感する時間を取り⼊れて「フロー」を得て「成⻑を 実感」する • 4. 「よしできた」「動いた！」 「組み⽴てた成果物をひとまず体験しよう」「次の要素を⼊れる前に成果物で遊ぼう」 （⾃発的な参加）より⾼い難易度には選択取り組みとチェックリストによって「⾃発的な参 加」の「楽しみに変換」する • 「1番ならできそう」「全部埋めたい」

② モチベーションの維持向上における 内発的報酬の⽬標 1. （満⾜のいく仕事）定期的に繰り返すところを取り⼊れて慣れていき「成⻑を体感」する 2. （満⾜のいく仕事） 次第に難しくなる「調整された課題」はその直前の習得の上にあり「成⻑を体感」する 3. （成功への希望）取り組むテーマごとの⼤きなゴールを楽しげに⽰し「成功への希望」を得る 4. （成功への希望）網羅性のある教材によってその⽇の後の学び⽅も感じ「成功への希望」を得る 5. （成功体験）覗きに来る講師やサポーターが⼀緒に達成まで⾒守り「⾒てもらいたい」も満たす 6. （社会的なつながり）みんなで同時に取り組む時間を設けて「⼀緒に達成する」状況を体感する 7. （意味や、⼤きなものの⼀部になる）学習に取り組むべき⽬的を有意義に伝え「意味」を理解する

③ 私がしてはいけないこと 1. （満⾜のいく仕事）要素をまとめて学習させすぎて受動的な講義にしてしまい、活動の「フィー ドバックが素早く得られない」時間が続くこと 2. （成功への希望）憧れの持てない成功（達成⽬標）、もしくは「成功そのものが⽰せない」こと 3. （⾃発的な参加）すべてを強制してしまい、取り組むかどうかの可否やどのようにするか「⾃ら が選択する余地がない」こと 4. （フロー）取り組んだことが還元されて夢中になる「お楽しみ時間（フロー）がない」こと 5. （ポジティブ⼼理学）要素5つが感じられないこと

【事例解説】プログラミング学習⽀援とカリキュ ラムでの「モチベーションコントロール」

実践例1：中学⽣向けUnity習得ワークショップ （サマーキャンプ） • コンテンツ構成 • • サンプル素材、組み⽴てプロジェクトデータ 網羅性の⾼い学習テキスト • 指導実施における構造 1. 成功への希望 ...導⼊にしっかり「意味」「道筋」を伝え 「希望」を⾒出す 2. 短いフィードバックサイクルのフィエロ ...コンテンツのビ ジュアルから⼊りできるだけ早く「フィエロ」（できた）を 得る 3. 満⾜のいく仕事でレベルアップ ...「厚いテキスト」への段 階的な取り組みと分割した学習⽬標でストレスは徐々に与え つつ個々のすばやい実践フィードバック 4. フロー ...できるだけゲーム的にすぐ動かせるコンテンツに よって、ストレスが強い時間と区別した学習成果の還元とし て「楽しむ」無双状態に、学び欲求へのチャレンジ課題とプ レイ欲求の体験者と⾃⼰決定による⾃由度

実践例2：中学技術・家庭科＜情報の技術＞授業 • コンテンツ構成 • 学習ソフトウェア ...⽂法学習モード、課題解決モード、 開発モード • テキスト教材 ...体験コード例、Python記述の ⾔語構造を網羅した厚めのテキスト（22000字）、開発 モード練習帳 • 指導実施における構造 1. 成功への希望 ...導⼊にしっかり「意味」を伝え 「希望」を⾒出す 2. 短いフィードバックサイクルのフィエロ ...「体験 コード例」でストレスは徐々に与えつつできるだけ 早く「フィエロ」（できた）を得る 3. 満⾜のいく仕事でレベルアップ ...「厚いテキス ト」への段階的な取り組みと個々の実践フィード バック 4. フロー ...ストレスが強い時間と区別した学習成果 の還元で「楽しむ」無双状態に、ゲーム要素が強い 課題プレイ実施

カリキュラム

Unity学習要素の選定について 1. どのような⽬的の中にあるかで掘り下げ⽅を調整する 2. 基本的に必要な時に必要な分だけ学習する（JIT）

Unity学習⽬的と順序の⼀例 1. ゲームクリエイティブ • エディタとゲーム制作を習得し作品の実現可 能性を⾼める 2. デザインクリエイティブ • 空間と視覚効果や演出を構築する操作とプロ グラム 3. UnityC#プログラミング • プログラミングの⼗分な習得により作品と Unityを掌握する monobehaviour.updateで動く transform instantiate 空間を制御する 重⼒で動き、⼒を与え制御する 接触イベントトリガー ui表⽰ ゲームのルール実現 サウンド エディタ拡張 リソースロード・シーンマネージャー objectのloadとtransform マテリアル・シェーダー アニメーション・メカニム パーティクルシステム ui シネマシン（シーンアクション c#⾔語⽂法学習 モノビヘイビア トランスフォーム フィジックス イベントトリガー ui リソースロード・シーンマネージャー ファイルIO エディタ拡張

中学⽣・初⼼者・ゲーム制作 Unity短期学習カリキュラム構成 1. 操作練習 • Sceneビューフライスルー操作練習そのものがゲームとなり「フィエロ」を⽣む • 経験者でもゲームそのものがやりがい 2. 初めてのシーン制作（練習1 シンプルなシーンで練習） • シーン作成からCubeに⾃作Componentをつけて動かし全能感を得て「フロー」を体感する • 経験者であれば添付コードに注⽬して学びになる • さらに理解を深めるチャレンジ課題3つを選択取り組み 3. 初めてのベーシックゲーム（練習2 FPS⾵プログラムを試す） • 重⼒や⽣成プログラムの利⽤によるテクニックと成功に「フィエロ」 • 作り上げるとFPSゲーム的な挙動となりゲームプレイで「フロー」 • さらに理解を深めるチャレンジ課題3つを選択取り組み 4. プログラミングのコツ伝授（解説 C#プログラミングを理解しよう） • 書き⽅を教える時間はないが独習につなげられ、不安を解消する重要なファクト • もう⾃分は使える感さえ覚えているかもしれません 5. 多彩な要素があるゲームへの取り組み（練習3 アスレチッ ク&ランゲームを組み⽴てる） • 半完成品の組み⽴てにより、できるだけ早く動いて遊べる⽬的 • より学習や作業をするためのチャレンジ課題3つを選択取り組み

まとめ解説テーマ • 学習ポリシー「PBSL指導」カリキュラムでしっかり学ぶ • 共通の達成⽬標と個別の学習要素 • 必修と⾃由選択で習熟度に適合した指導 • 「ゲーミフィケーションとポジティブ⼼理学」で学習を楽しむ • ⽬指すものは個々の探求⼼の⽬覚めと⾃⽴した学習意欲 • 学習や作業だと感じない仕組みを⽣み出し、ストレスは「やりがい」になり、タスクは 「実績」になる

次の⽬標 1. 「クエスト」や「実績」のようなゲームの特徴そのもののカリ キュラム 2. 「レイドボス」や「協働（きょうどう）クエスト」のような参加 者⼀体となるソーシャル課題

Appendix

おしらせ • 書籍紹介 • 技術書展 #13 にてMIXIから「mixi tech note ＃08」無料配布中 • https://techbookfest.org/product/6QFxk7A 275p0z8L4t9tZ9y • 第5章「学校教育ソフトウェアで問題解決」 を⽥那辺から寄稿 • （要無料アカウント登録） • 過去出版作 #06 / #04 / #03 でもUnity における原稿を書いてます • 上のサイトから⼊⼿可能 • mixi tech note #06 ／できるよUnity DOT • mixi tech note #04 ／Behavior Treeでゲーム AIに取り組んで思う • mixi tech note #03 ／Unity で作る競技型イ ベントの回答システム

• https://techbookfest.org/product/6QFxk7A275p0z8L4t9tZ9y

ご清聴ありがとうございました