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学校におけるプログラミング教育

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1. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 創成科目 東 東京 京学 学芸 芸大 大学 学 I IC CT Tセ セン ンタ ター ー 教 教育 育情 情報 報化 化研 研究 究チ チー ーム ム 加 加藤 藤直 直樹 樹 Programming Education in School 学校における プログラミング教育 （1）イントロダクション
2. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 社会の変化 イントロダクション
3. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 社会の変化 産業（工業）革命：社会の確実な変化 画像引用：SCF2015webサイト http://scf.jp/ja/essay/a005.php →石炭→石油・電気 農業→軽工業→重工業 労働力：人→コンピュータ 判断：人→コンピュータ AI，IoT？
4. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 社会の変化 国家戦略（IT総合戦略本部） （H26～H28／2016.4） l 一定数の突出した能力を有するIT人材育成 l 新たな産業をリードする高度なIT人材育成 （参考）人材育成におけるプログラミング教育の位置付け等に係る調査報告書 現社会 Industry4.0 （第四次産業革命） 高度なIT利活用社会 （超スマート社会）
5. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 社会の変化 近い将来すべての人に求められるもの 高度IT人材 ミドルIT人材 課題 発見 解決 新たな価値の創造 高度情報通信技術 AI技術 活用 こういうこと ができる 依頼
6. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 社会の変化 国家戦略（IT総合戦略本部・戦略室） （H26～H28／2016.4） l 一定数の突出した能力を有するIT人材育成 l 新たな産業をリードする高度なIT人材育成 ＋ l あらゆる国民層に対して ITに係る能力を醸成するための取組 （参考）人材育成におけるプログラミング教育の位置付け等に係る調査報告書 現社会 Industry4.0 （第四次産業革命） 高度なIT利活用社会 （超スマート社会）
7. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 社会の変化 情報教育の方針 創造 協働 自立 加速度的に進展 し続ける社会 Industry4.0 （第四次産業革命） 生きる力 情報技術の発展・浸透 情報化・グローバル化 人間性 学びに向 かう力 思考力 判断力 表現力 知識 技能 言語能力・情報活用能力 問題発見・解決能力 学習の基盤 情報及び情報技術を適切かつ効果的に 活用して、問題を発見・解決したり自 分の考えを形成したりしていくために 必要な資質・能力 （小学校学習指導要領解説 p.51） 情報の科学的な理解に裏打ちされた 情報活用能力を育むことが重要
8. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 海外は？
9. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 社会の変化 イスラエル l 使い方よりも、原理やプログラミングを 教えるべきだ pJudith Gal-Ezer他：A High－School Program in Computer Science l 2000年，高校で「Computer Science」 n 90時間5ユニット中，2ユニット必修 n アルゴリズム的思考を開発し， アルゴリズムをプログラミングで実装する
10. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 社会の変化 ハンガリー l 課題解決の手法という IT のテーマは、 教育上の目的の中においても、主要能力 （Key Competencies）・・・ l 2003年 初等教育（6～10歳） n 「Informatika」を導入 l 初等中等課程（6～15歳）必修化 n 9歳でアルゴリズム n 10,11歳で簡単なプログラミング n 14歳以上では改良手法も
11. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 社会の変化 イングランド（英国） n コンピュータは今や日々の生活の一部に なっており、そのテクノロジーは、私たち にとって、 家庭でも、仕事においても、 生活していく上で必要不可欠である。 Computational Thinkingは、子供たちが 将来働くための準備をし、このデジタル 社会に効果的に参加するために習得すべき 能力である。 l 2014年 「Computing」5～13歳必修化 n 5～10歳でビジュアルプログラミング n 11～15歳で汎用プログラミング言語
12. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 社会の変化 フィンランド l IT が生活を取り巻くようになったため、 全ての子供にソフトウエアについて基礎 的なことを学ぶ機会を与える l 2016年から必修化（教科横断型） n 7,8歳で正確な指示を出すことを学ぶ n 9～12歳でビジュアルプログラミング n 13～15歳で汎用プログラミング言語
13. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 社会の変化 韓国 l 2007年から開始 l 2011年からComputing教育 エストニア l 2012年から多くの学校でプログラミング 教育を実施 オーストラリア l 2016年「Digital Technologies」必修化
14. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 小中高におけるプログラミング教育 イントロダクション
15. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 小中高におけるプログラミング教育 国家戦略（IT総合戦略本部・戦略室） （H26～H28／2016.4） l 一定数の突出した能力を有するIT人材育成 l 新たな産業をリードする高度なIT人材育成 ＋ l あらゆる国民層に対して ITに係る能力を醸成するための取組 l 特に若年層に対するプログラミング教育 （参考）人材育成におけるプログラミング教育の位置付け等に係る調査報告書 現社会 Industry4.0 （第四次産業革命） 高度なIT利活用社会 （超スマート社会）
16. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 小中高におけるプログラミング教育 国家戦略（IT総合戦略本部・戦略室） l プログラミング教育の重要性 n 高度な IT 利活用社会における基礎スキル pプログラミングを通してITの仕組みを学べる n 「論理力」と「思考力」 pプログラミングの試行錯誤を通して， 論理力と思考力のサイクルを繰り返し， 課題解決に導く能力を醸成できる n 高度IT利活用人材の育成基盤の構築 （参考）人材育成におけるプログラミング教育の位置付け等に係る調査報告書
17. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 小中高におけるプログラミング教育 情報活用能力としてのプログラミング 情報活用能力 言語能力 問題発見・解決能力 基盤的な力 人間性 学びに向 かう力 思考力 判断力 表現力 知識 技能 創造 協働 自立 技術分野 情報に関する技術 プログラミング教育 基本的な操作 情報モラル 情報化と社会・産業 2021- 2022- 2020- 情報Ⅰ（必修） 情報Ⅱ AI・Data Science教育
18. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 中高におけるプログラミング教育
19. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 中高におけるプログラミング教育 高校共通教科「情報科」 l 情報Ⅰ（共通必修） n 情報社会の問題解決 pメディアリテラシ，情報モラル n コミュニケーションと情報デザイン pメディアリテラシ n コンピュータとプログラミング pコンピュータの仕組み，アルゴリズム，プログ ラミング，モデル化とシミュレーション n 情報通信ネットワークとデータの活用 p情報通信ネットワークの仕組み，情報セキュリ ティ技術，データベースの仕組み，データ処理 l 情報Ⅱ（選択）
20. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 中高におけるプログラミング教育 情報Ⅰの目的 情報技術 理 解 ・ 活 用 情報社会 理 解 ・ 参 画
21. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 中高におけるプログラミング教育 情報Ⅰにおけるプログラミング 外部 プログラム プログラミング 言語 アルゴリズム データ データ構造 プログラム 構造 外部 プログラム 外部 プログラム 効率etc 選択 表現 プログラム 見易さ 使い易さ
22. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 中高におけるプログラミング教育 中学「情報に関する技術」の目標 基 礎 的 な 理 解 ・ 技 能 習 得 情報技術 問題 情報システム 情報社会 課題設定 設 計 ・ 具 体 化 ・ 評 価 ・ 改 善 （ も の づ く り ） よりよくしたいという 態度
23. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 中高におけるプログラミング教育 情報に関する技術におけるプログラミング 問題 計測・制御システム 解決 安全・適切なプログラムの制作 デバッグ 着想 構想 仕 組 み の 理 解
24. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 中高におけるプログラミング教育 情報に関する技術におけるプログラミング 問題 ネットワークを利用した 双方向性のある コンテンツ 解決 安全・適切なプログラムの制作 デバッグ 着想 構想 メディアリテラシー 仕 組 み の 理 解
25. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 中高におけるプログラミング教育 情報に関する技術におけるプログラミング アルゴリズム 全体構造 効率etc 表現 プログラム 安全性 ・情報デザイン ・例外処理 問題 課題設定
26. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 小学校におけるプログラミング教育
27. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 小学校におけるプログラミング教育 小学校におけるプログラミング教育 各教科等の特質に応じて， を，計画的に実施 第３ １ (3) イ 児童がプログラミングを体験しながら， コンピュータに意図した処理 を行わせるために必要な論理的思考力 を身に付けるための学習活動 （小学校学習指導要領 p.8）
28. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 小学校におけるプログラミング教育 学習指導要領での記載 各教科等の特質に応じて， を，計画的に実施 第３ １ (3) イ 児童がプログラミングを体験しながら， コンピュータに意図した処理 を行わせるために必要な論理的思考力 を身に付けるための学習活動 （小学校学習指導要領 p.8）
29. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 小学校におけるプログラミング教育 学習指導要領での記載 第３ １ (3) イ 児童がプログラミングを体験しながら， コンピュータに意図した処理 を行わせるために必要な論理的思考力 を身に付けるための学習活動 （小学校学習指導要領 p.8） プログラミング 論理的に考える力 のために ※単なるコンピュータ利用とも解釈できるが 文脈からプログラミングであることは自明
30. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 小学校におけるプログラミング教育 学習指導要領からプログラミング的思考へ 自分が意図する一連の活動を実現するために、 どのような動きの組合せが必要であり、 一つ一つの動きに対応した記号を、 どのように組み合わせたらいいのか、 記号の組合せをどのように改善していけば、 より意図した活動に近づくのか、 といったことを論理的に考えていく力 （小学校学習指導要領解説 p.85） プログラミング するときの一連の活動 を 論理的に考える力
31. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 小学校におけるプログラミング教育 プログラミング的思考 抽 象 化 モ デ ル 化 一 般 化 分解 構造化 手順化 評価 順序 分岐 反復 並列 演繹・帰納（類推，仮説） 問題 Computer 大きく複雑な 高速化・自動化 高度情報化社会における 高度情報化社会における 大きな武器である 論理的思考・パタン認識 パ ラ メ タ ラ イ ズ
32. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 正多角形を簡単に綺麗に描きたい
33. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 正多角形を簡単に綺麗に描きたい 正多角形 を描く 正三角形 を描く 正方形 を描く 正五角形 を描く （問題の）分解 線分を描く 線分を描く 線分を描く 分解＋手順（順次）
34. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 正多角形を簡単に綺麗に描きたい 線分を描く 線分を描く 線分を描く 特定の長さの 線分を描く 定規を 合わせる 特定の長さの 線分を描く 分解＋手順（順次）
35. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 正多角形を簡単に綺麗に描きたい 線分を描く 線分を描く 線分を描く 分度器を 合わせる 60度の方向を 調べる 定規を 合わせる 同じ長さの 線分を描く 60度の方向 に点を打つ 同じ長さの 線分を描く 分解＋手順（順次） 分解＋手順（順次）
36. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 正多角形を簡単に綺麗に描きたい 線分を描く 線分を描く 線分を描く 分解＋手順（順次） 端点を結ぶ 線分を描く 定規を 合わせる 端点を結ぶ 線分を描く
37. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 正多角形を簡単に綺麗に描きたい 端点を結ぶ 線分を描く 特定の長さの 線分を描く 90度の方向を 調べる 同じ長さの 線分を描く 90度の方向を 調べる 同じ長さの 線分を描く 正方形を描く 正五角形を描く 特定の長さの 線分を描く 108度の方向を 調べる 同じ長さの 線分を描く 108度の方向を 調べる 同じ長さの 線分を描く 端点を結ぶ 線分を描く 108度の方向を 調べる 同じ長さの 線分を描く 端点を結ぶ 線分を描く 特定の長さの 線分を描く 60度の方向を 調べる 同じ長さの 線分を描く 正三角形を描く
38. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 正多角形を簡単に綺麗に描きたい 端点を結ぶ 線分を描く 特定の長さの 線分を描く 90度の方向を 調べる 同じ長さの 線分を描く 正方形を描く 正五角形を描く 特定の長さの 線分を描く 108度の方向を 調べる 同じ長さの 線分を描く 端点を結ぶ 線分を描く 端点を結ぶ 線分を描く 特定の長さの 線分を描く 60度の方向を 調べる 同じ長さの 線分を描く 正三角形を描く 1回繰返し 2回繰返し 3回繰返し パタン認識 ＋ 手順化 （繰り返し）
39. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 正多角形を簡単に綺麗に描きたい 正N角形を描く 端点を結ぶ 線分を描く 特定の長さの 線分を描く X度の方向を 調べる 同じ長さの 線分を描く N回繰り返す X=180-360/N パタン認識 ↓ パラメタライズ ＝一般化 正三角形を描く 正方形を描く 正五角形を描く
40. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 小学校におけるプログラミング教育 学習指導要領での記載 各教科等の特質に応じて， を，計画的に実施 第３ １ (3) イ 児童がプログラミングを体験しながら， コンピュータに意図した処理 を行わせるために必要な論理的思考力 を身に付けるための学習活動 （小学校学習指導要領 p.8）
41. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 小学校におけるプログラミング教育 プログラミング教育の手引きにも とある 児童がプログラミングに取り組んだり、 コンピュータを活用したりすることの 楽しさや面白さ、ものごとを成し遂げた という達成感を味わうことが重要 体験が 重要 楽しさ 面白さ も重要
42. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 小学校におけるプログラミング教育 コンピュータプログラミング体験が重要な理由 l 楽しい→主体性へ l 試行錯誤が容易 n 自分の考えが正しいかが確認できる n 間違ってたら容易に修正に挑戦できる コンピュータに・・・ 必要な論理的思考力 効果的に！
43. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 小学校におけるプログラミング教育 もう一つの育む力 プログラムの働きやよさ，情報社会がコンピュータをはじめと する情報技術によって支えられていることなどに気付き，身近 な問題の解決に主体的に取り組む態度やコンピュータ等を上手 に活用してよりよい社会を築いていこうとする態度などを育む こと （小学校学習指導要領解説 p.85） すごい やってみる のような態度
44. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 小学校におけるプログラミング教育 学習指導要領での記載 各教科等の特質に応じて， を，計画的に実施 l 教科等の中でプログラミング教育 第３ １ (3) イ 児童がプログラミングを体験しながら， コンピュータに意図した処理 を行わせるために必要な論理的思考力 を身に付けるための学習活動 （小学校学習指導要領 p.8）
45. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 小学校におけるプログラミング教育 の展開 イントロダクション
46. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU プログラミング教育の展開 展開の基本 l 教科等の中でプログラミング教育 l そして，カリキュラム・マネージメント 各学校においては，児童の発達の段階を考慮し・・・情 報活用能力（情報モラルを含む。）・・・等の学習の基 盤となる資質・能力を育成していくことができるよう， 各教科等の特質を生かし，教科等横断的な視点から教育 課程の編成を図るものとする。 （小学校学習指導要領 p.5） あわせて，各教科等の特質に応じて，次の学習活動を 計画的に実施すること。 （小学校学習指導要領 p.8）
47. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU プログラミング教育の展開 手引きにおける６分類 A 学習指導要領に例示されている単元等で 実施するもの B 学習指導要領に例示されてはいないが、 学習指導要領に示される各教科等の内容を 指導する中で実施するもの C 各学校の裁量により実施するもの D クラブ活動など、特定の児童を対象として、 教育課程内で実施するもの E 学校を会場とするが，教育課程外のもの F 学校外でのプログラミングの学習機会
48. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU プログラミング教育の展開 手引きにおける６分類 A B C D E F 教科の学び中で どのように実施するか 教科外で どこまで実施していくか どのように学校外の組織と チームを組んで連携していくか この後の 話題
49. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU プログラミング教育の展開 学習指導要領で例示された単元 情報化社会に関する 探究的課題の中での プログラミング 総合 教科 課程外 正多角形と円 電気の利用 手引き 分類A
50. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU プログラミング教育の展開 教科書にも掲載 右上：大日本図書webサイトより：https://www.dainippon-tosho.co.jp/introduction2020/sansu/ex_programming.html 左下：大日本図書webサイトより：https://www.dainippon-tosho.co.jp/introduction2020/rika/programming.html
51. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU プログラミング教育の展開 算数科 第３ 指導計画の作成と内容の取り扱い ２ (２) プログラミングを体験しながら論理的思考 力を身に付けるための学習活動を行う場合 には，児童の負担に配慮しつつ， ・・・正多角形の作図を行う学習に関連し て，正確な繰り返し作業を行う必要があり， 更に一部を変えることでいろいろな正多角 形を同様に考えることができる場面などで 取り扱うこと。 （小学校学習指導要領 p.75）
52. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU プログラミング教育の展開 正多角形と円のベストプログラミング 多角形と円
53. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU プログラミング教育の展開 理科 第３ 指導計画の作成と内容の取り扱い ２ (２) プログラミングを体験しながら論理的思考 力を身に付けるための学習活動を行う場合 には，児童の負担に配慮しつつ， ・・・電気の性質や働きを利用した道具が あることを捉える学習など，与えた条件に 応じて動作していることを考察し，更に条 件を変えることにより，動作が変化するこ とについて考える場面で取り扱うものとす る （小学校学習指導要領 p.93）
54. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU プログラミング教育の展開 電気の利用では創造的なプログラミングへ 写真：前原小、6年生がフィジカルコンピューティングで「電気」を学ぶ ICT教育ニュース 2017年10月30日 入力 明るさ 温度 加速度 方位 ボタン 湿度 気圧 酸素濃度 ： 出力 光 熱 音 動力 ： 人がそばにいて 温度が高いと 温度に応じて 回る扇風機 自分たちで発想した アイデアを 自分たちで 作り上げていく
55. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU プログラミング教育の展開 ちなみに総合的な学習の時間の記述は 第３ 指導計画の作成と内容の取り扱い ２ (２) プログラミングを体験しながら論理的思考 力を身に付けるための学習活動を行う場合 には， プログラミングを体験することが，探究的 な学習の過程に適切に位置付くようにする こと。 （小学校学習指導要領 p.163）
56. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU プログラミング教育の展開 総合におけるプログラミング教育 上画像：Scratchで猫ゲームを検索した際の結果，中画像：スイッチエデュケーションブログより Scratchでゲームを 作ってみよう micro:bitで おもちゃを作ろう ロボットを 走らせよう プログラミングってなに？ IoTの世界を調べよう 未来の自動車を考えよう
57. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU うまくいくプログラミング教育
58. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU プログラミング教育の展開 これだけで良いか？ 総合 教科 課程外 正多角形と円 電気の利用 手引き 分類A
59. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU プログラミング教育の展開 実施に必要な力を育てる必要性 正多角形を描く 画面描画 繰り返し 四則演算 変数 ＋ コーディング力 など 必要なプログラミング知識 ここで教えても良いけど 時間がかかる 試行錯誤できない 言われた通りに するだけの学びに つまらない
60. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU プログラミング教育の展開 実施に必要な力を育てる必要性 最低限の基本的なことができて はじめてゲームが楽しめる
61. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU プログラミング教育の展開 系統的な学びが重要 創造的プログラミング ア ン プ ラ グ ド 情報化社会に関する 探究的課題の中での プログラミング プログラミング 導入 操作練習 教科の学びに 絡めた プログラミング 総合 教科 課程外 正多角形と円 電気の利用 楽しく創造的な 活動にするには
62. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU おしまい イントロダクション