高等学校「情報Ⅰ」におけるマイコンボードを用いたプログラミング教育の実施に向けたブロック型プログラムの変換
井手 広康

喜家村 奨

稲川 孝司

愛知県立小牧高等学校

帝塚山学院大学

帝塚山学院大学

k619154u@gmail.com

susumu@tezuka-gu.ac.jp

t-inagawa@tezuka-gu.ac.jp

西野 和典

高橋 参吉

太成学院大学NPO 法人学習開発研究所

k-nishino@tgu.ac.jp

takahasi-san@u-manabi.org

高等学校の「情報Ⅰ」の教科書では Python，JavaScript，VBA，Scratch の四つのプログラミング言語が取り扱われ，テキスト型でのプログラミングが中心となっている．しかし，小学校と中学校ではブロック型のプログラミング言語が中心であるため，高等学校では如何にテキスト型のプログラミングへとスムーズに移行できるかどうかが課題となる．そこで本研究では，安価なマイコンボードである micro:bit に着目した．micro:bit ではブロック型とテキスト型の二つのエディタが用意されており，プログラムの相互変換が可能である．本稿では，筆者の所属校で使用している教科書に記載されたScratch のプログラムを micro:bit のプログラムに変換した結果について述べる．

１．はじめに
令和 4 年度から平成 30 年告示高等学校学習指導要領(1)が年次進行で試行され，教科「情報」では「情報Ⅰ」が実施されている．共通必履修科目である「情報Ⅰ」では，旧学習指導要領における「社会と情報」と「情報の科学」が統一されたことにより，「プログラミング」の単元が必修となった．
また，小学校では論理的思考力やプログラミング的思考を育むことをねらいとし，令和 2 年度からプログラミング教育が導入されている(2)．さらに
中学校技術科では，「D(2)ネットワークを利用した双方向性のあるコンテンツのプログラミング」及び「D(3)計測・制御のプログラミング」において，プログラミングの大幅な拡充が図られている．
このように学校教育においてプログラミング教育が重要視されている中で，小・中・高の接続性が大きな課題となっている．令和 3 年度に実施された「プログラミング教育実態調査」(3)によると，授業で使用するプログラミング言語として，小学校では 81.0%がブロック型，19.5%がテキスト型と回答している（複数回答可）．また，中学校では，D(2)の単元において，93.3%がブロック型，30.6%がテキスト型と回答しているように，小・中ではブロック型のプログラミング言語がもっとも多く使用されていることがわかる．
一方，高等学校の「情報Ⅰ」の教科書では Python，JavaScript，VBA，Scratch の四つのプログラミング言語が取り扱われ，テキスト型のプログラミングが中心となっている．つまり，小・中でブロック型プログラミング言語を主に扱ってきた子どもたちが，高等学校でテキスト型のプログラミングに如何にスムーズに移行できるかどうかが課題となる．そこで本研究では，安価なマイコンボードである micro:bit に着目した．micro:bit ではブロック型とテキスト型の二つのエディタが用意されており，プログラムの相互変換が可能である(4)．
本稿では，筆者の所属校で使用している教科書に記載された Scratch のプログラムを micro:bit のプ
ログラムに変換した結果について述べる．

２．micro:bit へのプログラムの変換
2.1 プログラミングの授業内容
本稿で使用している教科書のプログラミングの単元では Scratch が記載されている．ここで，表1 に教科書に記載されたプログラミングの学習内

時
12
3
4
5
6
78

表 1 プログラミングの学習内容
単元
学習内容
1 節 アルゴリ
ズムと基本構造2 節 プログラ
ムの基礎
3 節 プログラ
ムの応用
実習

アルゴリズムアルゴリズムの基本構造
簡単なプログラムの作成
プログラムと変数配列とリスト
関数並べ替えプログラム
ジャンケンゲーム

(a) Scratch によるプログラム(b) micro:bit によるプログラム
図 1 「変数による合計金額の計算」のプログラムの比較
配列の要素やグラフを表示するといったことについては表示できる内容に大きな制約を受ける．そこで，本研究では 128×64 ピクセルで構成される拡張ディスプレイ（Kitronik VIEW Graphics 128
OLED display 128x64 ） を 使 用 し た ． こ れ をmicro:bit に接続することにより，図 2 に示すように棒グラフも容易に表示することが可能となる．
なお，表 1 に示した学習内容のうち 5～7 時間目の演習内容（例題 4，5 及び実習 9）でグラフを表示させる必要があるため，これらの演習において拡張ディスプレイを使用している．
図 2 拡張ディスプレイの使用例
容を示す．授業は全 8 時間で構成され，アルゴリズム，プログラミングの基礎／応用，実習という流れになっている．また，五つの例題と二つの実習が設定されており，これらの課題を通してプログラミングの基礎について学習していく．

2.2 プログラムの移植と拡張ブロック
前述した五つの例題と二つの実習に記載されたScratch のプログラムを micro:bit のプログラムに変換した．ここで，例題 3「変数による合計金額の計算」の変換前後のプログラムを図 1 に示す．
プログラムに細かな違いはあるが，概ね両者はブロックを一対一で対応させることが可能である．
ただし，micro:bit には物理的なインタフェースがA ボタンと B ボタンの二つしかないため，A ボタンで数値の選択，B ボタンで確定といった機能を拡張ブロックとしてエディタに追加している．例
えば，図 1 のプログラムでは「入力する硬貨の枚数」を A ボタンで選択，B ボタンで確定といった操作で代替している．

2.3 拡張ディスプレイの利用
micro:bit では 5×5 の LED を用いることでさまざまな結果を表示させることができる．しかし，３．おわりに本研究では，教科書に記載された Scratch のプログラムについて，micro:bit のプログラムへの変換を行った．ただし，一部のプログラムはそのまま変換することが困難であったため，拡張ブロックや拡張ディスプレイを用いることで，元のScratch のプログラムを再現するようにした．今後は，実際に一人一台の micro:bit を用いてプログラミング教育を実施し，どのような教育効果が生じるのか検証していきたい．

謝辞
本 研 究 は JSPS 科 研 費 JP22H04121 ，
JP20K0228 の助成を受けたものです．

参考文献(1) 文部科学省：平成 30 年告示高等学校学習指導要領，東山書房(2019)．
(2) 文部科学省：小学校プログラミング教育の手引（第三版）(2020)．
(3) 特定非営利法人 みんなのコード：プログラミ
ング教育実態調査報告書，https://speakerdec
k.com/codeforeveryone/programmingeducati
onreport2021 (2022 年 5 月 29 日参照)．
(4) Microsoft：MakeCode，https://www.microsoft.com/ja-jp/makecode(2022 年 5 月 29 日参照)．