Vol.98

CON T E N T S【コラム】数理・データサイエンス教育… 井上 仁
【解説】高校生が開発した小学校プログラミング教育教材… 倉橋克彦

COLUMN

数理・データサイエンス教育

基 応
専 般

「超スマート社会」（Society 5.0）に向けて，数理的思考やデータ分析・活用能力を持つ人材を育成することが求められ☆1ています．文部科学省は，2016 年 12 月に「数理及びデータサイエンス教育の強化に関する懇談会」において，「大学の数理・データサイエンス教育強化方策について」をとりまとめるとともに，北海道大学，東京大学，滋賀大学，京都大学，大阪大学，九州大学の 6 大学を「数理及びデータサイエンスに係る教育強化」の拠点校として選定しました．拠点校は，各大学における数理・データサイエンス教育だけでなく，地域や分野における拠点として他大学の数理・データサイエンス教育に貢献することが期待されています．また 2019 年 1 月には，数理・データサイエンス教育の全国の大学への普及・☆2展開の加速化を図るために，協力校として 20 大学が選定されました．協力校における実施体制は，選定される前から

数理・データサイエンス教育研究のための組織を設置していたところもあれば，選定後に新たに設置したところ，既存の組織が担当するところ，あるいはタスクフォースや部会で実施するところなどさまざまです．多くの大学で「数理・デー
タサイエンス教育研究センター」あるいは「数理・データ科学教育研究センター」といった名称をつけています．全国の大学に対して数理・データサイエンス教育を実施するために，北海道・東北，関東・首都圏，中部・東海，近畿，中国・☆3

四国，九州・沖縄の 6 つのブロックに分け，拠点校と協力校が各ブロックを分担して活動することになっています．

一方，高等学校においては，2022 年度から施行される学習指導要領に，共通必履修科目の「情報 I」においてデータサイエンスとは表記されていないものの「情報通信ネットワークとデータの活用」という項目が挙げられています．
発展的な内容の選択科目の「情報 II」においては「情報とデータサイエンス」という項目が挙げられています．
このような状況の中，本会におけるデータサイエンスに関する議論は，情報処理教育委員会の元で作成されているカ
リキュラム標準 J17 において，従来からの 6 カリキュラム標準に加えて，データサイエンス領域に対する側面別カリキュラム標準を置く方針が立てられ，データサイエンス WG にて検討されました．今後データサイエンス教育委員会が設☆4置され，さらに検討される予定です．本誌においても今後委員会の活動が報告されることを期待します．
井上 仁（群馬大学）☆1

数理及びデータサイエンス教育の強化に関する懇談会，http://www.mext.go.jp/b_menu/shingi/chousa/koutou/080/「大学における数理・データサイエンス教育の全国展開」の協力校の選定について，
http://www.mext.go.jp/b_menu/shingi/chousa/koutou/095/gaiyou/1412367.htm☆3
数理・データサイエンス教育強化拠点コンソーシアム，http://www.mi.u-tokyo.ac.jp/consortium/☆4
萩谷昌己：データサイエンス教育と情報教育，シンポジウム 統計・データサイエンスにおける人材育成，2019 年 6 月，
http://qajss.org/handout_hagiya.pdf☆2

LOGOTYPE DESIGN...Megumi Nakata, ILLUSTRATION&PAGE LAYOUT DESIGN...Miyu Kuno

ぺた語義は pedagogy（教育学）を元にした造語です．常設の教育コーナーとして教育や人材育成に関する記事を広く掲載しています．
ぺた語義に掲載された記事は，情報処理学会 Web ページの「教育・人材育成」からどなたでもご覧いただけます .

情報処理 Vol.60 No.11 Nov. 20191115

ARTICLE

基 応
専 般

高校生が開発した小学校プログラミング教育教材

Jr.

倉橋克彦

京都工芸繊維大学大学院工芸科学研究科

教材開発の経緯とプログラミング教育の充実に向けて体や地域等と積極的に連携し協力を得ることは有効

この教材は，小学校高学年を対象としたプログラ教育教材の開発や，プログラミング教育へのファシミング教育用教材であり，ファシリテータの補助のリテータとしての参加といった前例ができることに下で，複数の学習者が協力するグループ学習形式でより，よりさまざまな形でのプログラミング教育の行うものである．京都市立京都工学院高等学校サイ充実に向けた取組みが広がるきっかけとなるのではエンスクラブの研究チームであるアルゴリズム研究ないだろうか．

であるとされている．高校生によるプログラミング班が部活動を通して考案，開発した．この教材について第 81 回情報処理学会 全国大会 中高生ポスターセッションにて発表を行った（図 -1）．

プログラミング教育における「3 つの柱」と教材のコンセプト

これまでに，部活動を通してさまざまな科学・ものづくり教室教材の開発，運営を経験してきた生徒❏❏プログラミング教育で育む資質・能力たちが，自分たちのこれまでの経験や高校での情報「小学校プログラミング教育の手引（第二版）」に教育に感じていた課題から教材の開発を行った．課

おいて，プログラミング教育で育む資質・能力は，題意識の多くは，いわゆる「写経」といわれるコー各教科等で育む資質・能力と同様に，資質・能力ディング技能教育にある．自由なプログラミングをの「3 つの柱」（「知識及び技能」，「思考力，判断力，行うことを否定された経験から，自分たちよりもよ表現力等」，「学びに向かう力，人間性等」）に沿っり下の世代のプログラミング教育が楽しいものにて整理されている．

なってほしいという思いが込められている．

【知識および技能】身近な生活でコンピュータが活用プログラミング教育の充実を図る上で，企業・団されていることや，問題の解決には必要な手順があることに気付くこと．
【思考力，判断力，表現力等】発達の段階に即して，｢プログラミング的思考｣を育成すること．
【学びに向かう力，人間性等】発達の段階に即して，コンピュータの働きを，よりよい人生や社会づくりに生かそうとする態度を涵養すること．

❏❏教材のコンセプト
図 -1

中高生ポスターセッションの様子

今回提案する教材は，プログラミング教育で育む-【解説】高校生が開発した小学校プログラミング教育教材 -1116

情報処理 Vol.60 No.11 Nov. 2019

資質・能力を直接コンピュータに触れることなく体験することで，「プログラミング的思考」が身近な生

2．「絵を伝える側」と「絵を伝えられる側」に児童2 名ずつ分かれる．

活の中でどれだけ必要とされる汎用的な能力である

3．「絵を伝える側」の児童がお題となる絵（図 -2）をかを実感させることを目的とする．また，新しい学見て，絵を見ていない人に絵の内容を伝えるた

習指導要領では，「生きる力」を育むことを目指してめに必要な情報を考え 2 人で相談する．そのおり，児童間の対話を重視したこの教材を用いるこ

内容をファシリテータが文章にまとめる．このとで，「プログラミング的思考」と同じく「生きる力」

間「絵を伝えられる側」の児童は信号機のワークを育むことを目指す．また，課題の解決のために必ショップで用いる車の模型の操作を練習しても要な思考力，判断力，表現力等を育むとともに，主らう．

体的に学習に取り組む態度を養うために必要とされる「言語活動の充実」を図ることも可能である．

4．3 で作成した文章をファシリテータが読み上げ，「絵を伝えられる側」の 2 人が相談しながら絵をこの教材は，「順序立てて情報を伝えるゲーム『絵紙に描く．このときファシリテータは文章を一伝ゲーム』」と「信号機を作ることで学ぶ『プログラミ

文ずつ切って読み上げ，文章の意図することにング的思考』」によって構成される．情報を伝えると関する質問には答えない．

いう課題を解決する上で「手順があること」に気付く

5．描いた絵とお題の絵を見合わせ，答えを確認する．

こと，信号機という身近なものに「コンピュータが6．あらかじめファシリテータが用意しておいた，活用されていること」，より良い信号機を考えるこ

順序立てた説明を記述した解答例（図 -4）を用いとで「コンピュータの働きを，よりよい人生や社会てもう一度絵を描き，何が異なっているのかをづくりに生かそうとする態度を涵養すること」に繋考えさせる．

がると考えられ，プログラミング教育で育む「3 つの柱」を包含していると考えられる．

7．児童の役割を交代させ，1 〜 6 をもう一度行う．
このゲームの評価のために，図 -2 の情報を抽象

なお，この教材は「プログラミング的思考」を育成的な文章により表現した文章（図 -3）と，順序立てするための指導の中の 1 つの要素としての提案であて具体的に説明した文章（図 -4）を用意し，部員のり，これだけでプログラミング教育が完結するとい高校生を対象に，文章をもとに絵を描いてもらう実うものではない．

験を行った．結果を図 -5，6 に示す．
抽象的な文章を用いた場合と順序立てて具体的に順序立てて情報を伝えるゲーム「絵伝ゲーム」

説明した文章を用いた場合の，描かれた絵とお題の絵との一致率には大きな差があり，このゲームに視覚情報を他者に伝える方法を考えることで，プよって順序立てて物事を考える必要があるというこ

ログラミング的思考を育む上で重要な，順序立ててとの気付きを与えられるものであると考えられる．

物事を考える必要があるということに気付かせるた

このゲームの前に，伝言ゲームやジェスチャゲーめのゲームである．このゲームを「絵伝ゲーム」と呼ムといった，ほかの情報を伝えるゲームを行うこと称する．

で，よりさまざまな視点から情報伝達についての気付きを与えるきっかけをつくることができると考え❏「絵伝ゲーム」
❏の概要

られる．

1．このゲームは児童 4 名とファシリテータ 1 名により行う．

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信号機を作ることで学ぶ「プログラミング的思考」

ライアル & エラーを繰り返すことにより，問題解決に必要な「プログラミング的思考」を養わせる．

身近にある信号機もコンピュータで制御されているということを知り，また，複数の信号機を制御す❏❏複数の信号機のアルゴリズムを考えるワーク

るアルゴリズムを考え，模型を用いて実際に信号機ショップと車を動かすことによって信号機の設計を体験させ教材の外観を図 -7 に示す．信号機はコンピューる．さらに，考えて，動かし，改善するといったトタに精通していない人でも簡単にハードウェアを扱えるマイコンである Arduino を用いて制御している．
ワークショップの概要は以下の通りである．
1． 信号機の基本的な説明を行う．
2． 縦と横の信号機の点灯のタイミングがどうなっていれば正常に信号機が機能するかを考える．
3． フローチャートパネル（図 -8）を用いて，信号の図 -2点灯タイミングを決める．

絵伝ゲーム問題例

4． 作成したフローチャートを基に，ファシリテー
左の方に大きくペロペロ

縦と横に線を引いて紙を4つに分ける．

キャンディーみたいなもの

左上に大きく丸を描く．

を描く．

丸の中心から棒を真っすぐ下に描く．

右上に砂時計を描く．

右上にいって，右上の真ん中に点を描く．

右下に丸と四角が重なっその点が上側の頂点になるように正三角たものを描く．

タが Arduino に書き込みを行い，信号機を作る．
5． 磁石を内蔵した車の模型を，ボードの裏から操作し，信号機が正常に機能しているかを確認する．
6． 縦と横が同時に青になるなど信号機が正常に機形を描く．
同じ点が頂点の1つになるように，先ほど能していなかった場合，フローチャートを作成の正三角形を裏返したような正三角形を上し直し 4 に戻る．正常に機能していた場合は次に描く．
右下に大きく円を描く．
その丸の中にぴったりはまる大きさの正に進む．
7． 信号機の点灯時間を変更し，より効率良く車が通れる信号機を考える．

方形を描く．

図 -3

抽象的な説明

図 -4

順序立てた具体的な説明

8． ファシリテータが Arduino に書き込み，車を動かして確認する．

図 -5

抽象的な説明での解答

図 -6 順序立てた具体的な説明での解答

図 -7

信号機教材外観-【解説】高校生が開発した小学校プログラミング教育教材 -1118

情報処理 Vol.60 No.11 Nov. 2019Arduino への書き込みに必要なプログラムは事前❏❏児童間の対話と主体性に用意しておき，フローチャートに従い必要なプロ

コ ン ピ ュ ー タ を 用 い な い 教 材 を 使 用 す ること

グラムをコピー＆ペーストすることで書き込みを行の 1 つの利点である，「体感」と「協力」を重視する．

うことができるようにすることで，指導者の負担をファシリテータは児童が主体的な学習を行うため軽減する．Arduino の書き込み画面の例を図 -9 に示す．の補助や，児童間の会話が協力的でない方向に向

小学生 2 名（小学校 4 年生 1 名，6 年生 1 名）を対かったときの修正につとめる．一方的な知識の教象に，この教材の試行を行ったところ，複数回のフ授や，特定の正解への誘導を行うのではなく，信ローチャートの作成し直しを経て正常に機能する信号機や車の模型の操作を児童に任せ，児童一人ひ号機を作成することができた．

とりの自由な思考・発想を引き出すことを使命と

この教材を通して身近にある信号機を制御するコする．

ンピュータがどのように機能しているかを知り，その設計を経験することで，コンピュータの働きを，よりよい人生や社会づくりに生かしていくという感覚を芽生えさせることが期待できる．

❏❏発表に向けて今年度の本会全国大会 中高生ポスターセッショ
ンにおける発表に向けて，本教材の教育実践を行うことで得た各種評価をまとめていく．

ファシリテーションを行う上での留意点
高校生が小学生に向けて教材実践のファシリテーションを行う上で留意させることを以下に示す．

今後の計画
2019 年 10 月 5 日に行われる京都市立京都工学院高等学校「工学展」において，近隣の小学校の児童を対象に教材実践を行う予定である．
参考文献
1） 文部科学省：小学校 学習指導要領（平成 29 年告示）（2017 年3 月）．
2） 文部科学省：小学校プログラミング教育の手引（第二版）（2018年 11 月）．
（2019 年 8 月 1 日受付）

倉橋克彦

図 -8
ネル

フローチャートパ

図 -9

Arduino 書き込み例

ka5tsu17@gmail.com

京都工芸繊維大学工芸科学研究科先端ファイブロ科学専攻修士課程
学生，（株）OpEL．執行役員社長．大学プロジェクトを通じた 4 年間の教育ボランティア経験を経て起業．教育機関，行政，民間，地域が協同して取り組む探究活動の実現を目指す．

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