情報処理学会 インタラクション 2024
IPSJ Interaction 2024

2C-682024/2/28

プログラミング的思考の育成を考慮した
幼児向けプログラミングシステムの検討
杉浦佳乃†1和田 史彦†2嶋地直広†2 小川賀代†1

概要：小学校でプログラミング教育が必修化されたことから、プログラミング学習の低年齢化が進んでいる。これまでに、幼児でもプログラミングの基本処理が学べるシステムが構築されてきたが、プログラミングの処理を理解することに主眼が置かれていたため、幼児が主体性を持って取り組むことができなかった。そこで、本研究では、「遊び」の要素を取り入れ、創造的思考の育成も考慮に入れたプログラミングシステムを構築した。 また、幼児の理解度を評価するために、出題形式、回答形式についても改善を行った。

1. はじめに

操作範囲は、167cm×260cm であり幼児が数歩でイラストに移動できる広さとした。操作領域は、10×20 ブロック2020 年度より小学校でプログラミング教育が必修化さに分割し、スタート 1 か所、コマンド 5 か所、ゴール(RUN)1

れたが、その教育目的は、プログラミング技能の習得ではか所は、各 3×3 ブロックに設定した。体験者の立ち位置なく、プログラミング的思考を育成することである[1]。こは、FlowGIVA から位置情報を TCP で受け取り、その位置れは、コンピュータができる処理を理解し、それに合わせ情報に応じてプログラム文を作成していく。今回構築した、て指示を出していく経験を積むことで育まれる。そこで、操作画面を図 2 に示す。矢印のイラストは for コマンドをこれまでに、幼児を対象とした体を動かしながらプログラ意味し、それ以外のイラストは、そのイラストを表示する

ミング的思考を体験できるシステムの提案、構築、幼児にコマンドを意味している。プログラム作成の一連の流れは、対する実証実験を行ってきた[2]。しかしながら、これまで

Step1：体験者は「スタート」ブロック上に静止、Step2：複のシステムでは、予め用意した問題を解いてもらう形式を数のイラストのブロック上にそれぞれ 2 秒程度立ち止まる、とっており、プログラミングの処理を理解することに主眼

Step3：「ゴール」ブロック上に立ち止まる、となっている。

が置かれていたため、幼児が主体性を持って取り組むこと「スタート」ブロックは、登録のコマンドを消去できるよができなかった。幼児の主体性を引き出す場として、「遊び」

うに設定し、操作を間違えた場合は「スタート」ブロックが挙げられる。特に幼児期の遊びは、食事や睡眠などと同に戻れば、最初からプログラム作成を行うことができる。

じ位大切であり、遊びを通して成功や失敗を繰り返し、試「ゴール」ブロックは、記述したプログラムを実行するた

行錯誤しながら、さまざまなことを学んで知能も体も成長

めの RUN ボタンになっている。

していく。そこで、本研究では幼児期に重要である「遊び」

出力結果は外部モニタ上に、スタートとゴールがバンズの要素を追加した問題形式となるよう改良を行い、主体的で、選択されたイラストが具材となったハンバーガーの画に取り組む要素を取り入れることで創造的思考の育成も考像と、操作画面上を動いて作成したプログラム文をテキス慮に入れたシステムの構築を行った。

ト形式で表示する。出力画面の例を図 3 に示す。テキスト

2. システム開発

形式で表示することによって、保護者や保育士などの第三2.1 システム構成
本システムは、床面にプログラミングの操作画面をプロ者が、体験者のプログラミング学習を実感できるようになっている。

ジェクタで表示し、立ち位置でプログラム文を作成する仕組みである。立ち位置は 2 台の測域センサ[3]で取得し、人数カウント用 RS コントローラ[3]と FlowGIVA[3]を用いた。
操作画面に最初に入った 1 人目だけを追跡し、センサが認識している場所をスポットライトで示す仕組みとした。
また、イラストを選択した際に、画像の周りに赤枠を表示する仕様にした。システム配置図を図 1 に示す。
2.2 操作画面と操作方法
幼児を対象としているため、操作画面はイラストで構成し、イラスト一つ一つがコマンドに対応するように設定を行った。
†1 日本女子大学 理学部 数物情報科学科†2 北陽電機株式会社© 2024 Information Processing Society of Japan

図1

システム配置928情報処理学会 インタラクション 2024
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3. 実証実験に向けた予備実験構築したシステムを用いて、幼児 10 名を対象とする実証実験を予定している。
3.1 実験の流れ
本システムの操作方法の説明を行った後、問題をカード
図2

操作画面で提示する。幼児に取り組んでもらう問題は 3 問あり、1 問目は順次処理の問題、2 問目は反復処理を含む問題、3 問目は自由にハンバーガーを創作する問題とした。問題カードの 2 問目を図 5 に示す。反復箇所を強調するために、青枠線を付けている。また、反復には「矢印」のコマンドを使用することになるが、理解を深めるために、実際にプログラミングを始める前に、机上で手順と出力結果を対応づける選択問題を実施する。

図3

今後は、幼児を対象とした実証実験を行い、アンケート、出力結果例

2.3 創造的思考力の育成に向けた問題形式の改良
文部科学省の定める幼稚園教育では、「幼児の自発的な正答率、プログラム作成時間等による評価を行っていくことで、本システムが幼児のプログラミング学習に適した教材かどうかの確認を行っていく予定である。

活動としての遊びは、心身の調和のとれた発達の基礎を培う重要な学習である」とされているように、幼稚園教育において「遊び」は重要な学習であるという認識がされている[4]。そこで、今回は「遊び」の要素を含んだ問題形式へ改良を行った。体験者には、「遊び」を通してプログラミングが学べるよう、“ハンバーガー屋さんごっこ”をしながら操作を行ってもらう。体験者が店員役、出題者がお客さん役として、ハンバーガーを注文するという設定で出題を行う。反復処理の説明の際は、矢印（for のコマン

図5

反復処理の問題カード

4. おわりにド）を使うとハンバーガーを早く作れることを伝え、反復本稿では、論理的思考・創造的思考の両方の側面からプ処理を使用する意義を「遊び」を通して学習してもらう。

ログラミング的思考の育成を行うために、「遊び」の要素をまた、プログラミング的思考は、コンピュータがで含んだシステムや問題形式への改良を行った。今後は、実きる処理を理解し、それに合わせて指示を出していく経験

際に本システムを幼児に体験・評価してもらうことで、プが重要とされている。よって最初に、提示（注文）されたログラミングの基本処理である順次処理、反復処理の理解

ハンバーガーを作るための手順をマグネットで作成し、そ度や、本システムが幼児に適したシステムかどうかの確認の後でプログラミングでハンバーガーを作成してもらうこを行っていく。とにした。これにより、コンピュータの処理を理解して、今後の課題として、体験者の主体性を引き出せるような、プログラミングを行っているかを確認できる。また、創作より自由度の高い問題や分岐処理の検討を行い、より多く形式の問題では、作りたいハンバーガーと、そのハンバーの対象者に本システムを評価してもらうことで改良させてガーを作成するための手順をマグネットで作成してもらういく。

ことにした。図 4 に、作りたいハンバーガー（左）と作成参考文献するための手順（右）をマグネットで示した例を示す。

[1]

図4

文部科学省, 小学校プログラミング教育の手引 (第三版),文部科学省, (2020)[2] 増井彩華,和田史彦,川西崇史,嶋地直広,小川賀代,”測域センサを用いたプログラミングシステムの考案”,情報処理学会
インタラクション 2023, pp.686-687, (2023)[3] 製品一覧｜光データ装置、センサ、自動ドアなどの専門メー
カー 北陽電機株式会社
https://www.hokuyo-aut.co.jp/search/ (参照 2023.12.21)[4] 文部科学省, 幼稚園教育要領, 文部科学省, (2017)

マグネットを用いたプログラミング© 2024 Information Processing Society of Japan929