山梨大学教職大学院

令和３年度

教育実践研究報告書

小学校におけるプログラミング的思考の育成を促すため授業計画及びその指導法の提案
教育学研究科 教育実践創成専攻 教科領域実践開発コース 初等教科教育分野 加藤 瞬

1. はじめにの組合せをどのように改善していけば，より意

2020 年公示小学校学習指導要領において，図した活動に近づくのか，といったことを論理情報活用能力の「学習の基盤となる資質・能力」的に考えていく力」とされている（文部科学省，という側面が強調され，「プログラミング教育2020）。一方，中央教育審議会の「小学校段階が必修化された。
（文部科学省，2017）。

におけるプログラミング教育の在り方につい「小学校プログラミング教育の手引（第三て（議論の取りまとめ）」では，情報技術を効果版）」によると，小学校プログラミング教育では的に活用しながら，論理的・創造的に思考し課以下の３点がねらいとして挙げられている。①

題を発見・解決していくためには「プログラミ「プログラミング的思考」を育むこと，②プロング的思考」が必要であり，将来どの職業に就グラムの働きのよさ，情報社会がコンピュータくとしても，普遍的に求められる力とされてい等の情報技術によって支えられていることなる。しかし，この「プログラミング的思考」のどに気付くことができるようにするとともに，本質やその育成に関しては，田中・中田（2020）

コンピュータ等を上手に活用して身近な問題や，西川・三沢・高橋（2021）など，多くの議を解決したり，よりよい社会を築いたりしよう論がある。とする態度を育むこと，③各教科等の内容を指導する中で実施する場合には，各教科等の学び2．プログラミング的思考と基本アルゴリズムをより確実なものとすること。また，「プログラの 3 要素

ミング的思考」は，「自分が意図する一連の活動「小学校プログラミング教育の手引（第三版）」を実現させるために，どのような動きの組合せ

では，プログラミング的思考について図 1 のよが必要であり，一つ一つの動きに対応した記号うに説明しているが，その詳細は明確化されてを，どのように組み合わせたらいいのか，記号いない。プログラミング的思考に関しては，中－ 95 －

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央教育審議会の「小学校段階におけるプログラめる。

ミング教育の在り方について（議論の取りまと3．本研究の目的め）」において，以下のような議論が展開されて本研究の目的は，基本アルゴリズムの「順次」「分岐」「反復」の 3 要素にそれぞれ焦点をあいる。
「プログラミング的思考」という言葉は，第てたプログラム作成活動を，児童が興味関心を2回有識者会議（文部科学省 2016年5月19日）

もちやすい題材を教材とし主体的で対話的なにおいて，礒津政明委員が，この言葉を初めて活動をうながす授業展開をすることにより，プ用いた。プログラミング的思考を，Wing（2006）

ログラミング的思考の育成の様相を示すことの，コンピューテーショナル・シンキングである（Computational Thinking）（以下，CTと略す）を参考にして述べられている。CTは，単にプロ

4．プログラミング的思考育成のための授業計

グラムをコーディングすることではなく，すべ画（単元計画）ての子どもに必要不可欠な分析的思考能力で授業実践は県内公立小学校第 5 学年 27 名あるとされている。有識者会議においては，プ（男児 14 名，女児 13 名）を対象にして実施

ログラミング的思考と同義的な扱いがされてし，教科は総合的な学習の時間の「プログラミいる。

ングを体験しよう」の単元において，全 10 時

一方，山本・堀田（2020）はCAS（2015）を間を実践した。次頁の表 2 において，その概略参照しながらCTを表1のように整理し，基本アについて説明を行う。第 1 次と第 3 次（8・9 時

ルゴリズムを，①順序，②分岐，③繰り返し，間目）との比較から，プログラミング的思考の④フローチャートの4項目に分類している。ま

育成・評価を実施していく。また，その過程にた，類似の分類として，黒上・堀田（2017）のおける，第 2 次（3～6 時）の各処理方法の性

プログラミング的思考における基本アルゴリ

質をおさえる活動を踏まえて，総合的に実践授

ズムの3要素として，「順次」「分岐」「反復」を業を考察する。本時としては，第 3 次の 8・9あげている。本研究では，後者の基本アルゴリ時を設定する。

ズムの3要素の分類を採用して実践計画をすす
表1

計算論的思考の視点とその内容

視点

具体的な内容基本アルゴリズム（自動化）

問題を解決するための明確な手順で，同様の問題に共通して利用できる。

デコンポジション（分解）問題や事象をいくつかの部分に，理解や解決できるように分解する。

一般化（パターン化）

類似性からのパターンを見つけて，それを予測，規則の作成，問題解決に使用する。

抽象化（再構成）問題を単純化するため，重要な部分は残し，不要な詳細は削除する。

評価

基本アルゴリズム，システムや手順等の解決方法が正しいかを確認する。

出典：（2020）山本・堀田「計算論的思考の視点からみた小学校プログラミング事例の教材の教材及び学習形態の分析」をもとに筆者作成－ 96 －

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表 2 単元計画
時

教育実践研究報告書業を実施した。

単元内容（2－2）
「分岐処理」の性質に関する授業（第第 1 次 情報社会と実生活
1

情報社会と実生活についての認知，自身の2生活をプログラムする。

34・5 時）
本時では「分岐処理」の性質についておさえ第 2 次 基本アルゴリズムの学習る授業を実施した。本時の授業では，クイズゲ「順次処理」を使用したプログラム作成。

ームのプログラム作成を学習課題をとして提示した。授業導入時において，「条件によってプ4「分岐処理」を使用したプログラム作成。

56「反復処理」を使用したプログラム作成
第 3 次 他学年に向けたプログラムの開発

7

4 年生が楽しめるプログラムの計画。

8

4 年生が楽しめるプログラムの思考及び作

9成。

10

作成したプログラムを 4 年生に紹介し，体験してもらう。

ログラムが変化する」という性質をおさえた。
その後，プログラム作成に最低限必要なブロックを提示し，学習の見通しをもたせ学習課題に取り組ませた。また，本時ではキーボード入力に関わる指導も行い，活動が円滑に実施されるように指導も行った。
（2‐3）
「反復処理」の性質に関する授業（第6 時）
本時では「反復処理」の性質についておさえる授業を実施した。本時の授業では，ピンボー（1）比較対象授業の概略（第 2 時）
本単元の中核である第 8・9 回の授業との比較検討材料として，第 2 回の授業計画を設定した。本時の概略として授業導入時に，コンピュータがプログラムによって動くことをおさた。
つぎに学習課題として，プログラミング的思考の基本 3 要素をフローチャートに記入し，疑似的に自身の生活をプログラムする学習活動を実施した。授業のまとめにおいて振り返りを実施し，学習感想を記入させた。

ルゲームのプログラム作成を学習課題をとして提示した。授業導入時において，「条件に応じて繰り返し実施される」という性質をおさえた。
その後，プログラム作成に最低限必要なブロックを提示し，学習の見通しをもたせ学習課題に取り組ませた。
（2‐4）本時の授業計画（第 8・9 時）
本研究の目的はプログラミング的思考の育成が実証されたのか検証することである。中でも，本時が中核的な授業として挙げられる。本（2）基本アルゴリズムの 3 要素の性質をおさえる授業の概略（第 3～6 時）（2－1）
「順次処理」の性質に関する授業（第3 時）
本時では「順次処理」の性質についておさえる授業を実施した。本時の授業では，自己紹介のプログラム作成を学習課題をとして提示した。授業導入時において，「上から下に組み合わせる」という性質をおさえた。その後，プログラムの作動場面のみを児童に示し，学習の見通しをもたせ，学習課題に取り組ませる流れで授時に用いるプログラミング教材として，
Scratch 財団とマサチューセッツ工科大学メディアラボライフロングキンダーガーデングル
ープとが共同開発した，ビジュアル言語にあたる「Scratch」を使用した。児童の Scratch 経
験について，単元実施前にアンケート調査を行った。その結果，27 人中 3 人（1 名未回答）が使用経験ありと回答した。この結果から，教材への経験値が極めてない状態での指導が実施されたことが分かる。指導計画は以下の表 3 が授業計画である。

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表 3 第 8・9 回授業計画

うな提示を行った。この教材の処理方法をもと①導入 本時のめあて及び活動の見通し。に，いくつかのプログラムを例示し，自身の生・前時までの振り返り。

活経験を想起してフローチャートに書き起こ・学習展開の説明。

した。その後，ペア学習を行い，全体で共有を②展開 学習課題に取り組む。

行った。

・自身のプログラムを完成させる。

③まとめ（5 分）
全体で共有後，コンピュータが作動する仕組・問題解決を図るために，児童同士の共同学

みを振り返り，児童の学びを一般化した。その習を促す。
③まとめ 本時の振り返りと次時の確認。

後，学習感想を記入した。

・完成したプログラムの動作確認。

④授業評価

・次時の見通しをもつ。

本時の目標である各処理方法を，児童がどれ・ワークシート記入。

くらい活用していたのか分析を行った。その結果が表 4 に示される。
表 4 各処理方法を用いた割合

5．授業実践と評価

プログラミミング的思考

人数（％）

順次処理

27 人（100）

始めに，前時の振り返りとしてコンピュータ分岐処理

17 人（62.9）の利便性に関しての振り返りを実施した。そこ

反復処理

10 人（37）（1）比較対象授業の実際（第 2 時）
①導入（5 分）ではコンピュータが生活に不可欠であること

フローチャートに記入した各処理方法の分類や生活を豊かにしていることなど，情報社会とは，その書き方の正確性で判断しておらず，児実生活を関連付けた内容を再度学習した。その童がいずれかの処理をしていると推測された

後，コンピュータがプログラムによって動いてもので分けている。それらの児童が作成したプいることをおさえ，その動きを可視化する手法

ログラムの一部を抜粋して紹介する。図 4 では，としてのフローチャートを提示した。めあては順次処理に関しての記述が見られ，図 5 では，「自分の生活をプログラムして，コンピュータ反復処理に関するプログラムが見られた。図にの仕組みを知ろう。
」として設定した。
②展開（35 分）
本時の目標として「順次・分岐・反復」処理の性質について理解する目標を掲げ，図 3 のよ

図 4 ZO 児の順次処理のプログラム示した以外の児童においても，自身の日常経験からフローチャートに記入したものが非常に
図 3 各処理方法多かった。

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ら師事を得るように支援を行った。その結果，児童同士の学び合いが活発化していた。
（2－3）
「反復処理」の性質に関する授業（第6 時）
本時の課題は 2 つのプログラムを並行して組み合わせていく活動を行った。そのため，児童にとって難易度の高いものであったと推測された。授業内においても，試行錯誤する様子が見られた。1 名を除くすべての児童がプログラムを完成させることができた。また，完成に至らなかった児童は，別途授業外に時間を設け

図 5 SK 児の反復処理のプログラムて，性質の理解及びプログラムを完成させた。

（2）基本アルゴリズムの 3 要素の性質をおさえる授業（第 3～6 時）（3）本時授業の実際（第 8・9 時）①導入（5 分）（2－1）
「順次処理」の性質に関する授業（第3 時）

本時の授業始めに，全体で活動の課題を共有した。本時はめあては，「4 年生が楽しめるププログラムの作成過程において，児童は自身の作成するプログラムと向き合って活動する姿が見られた。トライ＆エラーを繰り返して，意図するプログラムを作成していた。授業感想の記入では，多くの児童がプログラムを円滑にログラムを考えて作ろう」で課題を設定した。
その後，学習の見通しを提示した。学習過程を可視化して，児童自身が学びを内省する手立てとして，表 4 の項目を設定したワークシートを記入させた。

作動させるための振り返りを行っており，学習課題への意欲が高かったことが分かった。
（2－2）
「分岐処理」の性質に関する授業（第4・5 時）
活動への困難さが見られる児童においては，教師が解答を教える指導ではなく，他の児童か

表 5 ワークシートの項目①プログラムの題名②プログラムができること③プログラムの面白い点④プログラムの工夫した点と難しかった点⑤プログラムの設計図

図 6 本時の板書－ 99 －

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教育実践研究報告書②展開（65 分）
児童は本時のめあてに沿って，課題を達成するために，プログラムの作成と検証，改善するための思考等を繰り返して活動を行った。自身のプログラムを最初から作成することが難しい児童においては，本時までに活動してきた中のプログラムを参照して，独自性を加えた作成をするよう支援した。また，児童の探究的な活動過程であることを前提としているため，教師は補助的に指導を行い，児童の主体性と協働的な学習を保証するようにした。
図 7 NH 児の作成したプログラム③まとめ（20 分）
まとめでは，次時の動きや内容を確認した。

児童が作成したプログラムのうち，飛躍的に活動の進行については，大枠を著者が設定し，思考の育成がみられ，活動の質が向上した児童活動自体は児童が全面的に進める方向性を示のものを抜粋して提示する。図 7 の NH 児は，した。最後に，本時のワークシートを仕上げ，第 2 回授業では順序処理のみを用いていた。し学習感想を記入した。

かし，処理の過程をおさえる授業内容を実施し④授業評価

た結果，3 要素を巧みに使い分け「押し相撲ゲ

本時の目標である各処理方法を，児童がどれくらい活用していたのか分析を行った。その結果が表 6 に示される。
表 6 各処理方法を活用している割合
プログラミミング的思考

人数（％）

順次処理

27 人（100）

分岐処理

27 人（100）

反復処理

22 人（81.4）

本時の活動を集計し，表 4 の第 2 時のものと比較した。その結果，分岐処理を活用した児童は，37.1 ポイント上昇し，児童全員が試行することができた。また，反復処理においては，44.4 ポ
ング的思考の 3 要素を採用して授業実践を行図 8 ZO 児の作成したプログラムーム」のプログラムを作成していた。NH 児にった。対象とする要素を，本時の使用教材

おいては，学習記録にてプログラミングへの困Scratch を用いて評価を行い，本研究の授業及難さを示していた。しかし，活動後の記入では，びその指導法の有用性を検証し，その効果や課活動への情意面がポジティブな方向に向いて題を分析・考察した。結果としては，非常に多いた。

イント上昇した。また本研究では，プログラミくのプログラムが作成され，活動が多様なもの

図の 8 の ZO 児は，第 2 回の授業において，となった。活動の被体験者である招待された 4

順次・反復処理の 2 処理を用いており，分岐処年生においても，活動に対して積極的に取り組理に関する思考の過程は評価されていなかっむ姿が確認できた。

た。しかし，本時の展開では，「キャラクターを－ 100 －山梨大学教職大学院

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操作したゲーム」の作成に取り組み，全処理をさいごに，授業の回数を重ねるごとに，教師活用していた。また，3 処理の組合せだけではが指導をしなくても，児童から進んで協働的にく，音やスコア表示など，プログラムの内容を学習に向かう姿が見られた。

充実させるためのブロックを組み合わせてい

課題点については，以下の三点が挙げられる。

る様子が見られる。これらの創意工夫から，児一点目に，本研究において課題であると感じ童が主体的に課題を捉えて，より現実事象としる点は，「プログラミング的思考の促進過程をて活動していることが推察される。

より詳細にすること」である。研究結果によって，プログラミング的思考が筆者の授業及び指6．研究成果と課題導法によって促進された反面，その育成過程の本研究は小学校におけるプログラミング的見取りが十分ではないと推察する。これらの過思考の育成を促すための授業計画及び指導法

程をより丁寧に扱うために，ワークシートへのの実施を行い検討した。

記入や活動への観点を提示したり，思考の変容はじめに，研究課題であるプログラミング的を緻密に捉えたりすることが要求される。この思考について，その育成が数値からも実証がで課題に関しては，ワークシートの問いや発問等きた。の仕方を，プログラミング的思考の育成に結びつぎに，研究前後の児童の情意面やプログラつけるようにする方法が考えられる。

ミング活動への変容を挙げる。研究授業前に，二点目に，プログラミング教育全般における課題が本時にも散見されたが，「データの取り扱い」に関しても留意する必要性を痛感している。活動において，児童のプログラムが保存されておらず消えてしまうことがあった。そのため，バックアップ等の指導が必須であると考える。本研究を実施した自治体の端末は，情報セキュリティー的な視点から，スクリーンショットができない。
そのため，本教材である Scratchのブロックを複製する機能や，教師が作品を適宜撮影するなどの解決策が挙げられる。

図 9 ZO 児の自己評価
児童へのプログラミングに関するアンケート
調査では，プログラミングの活動経験がない児童が大多数であった。そのため，活動への積極性が見られなかった。しかし，最終回授業の振り返り用紙では，多くの児童が自己評価をしており，図 8 の ZO 児のように意識の変容が見られた。一方で，自己評価にて活動への課題点を挙げる児童も見られ，授業終了後も活動する姿が観察できた。全体的に，活動終了後において，自身のプログラムをより意図したものにする姿が確認できたため，本研究の有効性が感じられた。

三点目に，小学校におけるアンプラグド形式のプログラミング教育実践，学習活動において児童の作成したプログラムを，教室全体で共有できるような環境整備が挙げられる。活動内において，取り挙げたいプログラムを即時に電子黒板等に投影できる環境が必要であると感じた。この点に関しては，グーグルクラスルームやチームズ等のページに投稿して共有を図る方法が考えられる。
このような成果や課題を踏まえて，次年度では，プログラミング的思考の育成及びその変容を明瞭に捉えて研究を実施していきたい。加えて，本研究では，プログラミング的思考の基本－ 101 －山梨大学教職大学院

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3 要素に着目して検証した。しかし，プログラ

文部科学省（2017）．小学校学習指導要領解説

ミング的思考については，2 頁の表 1 に示したように多くの視点が挙げられる。基本アルゴリ

教育実践研究報告書【総合的な学習の時間編】 。
文部科学省（2017）．小学校学習指導要領解説

ズムに関する思考の育成だけではなく，その他【総則編】。のプログラミング的思考の育成を促進させる

文部科学省（2016）．幼稚園，小学校，中学校，授業計画及びその指導法の検討についても引高等学校及び特別支援学校の学習指導要

き続き研究を行っていきたい。

領等の改善及び必要な方策等について（答申）。

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