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プログラミング教育の動向と期待
- 2. ©2009- Naoki Kato, IML at TGU 自己紹介 加藤直樹 東京学芸大学 教育実践研究支援センター 専門：情報工学 Human Computer Interaction 特にペン入力 デジタル教科書ビューア 指差しインターフェス 星空ビジョン
- 3. ©2009- Naoki Kato, IML at TGU 自己紹介 加藤直樹 東京学芸大学 教育実践研究支援センター 専門：情報工学 Human Computer Interaction 特にペン入力 教育関連：教育の情報化に対応できる教員の養成 教員養成へのICT活用 教育実習における ICT活用プログラム 遠隔授業観察 システム
- 5. ©2009- Naoki Kato, IML at TGU みなさんのことが知りたいです l プログラム，ガリガリかけます l プログラム，かるーくは作れます l プログラミング，体験程度の初心者です l プログラミングなんて一度も・・・
- 6. ©2009- Naoki Kato, IML at TGU みなさんのことが知りたいです l プログラミングの授業やったことあるよ l プログラミングの授業みたことあるよ l １２月に出た答申，読んだよ l 有識者会議の報告書，読んだよ
- 8. ©2009- Naoki Kato, IML at TGU はじめに 私は l プログラミング教育の有識者会議の メンバでもなんでもありませんw l あくまで第三者の視点での解釈です そして l 学習指導要領はもうすぐ出てきます l 今日の話と合わない点もあるかも
- 9. ©2009- Naoki Kato, IML at TGU はじめに 今日の内容 l プログラミングとは - プログラミングデモンストレーション l プログラミング教育の動向 - イギリス最前線レポート l 授業実践例＆教材例 - Scratchを体験してみよう l 何をするか 何を学ばせるか 聞き方 l 初心者 大学生になったつもりで l 中級者 知識の整理を！ l 上級者 批判的ツッコミを！
- 11. ©2009- Naoki Kato, IML at TGU プログラミングとは 計算機の歴史 上左 Photo from ⻄村コレクション http://www.cs.tuat.ac.jp/collection/ 中左 Photo by Allan J. Cronin, （CC-BY-SA-3.0） 中右 Phto by U. S. Army Photo 下右 Photo by Computer Laboratory, University of Cambridge. 歯車式計算機 階差機関 ENIAC 最初の汎用コンピュータ EDSAC 初期のノイマン型コンピュータ
- 12. ©2009- Naoki Kato, IML at TGU プログラミングとは 電子計算機の仕組み l スイッチの集合で論理演算が可能 （クロード・シャノン） X Y S C X1 Y1 X2 Y2 二進一桁の加算回路
- 13. ©2009- Naoki Kato, IML at TGU プログラミングとは 電子計算機（コンピュータ）のしくみ Phto by U. S. Army Photo スイッチの集合 データ 0と1の集合 データ 0と1の集合
- 14. ©2009- Naoki Kato, IML at TGU プログラミングとは フォンノイマン型コンピュータのしくみ Photo by Computer Laboratory, University of Cambridge. データ 0と1の集合 プログラム 0と1の集合 データ 0と1の集合 基本的な処理や演算を組合せて 複雑な処理をする⼿順ソフトウェア
- 15. ©2009- Naoki Kato, IML at TGU プログラミングとは プログラミングとは l これを作ること プログラム 0と1の集合 基本的な処理や演算を組合せて 複雑な処理をする⼿順ソフトウェア 0 0000100000000100 1 0011000000000101 2 0001100000000110 3 0000000000000000 4 0000000000000010 5 0000000000000011
- 16. ©2009- Naoki Kato, IML at TGU プログラミングとは 高級プログラミング言語と実行方式 0 0000100000000100 1 0011000000000101 2 0001100000000110 3 0000000000000000 4 0000000000000010 5 0000000000000011 10 INPUT A 20 INPUT B 30 PRINT A+B コンパイラ インタプリタ
- 17. ©2009- Naoki Kato, IML at TGU プログラミングとは 一般的なプログラミング Scratch Jr画面イメージ：https://itunes.apple.com/us/app/scratchjr/id895485086?ls=1&mt=8より テキストエディタ 10 INPUT A 20 INPUT B 30 PRINT A+B コンパイラ EXE
- 18. ©2009- Naoki Kato, IML at TGU プログラミングとは 多くのビジュアルプログラミング環境 Scratch Jr画面イメージ：https://itunes.apple.com/us/app/scratchjr/id895485086?ls=1&mt=8より Scrathc Jr 10 INPUT A 20 INPUT B 30 PRINT A+B
- 20. ©2009- Naoki Kato, IML at TGU プログラミングとは 初期のパーソナルコンピュータ 左写真引用：http://itoi.jp/pc-8001.html 右写真引用： http://itoi.jp/time31.html#MZ-2000 電源を入れると BASIC
- 24. ©2009- Naoki Kato, IML at TGU プログラミング教育の動向 学習指導要領 l 旧旧学習指導要領（H1） n 教育活動の中でコンピュータ等の積極的 活用を促す n 中学校技術に「情報基礎」 l 旧学習指導要領（H11) n 教科等の指導にあたっては， 児童が・・・情報手段に慣れ親しみ， 適切に活用する学習活動を充実 n 高校普通教科「情報」が必修 n 中学校技術 「情報とコンピュータ」の一部必修
- 25. ©2009- Naoki Kato, IML at TGU プログラミング教育の動向 現行学習指導要領（H21） l 総則 n 基本的な操作や情報モラルを身に付け， 適切に活用できるようにする学習活動を 充実 l 道徳 n 道徳で情報モラル教育 l 中学校技術 n 「情報に関する技術」が必修に
- 26. ©2009- Naoki Kato, IML at TGU プログラミング教育の動向 現行学習指導要領（中学 技術・家庭） l 「プログラムと計測・制御」が必修 n 情報処理の手順を考え 簡単なプログラムが作成できること 下図引用：全日本中学校技術・家庭科研究会 平成26年度 中学校 技術・家庭科に関する 第2回全国アンケート調査 http://ajgika.ne.jp/doc/2015enquete.pdf ／175時間
- 27. ©2009- Naoki Kato, IML at TGU プログラミング教育の動向 現行学習指導要領（高校 情報） l 社会と情報 n 該当なし l 情報の科学 n 問題の解法をアルゴリズムを用いて表現 する方法を習得させ、コンピュータによ る処理手順の自動実行の有用性を理解さ せる 0 10 20 30 40 50 2014 2015 2016 高校「情報」でプログラミングを 学んだ学生（%）（学芸大1年生）
- 29. ©2009- Naoki Kato, IML at TGU プログラミング教育の世界の動向 イスラエル l 2000年，CS教育を高校で必修化 （90時間～450時間／3年間） ハンガリー l 2003年 初等中等教育でIT教育必修化 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 12～15歳では改良手法も 参考：平成26年度文部科学省委託事業「「諸外国におけるプログラミング教育に関する調査研究」報告書
- 30. ©2009- Naoki Kato, IML at TGU プログラミング教育の世界の動向 イギリス l 2014年 5～13歳でCS，IT，DL教育必修化 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 フィンランド l 2016年 7～16歳へのプログラミグ教育を必 修化 n 9～12歳でビジュアルプログラミング n 13～16歳で汎用プログラミング言語 オーストラリア l 2016年 8～11歳へのプログラミング教育を 必修化？ n 8,9歳でビジュアルプログラミング n 10,11歳で汎用プログラミング言語 参考：平成26年度文部科学省委託事業「「諸外国におけるプログラミング教育に関する調査研究」報告書
- 33. ©2009- Naoki Kato, IML at TGU プログラミング教育の動向 国家戦略 l 日本再興戦略（H25／2013.6） n ITやデータを活用して新たなイノベーションを n ことのできるハイレベルなIT人材の育成・確保を 推進 n 義務教育段階からのプログラミング教育 l 世界最先端IT国家創造宣言(H26／2014.6） n 初等・中等教育段階で プログラミングに関する教育の充実 p ITに対する興味を育む p ITを活用して多様化する課題に 創造的に取り組む力を育成する l 日本再興戦略（H28／2016.6） n プログラミング教育の必修化
- 35. ©2009- Naoki Kato, IML at TGU プログラミング教育の動向 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）
- 36. ©2009- Naoki Kato, IML at TGU プログラミング教育の動向 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
- 37. ©2009- Naoki Kato, IML at TGU プログラミング教育の動向 次期学習指導要領の方針 （参考）幼稚園、小学校、中学校、高等学校及び特別支援学校の 学習指導要領等の改善及び必要な方策等について（答申） 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 生きる力 生きる社会 知識基盤社会 情報化社会 Industry4.0 （第四次産業革命） 学習の基盤として 育まれ活用される 資質・ 能力 言語能力 情報活用能力 ：
- 39. ©2009- Naoki Kato, IML at TGU プログラミング教育の動向 プログラミング教育の方針 l プログラミング的思考 p自分が意図する一連の活動を実現するために、 pどのような動きの組合せが必要であり、 p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、 p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、 pといったことを論理的に考えていく力 l などを育む （参考）幼稚園、小学校、中学校、高等学校及び特別支援学校の 学習指導要領等の改善及び必要な方策等について（答申） 人間性 学びに向かう 力 思考力 判断力 表現力 知識 技能 として
- 40. ©2009- Naoki Kato, IML at TGU プログラミング教育の動向 プログラミング教育の方針 pプログラミング的思考を育むことを通して l 身近なものにコンピュータが内蔵され、 プログラミングの働きにより 生活の便利さや豊かさが もたらされていることへの理解 l プログラミングを、自分の意図した 活動に活用していけるようにする （参考）幼稚園、小学校、中学校、高等学校及び特別支援学校の 学習指導要領等の改善及び必要な方策等について（答申） 人間性 学びに向かう 力 思考力 判断力 表現力 知識 技能 として
- 41. ©2009- Naoki Kato, IML at TGU プログラミング教育の動向 次期学習指導要領の方針（高校 情報） l 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 l 情報Ⅰ（必修） n Computer Science pプログラミング及びモデル化とシミュレー ション，ネットワーク，データベースの基礎 n 情報デザイン p情報コンテンツの制作・発信の基礎 n 情報モラル l 情報Ⅱ（選択） （参考）幼稚園、小学校、中学校、高等学校及び特別支援学校の 学習指導要領等の改善及び必要な方策等について（答申）
- 42. ©2009- Naoki Kato, IML at TGU プログラミング教育の動向 次期学習指導要領の方針（中学校 技術） l 小学校におけるプログラミング教育 の成果を生かし、発展させるという視点 計測・制御に加え l 双方向性のあるコンテンツに関する プログラミング l ネットワークやデータを活用して 処理するプログラミング も題材として （参考）幼稚園、小学校、中学校、高等学校及び特別支援学校の 学習指導要領等の改善及び必要な方策等について（答申）
- 45. ©2009- Naoki Kato, IML at TGU 授業実践例 Scratch Scratch プログラミング教室 in 大道小学校（2013）
- 47. ©2009- Naoki Kato, IML at TGU 授業実践例 Hour of Code 立川市立上砂川小学校
- 53. ©2009- Naoki Kato, IML at TGU 何をするか 何を学ばせるか ずばり個人的な意見は 引用：小学校段階におけるプログラミング教育の在り方について（議論の取りまとめ） 文部科学省 プログラミングを体験させて プログラミングの 楽しさ を感じさせてあげてください
- 54. ©2009- Naoki Kato, IML at TGU 何をするか 何を学ばせるか 行ってはいけないと思う方向性 l プログラミング的思考とは ・・・論理的に考えていく力 l あぁ，問題解決力，論理的思考力を 育めば良いのね！ l コーディングを覚えることが 目的ではない l コーディングする必要ないんだ！ （参考）幼稚園、小学校、中学校、高等学校及び特別支援学校の 学習指導要領等の改善及び必要な方策等について（答申） （参考）小学校段階におけるプログラミング教育の在り方について（議論の取りまとめ） 文部科学省
- 55. ©2009- Naoki Kato, IML at TGU 何をするか 何を学ばせるか たとえば だけで終わっちゃう・・・ 究極には 算数教えてればいいんでしょ はみがきの手順を 書き出してみよう 筆算の手順を 整理してみよう テーブルを 効率的に拭く 手順を考えよう
- 56. ©2009- Naoki Kato, IML at TGU プログラミング教育の動向 そもそもの（文科省的な）背景は l ・・・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 必要な情報活用能力 （参考）幼稚園、小学校、中学校、高等学校及び特別支援学校の 学習指導要領等の改善及び必要な方策等について（答申） 創造 協働自立 生きる力 生きる社会 知識基盤社会 情報化社会 Industry4.0 （第四次産業革命）
- 57. ©2009- Naoki Kato, IML at TGU 何をするか 何を学ばせるか 情報活用能力の一つとして （参考）幼稚園、小学校、中学校、高等学校及び特別支援学校の 学習指導要領等の改善及び必要な方策等について（答申） 人間性 学びに向かう 力 思考力 判断力 表現力 知識 技能 プログラミング的 思考 プログラミングの活用 を育むことを通して と をできるようにしていく プログラムの貢献の理解
- 58. ©2009- Naoki Kato, IML at TGU 何をするか 何を学ばせるか その教え方は （参考）幼稚園、小学校、中学校、高等学校及び特別支援学校の 学習指導要領等の改善及び必要な方策等について（答申） 小学校教育課程 カリキュラム・マネージメント 中学校 高校 プ ロ グ ラ ミ ン グ 教 育 各教科等の特質に応じた 見方・考え方を働かせた 「主体的･対話的で深い学び」 コンピュータに 意図した処理を行うよう 指示することができること の体験
- 60. ©2009- Naoki Kato, IML at TGU 何をするか 何を学ばせるか 楽しく適当な体験をすることで （参考）幼稚園、小学校、中学校、高等学校及び特別支援学校の 学習指導要領等の改善及び必要な方策等について（答申） 人間性 学びに向かう 力 思考力 判断力 表現力 知識 技能 プログラミング的 思考 プログラミングの活用 を育むことを通して と をできるようにしていく プログラムの貢献の理解
- 61. ©2009- Naoki Kato, IML at TGU 何をするか 何を学ばせるか 適当でないプログラミング体験？ l こういうのは違うと感じていました プログラミングで物語作り 単なる作曲（音楽演奏）
- 62. ©2009- Naoki Kato, IML at TGU 何をするか 何を学ばせるか なぜ適当でないんだろう？（自分への問いかけ） ということかなぁ・・・ インタプリタ 10 INPUT A 20 INPUT B 30 PRINT A+B プログラミング 静的な？ 作品 創作ツール としての 利用？ 消費者的な 利用？
- 63. ©2009- Naoki Kato, IML at TGU 何をするか 何を学ばせるか プログラミングの役目 l コンピュータは指示通りに動きます だから 作りであっても インタプリタ 10 INPUT A 20 INPUT B 30 PRINT A+B プログラミング的思考 するには必要 すると育つ 静的な？ 作品
- 64. ©2009- Naoki Kato, IML at TGU 何をするか 何を学ばせるか プログラミングの本質は l 「できること」を変えられること
- 65. ©2009- Naoki Kato, IML at TGU 何をするか 何を学ばせるか 適当なプログラミング体験 l できることが変えられることの体験 l 入出力の関係が変えられることの体験 パワーアップ Data Action etc. Data Action etc. 10 INPUT A 20 INPUT B 30 PRINT A+B
- 66. ©2009- Naoki Kato, IML at TGU 何をするか 何を学ばせるか ただし l スタートアップとして を行うのは良いし，必要かも インタプリタ 10 INPUT A 20 INPUT B 30 PRINT A+B プログラミング 静的な？ 作品
- 68. ©2009- Naoki Kato, IML at TGU 何をするか 何を学ばせるか 算数（正多角形を描く） l STEP1 5進む 左へ120度 5進む 左へ120度 5進む 5進む 左へ90度 5進む 5進む 5進む 左へ90度左へ90度
- 69. ©2009- Naoki Kato, IML at TGU 何をするか 何を学ばせるか 算数（正多角形を描く） l STEP2 5進む 左へ120度 5進む 左へ120度 5進む 5進む 左へ120度 3回 繰り返し
- 70. ©2009- Naoki Kato, IML at TGU 何をするか 何を学ばせるか 算数（正多角形を描く） l STEP3 5進む 左へ120度 3回 5進む 左へ90度 4回 5進む 左へ180-180/N度 N回 なんでN回？ 180/N度 ってなに？ 入力したNに従ってN角形を描けるように
- 71. ©2009- Naoki Kato, IML at TGU 何をするか 何を学ばせるか 算数（桁の概念？） l 一けたしか言えないネコによる 足し算シミュレーション n STEP1 一けたの足し算（提示） n STEP2 組み合わせの二けたの足し算 pできない子には提示＆説明 n STEP３ 三けたの足し算
- 72. ©2009- Naoki Kato, IML at TGU 何をするか 何を学ばせるか 理科（電気の利用） l STEP1 l STEP2 温度を測る 温度を測る 温度に応じて電流を変える
- 73. ©2009- Naoki Kato, IML at TGU 何をするか 何を学ばせるか 国語（助詞） わたし がっこう いく は が に で を
- 74. ©2009- Naoki Kato, IML at TGU 何をするか 何を学ばせるか 音楽（楽器を作る） l STEP1 l STEP2 キーを押すと 対応する音が出る キーのタイミングに 合わせて音が出る
- 75. ©2009- Naoki Kato, IML at TGU 何をするか 何を学ばせるか 音楽（楽器を作る） l STEP3 いろいろなリズムを作って キーに対応させる
- 76. ©2009- Naoki Kato, IML at TGU 何をするか 何を学ばせるか 適当なプログラミング体験の二つのタイプ l それなりのプログラミング力が必要 パワーアップ 10 INPUT A 20 INPUT B 30 PRINT A+B プログラミング自体が 教科の学び 作ったものが 教科の学びの道具