茨城大学研究拠点小学校プログラミング教育に関する授業開発

茨城大学研究拠点
茨城大学研究拠点小学校プログラミング教育に関する授業開発
はじめに

はじめに

研究拠点の概要

本研究拠点では,2020年度より必修化される小学校プログラミング教育の着実な実施に寄与することを意図し,授業開発及びリフレクションに資する指導指標を開発する。
1年目は,先駆的にプログラミング教育に取り組む小学校教員と協働して,これまでの教育実践から研究の基礎となる授業設計のポイントを明らかにする。2年目は授業開発及びリフレクションに資する指導指標を開発する。児童の発達段階及び指導の系統性を考慮し,低・中・高学年に応じた指導指標を開発する。3年目は,開発した指導指標を教育実践へ適用し評価することで指導指標の精緻化を目指す。

研究拠点の概要
メッセージ

小学校プログラミング教育と中学校技術・家庭科(技術分野),高等学校「情報」とのつながりについて

大西 有(茨城大学教育学部 准教授)

情報教育とは情報活用能力を育む教育であり,「プログラミング」に関する内容はその一つである。
情報活用能力は,これまで各学校において,情報教育の全体計画に則り,「情報活用の実践力」,「情報の科学的な理解」,「情報社会に参画する態度」の3つに分類され,各教科等の学習を通して育成されてきた。ただ,「プログラミング」については,既に中学校技術・家庭科技術分野においては平成20年度から必修化されていたものの,小学校,高等学校では学ぶことなく卒業することも可能であった。
しかし,今回の学習指導要領の改訂により,「プログラミング」は,小学校において,自分が意図する一連の活動を実現するためにプログラムを作成・改善する活動,中学校では,ネットワークや計測・制御などの情報の技術にかかわる問題をプログラミングによって解決する活動,高等学校共通教科情報では,事象を情報とその結び付きとして捉え,プログラミング,モデル化とシミュレーション等を行い新たな情報に再構成する活動が例示されている。
小学校から高等学校までの,普通教育における体系的な「プログラミング」に関する教育活動が必修化された今,各校種で「プログラミング」に関する教育に関わる教師に課せられた役割,その教師を育成する教員養成系の大学の役割について,改めて検討する必要があると考えている。

小学校プログラミング教育と算数・数学とのつながりについて

松村 初(茨城大学教育学部 准教授)

「プログラミングとつながりが深そうな教科はどれか?」と聞かれれば,算数・数学を挙げる人が多いのではないだろうか。実際,「平面上に描かれたどんな地図も,4色あれば塗り分けられる」という四色定理は,コンピュータを使って証明された。手計算では到底終わらない膨大な数の場合分けを,プログラムを実行することですべて確かめられたのである。現在では,自動で定理を証明するプログラムまで開発されている。
算数・数学を学ぶ上で,「=」を大切に使うこと,理由や根拠を明らかにすることがとても重要である。しかし,理解が曖昧なまま,根拠がないまま議論を進めてしまう場面を多く目にする。大人たちが指摘しても,子どもたちにとっては実感しにくいことのようである。
人間であれば行間を読んだり,間違いを正しながら読み進めることができるが,プログラミングではたった1つの命令,1つの文字,1つの数値でも違うと実行できなかったり,誤った結果が返ってきたりする。これはまさに子どもたちが考える正しさと,数学的な正しさの違いと同じことではないだろうか。
小学校プログラミング教育のねらいに「プログラミング思考を育むこと」が挙げられている。プログラミング思考とは,「自分が意図する一連の活動を実現するために、どのような動きの組合せが必要であり,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,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,といったことを論理的に考えていく力」とされている。まさに算数・数学の力をつける上で大切な力を育む取り組みであり,成果を期待したい。

研究成果

小学校プログラミング教育を継続して取り組む教員が認識している授業設計の視点に関する研究

本研究の目的は,小学校プログラミング教育を継続して取り組む教員が有している授業設計の視点を明らかにすることである。小学校プログラミング教育に1年以上継続して取り組んでいる3名の教員を対象に,半構造化面接法によるインタビューを実施した。質的研究法を参考にして得られたデータを分析した。結果,小学校プログラミング教育の授業設計の視点として,10のカテゴリーが導出された。研究対象者は,これまでも重要視されてきた授業設計の視点を適用しつつ,プログラミング的思考の正しい理解や日常生活とのつながりについて,教師自身が理解すると共に,児童が認識できるように留意するといった小学校プログラミング教育に特有の授業設計の視点を有していることが明らかになった。

関連成果

関連する研究成果

組み合わせて活用できる教員研修パッケージ

小学校プログラミング教育に資する組み合わせて活用できる研修パッケージの開発

開発した研修パッケージは,研修参加者のニーズに応じて自由に研修内容を組み合わせて実施できる点が特徴である.開発した研修パッケージは,プログラミング教育の導入の背景・経緯を講義型で学ぶ研修,プログラミング的思考を体を動かす等して学ぶ体験型研修,プログラミング教育の教育実践について学ぶ講義型研修,プログラミング教材を用いて実際に操作する体験型研修,プログラミングの授業イメージを獲得するためのディスカッション型研修の合計5つである.それぞれの研修パッケージには,提示用スライド,解説付き提示用スライド,研修の手引きが準備されている。

Download

それぞれの研修パッケージは提示用スライド,解説付き提示用スライド,研修の手引きが準備されています。
Downloadボタンから、各パッケージ資料(PDF)をダウンロードできます。

No.1
プログラミング教育導入の背景に関する講義研修
プログラミング教育導入の背景に関する講義研修
No.2-1
プログラミン的思考の体験研修(順序)
プログラミン的思考の体験研修(順序)
No.2-2
プログラミン的思考の体験研修(繰り返し)
プログラミン的思考の体験研修(繰り返し)
No.2-3
プログラミン的思考の体験研修(条件分岐)
プログラミン的思考の体験研修(条件分岐)
No.3
教育実践について理解する講義研修
教育実践について理解する講義研修
No.4-1
プログラミング教材の操作研修(ArtecRobo)
プログラミング教材の操作研修(ArtecRobo)
No.4-2
プログラミング教材の操作研修(Scratch3.0)
プログラミング教材の操作研修(Scratch3.0)
No.5-1
授業イメージ獲得のための研修(30分バージョン)
授業イメージ獲得のための研修(30分バージョン)
No.5-2
授業イメージ獲得のための研修(45分バージョン)
授業イメージ獲得のための研修(45分バージョン)
初回向け教員研修パッケージ

初回向け小学校プログラミング教育教員研修パッケージ

プログラミング的思考の理解と授業イメージの把握を目的とした小学校プログラミング教育に資する初回用教員研修パッケージを開発した.本研修パッケージの特徴として,授業とのつながりを理解しやすくするためにプログラミング的思考を3つに具体化して捉えたこと,コンピュータサイエンスアンプラグドの考え方を参考にした体験を採用したこと,文部科学省が言及していないコンピュータを用いないプログラミングの授業を含んでいること,90分で研修が完結することが挙げられる.研修前後で研修参加者を対象に実施した質問紙調査の結果,プログラミング教育の目的の理解,プログラミング的思考の理解,授業イメージに関して研修参加者の意識に変化が見られた.授業イメージを有していると回答した中には,具体的な授業内容や場面への言及が確認できた.一方で,小学校プログラミング教育の円滑な実施のためには,本研修パッケージに追加して,授業づくりに関する研修やプログラミング教材の体験に特化した研修等を実施する必要性が示された.

科学館と連携して実施する授業パッケージ

石川県小松市と共同開発した5時間で実施する小学校プログラミング教育の授業パッケージ

本研究の目的は,小学校プログラミング教育に資するために,科学館と連携して実施する授業パッケージを開発し,運用方法,評価方法を検討することである。研究の結果,学校で実施する「理解の学習」(3時間),科学館で実施する「体験の学習」(2時間)の合計5時間で構成される,授業パッケージを開発した。「理解の学習」については,指導案,ワークシート,提示用プレゼン資料・解説が用意されている。

メンバー

メンバー

小林 祐紀

小林 祐紀

茨城大学教育学部 准教授

金沢市内公立小学校教諭を経て2015年4月より現職。専門は教育工学。茨城県内各地,全国各地にて小学校プログラミング教育に関する研修講師を多数実施している。
文部科学省ICTを活用した教育推進自治体応援事業(ICT活用実践コース)委員
文部科学省委託事業小学校プログラミング教育の円滑な実施に向けた教育委員会・学校等における取組促進事業委員などを経験。
主な著書として
「小学校プログラミング教育の研修ガイドブック」小林祐紀・兼宗進・中川一史(編著・監修)翔泳社(2019)
「これで大丈夫!小学校プログラミングの授業~3+αの授業パターンを意識する~」小林祐紀・兼宗進・白井詩沙香・臼井英成(編著・監修)翔泳社(2018)

大西 有

大西 有

茨城大学教育学部 准教授

北海道公立中学校技術科教員,北海道教育大学附属中学校教員、北海道教育委員会指導主事を経て2015年1月より現職
専門は技術科教育,小学校プログラミング教育

松村 初

松村 初

茨城大学教育学部 准教授

コンピュータ専門学校教員,私立大学事務職員を経て2014年10月より現職。専門は離散数学(特にグラフ理論),統計教育,ICTを活用した教育。

研究業績

研究業績

2019年度

論文等

  • 宮嶋悦子・高橋千絵・小林祐紀・中川一史(2019)科学館と連携した小学校プログラミング教育に資する授業パッケージの実践と評価 -推進校11校における取組の報告-,第45回全日本教育工学研究協議会全国大会島根大会論文集,283-286.
  • 川澄陽子,伊藤崇,黒羽諒,小林祐紀(2019)勤務校の実態に即した小学校プログラミング教育に資する研修プログラムの提案,日本デジタル教科書学会第8回年次大会(新潟大会)発表予稿集,95-96.
  • 黒羽諒,伊藤崇,川澄陽子,小林祐紀(2019)第4学年算数科「角度」の単元におけるプログラミング学習の提案,日本デジタル教科書学会第8回年次大会(新潟大会)発表予稿集,61-62.
  • 小林祐紀,中川一史,村井万寿夫,佐藤幸江(2019)小学校プログラミング教育に資する組み合わせて活用できる研修パッケージの開発,2019年度全国実践研究発表会資料集,10-11.
  • 小林祐紀(2019)AI時代に向けた児童生徒に必要な情報活用能力,情報教育セミナー2019資料,10-11.
  • Yuki Kobayashi,Hitoshi Nakagawa,Masuo Murai,Yukie Sato,Chie Takahashi,Etsuko Miyajima(2019)Practice and Evaluation of Teaching Package of Programming Education at Elementary School in Collaboration with Science Museum - Focusing on the Questionnaire Survey at Pilot School -,EdMedia + Innovate Learning 2019,396-401.
  • 小林祐紀(2019)小学校プログラミング教育に資する校内研修の勘所,学習情報研究,269,8-9.
  • 小林祐紀(2019)小学校プログラミング教育の円滑な実施に向けた処方箋,視聴覚教育,73(6),6-7.
  • 小林祐紀(2019)情報活用能力とプログラミング的思考,学習情報研究,272,22-23.