プログラミング言語 5 The 2017 Top Programming Languages 6 コンピュータプログラムを記述するための形式言語 おもに英語の単語と記号を組み合わせた 特殊な文法 ( 構文 ) で記述される IEEE Spectrum Wikipedia より h

Scratch を用いた

プログラミング教育について

平成

29

ICT

齊藤剛史

2017

8

21

講師紹介

名前︓ 齊藤 剛史（さいとう たけし）

所属︓ 九州工業大学

大学院情報工学研究院

システム創成情報工学研究系 連絡先︓

[email protected]

内容

本日の流れ

資料について

HP

http://www.slab.ces.kyutech.ac.jp/~saitoh/20170821_ICTIizuka/

3

Time Contents

10:20 – 10:25 (5min) ①Scratchを学ぶ 10:25 – 10:45 (20min) ②Scratchの操作説明

10:45 – 11:35 (50min) ③Scratchを用いたプログラミング教育例 11:35 – 11:50 (15min) ④プログラミング教育の導入について

① Scratch を学ぶ

平成

29

ICT

齊藤剛史

2017

8

21

プログラミング言語

コンピュータプログラムを記述するための形式言 語おもに英語の単語と記号を組み合わせた、特殊な 文法（構文）で記述される。

5

Wikipediaより

The 2017 Top Programming Languages

IEEE Spectrum

2017.7.18

6

http://spectrum.ieee.org/computing/software/the-2017-top-programming-languages

最近の

代表的なプログラミング言語

Python

綺麗なコードが簡単に書ける言語

C

組み込み・OS関係で使われている言語

Java

オブジェクト指向の代表的な言語

JavaScript

Web系で最も使われている言語

PHP

サーバーサイドのWebアプリケーションに適した言語

Swift

iOS・OSXのアプリ開発に使われる新しい言語

Ruby

日本で生まれたプログラミング言語

7

様々なプログラミング言語

画面に「

Hello, world!

表示するプログラム #include <stdio.h>

int main(void) {

printf("Hello, world!");

return 0;

}

#include <iostream>

int main() {

std::cout << "Hello, world!" << std::endl;

}

C

C++

public class Hello {

public static void main(String[] args) { System.out.println("Hello, world!");

} }

Java

10 PRINT "Hello, world!"

20 END

BASIC

WRITE(6,10)

10 FORMAT('Hello, World!') STOP

END

FORTRAN

printf ('Hello, world!¥n')

MATLAB

program Hello(output);

begin

writeln('Hello, world!') end.

Pascal

8

Scratch では︖

#include <stdio.h>

int main(void) {

printf("Hello, world!");

return 0;

}

#include <iostream>

int main() {

std::cout << "Hello, world!" << std::endl;

}

C

C++

public class Hello {

public static void main(String[] args) { System.out.println("Hello, world!");

} }

Java

10 PRINT "Hello, world!"

20 END

BASIC

WRITE(6,10)

10 FORMAT('Hello, World!') STOP

END

FORTRAN

printf ('Hello, world!¥n')

MATLAB

program Hello(output);

begin

writeln('Hello, world!') end.

Pascal

Scratch とは︖

Scratch

米国マサチューセッツ工科大学（

MIT

設計者︓Mitchel Resnick（ミッチェル レズニック）

あらかじめ用意されたブロックを組み合わせることで簡 単にプログラムの作成が可能

小学生から大人まで、誰でもすぐにプログラミングを始 めることが可能

Scratch とは︖

Scratch

米国マサチューセッツ工科大学（

MIT

設計者︓Mitchel Resnick（ミッチェル レズニック）

あらかじめ用意されたブロックを組み合わせることで簡 単にプログラムの作成が可能

小学生から大人まで、誰でもすぐにプログラミングを始 めることが可能

11

Hat block

Stack block Boolean block

C Block Reporter block

Cap block

Scratch とは︖

Scratch

すべての年代の人々に使われている。

特に

8

16

150

40

12

https://scratch.mit.edu/statistics/

Scratch とは︖

Scratch

Windows

Mac

ウェブアプリケーションのため、特別なソフトウェアを 必要としない。

作成したプログラムの結果（動作）をすぐに画面で確認 できるため、間違ったプログラムを作っても簡単に修正 できる。作成したプログラムを

Scratch

13

必要な動作環境

OS

Windows

Chrome OS

Mac

Linux

Web

Chrome

Firefox

Safari

Edge

Internet Explorer

インターネット接続

オフラインエディタを利用することで、インターネット 接続なしで

Scratch

14

Scratch で何ができる︖

他のプログラミング言語と同様に、様々なプログ ラムを作ることができる。

シューティングゲーム アドベンチャーゲーム

RPG

動く紙芝居のようなアニメーション お⾦の計算

体調管理ソフト

物理シミュレーション

学校などで使うプレゼンテーション資料

ロボットや電子楽器などのような電子機器を制御するプ ログラム

15

ビジュアルプログラミング言語

プログラムをテキストで記述するのではなく、視 覚的なオブジェクトでプログラミングするプログ ラミング言語

AgentSheets

Alice

Analytica

ASTERIA

Automator

CODE

Choregraphe

DRAKON

jMax

LabVIEW

Lava

Max/MSP

Microsoft Robotics Studio

Mindscript

MOONBlock

OpenMusic

Prograph CPX

Pure Data

Quartz Composer

SCADE

Simulink

Etoys

Scratch

Stagecast Creator

Subtext

SynthMaker

ThingLab

ToonTalk

VISCUIT

VisSim

Visulan

VSXu

16

Wikipediaより

ビジュアルプログラミング言語

プログラミン

文部科学省が開発したビジュアルプログラミング言語

http://www.mext.go.jp/programin/

ビジュアルプログラミング言語

VISCUIT

2003

NTT

http://www.viscuit.com/

③ Scratch を用いた プログラミング教育例

平成

29

ICT

齊藤剛史

2017

8

21

プログラミング教育の実践上の工夫

プログラミングに対して、児童生徒に抵抗感を与 えないために、モチベーションを継続できるよう に工夫して実践する。

授業の進め方

サンプルプログラムや参考サイトのリンク集を 用意して、児童生徒が⾃分で⾒⽐べて仕組みを 理解したり、アルゴリズムを考えたりする。

児童生徒同士で一緒に取り組んだ り、分からなくなった時に教えあ ったりするような協働型の学習ス タイルを導入する。

20

平成26年度文部科学省委託事業 情報教育指導⼒向上⽀援事業 プログラミング教育実践ガイド

プログラミング教育の実践上の工夫

授業の進め方

目標を細分化し、小さな目標を達成する体験を 積み重ねながら最終目標に近づけるようスモー ルステップで課題を設定することで、児童生徒 の「プログラミングは難しい」という思い込み を払拭させ、⾃分にもできるという⾃⼰効⼒感 を高めさせる。

児童生徒は、ある程度⾃分でコ ンピュータを動かすことができ るようになると、⾃分⾃身で発 展・改良する。

21

平成26年度文部科学省委託事業 情報教育指導⼒向上⽀援事業 プログラミング教育実践ガイド 平成26年度文部科学省委託事業 情報教育指導⼒向上⽀援事業 プログラミング教育実践ガイド

プログラミング教育の実践上の工夫

授業の方針

教員が全てを教えるのではなく、最小限の基礎 知識から⾃分の思い描く働きを実現するために、

児童生徒が考え、友達との協働によって確認・

発展のアイデアを得て、試⾏錯誤しながらプロ グラミングするという児童生徒の主体性を重視 する授業スタイルが望まれる。

22

取り組み内容

1.

2.

3.

4.

23

基礎知識の説明

「②

Scratch

サンプルプログラムの紹介例

総和を求めるプログラム

総和（ 1 から N までの総和）

N=10

N=100

公式

処理の流れ

START sum←0

i N

i≦N yes no

END i←1

sum ←sum + i i←i + 1

を出⼒

sum を出⼒

処理の流れ

フローチャート（

flowchart

プロセスの各ステップを箱で表し、流れをそれらの箱の 間の矢印で表すことで、アルゴリズムやプロセスを表現 する図端子（開始／終了）

プロセスの開始と終了を示す。

処理具体的な処理を示す。

判断一般に「Yes/No」あるいは「真/偽」が答えと

なる判断を表す。

入出⼒「ユーザーがXを入⼒」、「Xを表示」などと 書かれる。

28

処理の流れ

START sum←0

i N i≦N yes no

END i←1

sum ←sum + i i←i + 1

を出⼒

sum を出⼒

総和を格納する変数 総和を格納する変数 カウンタ

カウンタ

カウンタが 以下か確認する カウンタがN以下か確認する 現在までの総和に を加える 現在までの総和にiを加える カウンタを更新する

カウンタを更新する カウンタが 以下の場合 カウンタがN以下の場合 カウンタが より大きい場合

カウンタがNより大きい場合

結果（総和）を出⼒する 結果（総和）を出⼒する

プログラム例

チュートリアルの利用例

チュートリアルの利用

Scratch

意されている。

チュートリアルの利用

Scratch

意されている。

チュートリアルの利用

Scratch

意されている。

チュートリアルの利用

Scratch

Web

名前を動かそう 飛ばしてみよう ミュージックを作ろう ゴールまで競争しよう かくれんぼ

オシャレをしよう 物語を作ろう ピンポンゲーム さあ、踊ろう キャッチゲーム バーチャルペット

ゴールまで競争しよう

右側の説明を参考にする。

36

演習問題例

演習問題

10

それぞれのブロックを

1

数値等は変更してよい。

38

演習問題

10

それぞれのブロックを

1

数値等は変更してよい。

答えは一つだけでない。

39

④プログラミング教育 の導入について

平成

29

ICT

齊藤剛史

2017

8

21

プログラミング教育の課題

授業時間の確保

指導人材の養成・確保

指導方法・教育教材の開発・普及 環境整備

その他

実践事例

プログラミング教育実践ガイド

平成

26

援事業小中高校の実践事例の紹介

1 年生からのプログラミング体験（小1︓生活科，特別活動）

めざせ︕⾏列のできるおすし屋さん︕（小4︓図画工作科）

プログラムロボット学習（小4〜6︓総合的な学習の時間）

調べた人物をプログラムで表現してみよう（小6︓総合的な学習の時 間）アニメーション制作でプログラミングの基礎学習（中2︓技術・家 庭科（技術分野））

プログラミングを利用してLEDを制御しよう

⾞型ロボを制御して課題コースをクリアしよう ペアで取り組む交差点の信号機プログラミング

（中3︓技術・家庭科（技術分野））

プログラミングの学び方

書籍で学ぶ。

プログラミング教室で学ぶ。独学

学習サイトで学ぶ。

43

Scartch 関連図書（ 1/11 ）

スクラッチアイデアブック

ゼロから学ぶスクラッチプログラミング

石原 正雄 （著）

出版社 カットシステム

ISBN-13 978-4877832179

2009/01

44

Scartch 関連図書（ 2/11 ）

小学生からはじめるわくわくプログラミング

阿部 和広（著）

出版社 日経

BP

ISBN-13 978-4822285159

2013/7/25

45

Scartch 関連図書（ 3/11 ）

ゲームで遊ぶな、ゲームを作ろう︕

スクラッチ

2.0

ゼロから学ぶスクラッチプログラミング

石原 正雄 （著）

出版社 カットシステム

ISBN-13 978-4877833404

2014/4/1

46

Scartch 関連図書（ 4/11 ）

スクラッチではじめるプログラミング

石原 正雄（著）

出版社 カットシステム

ISBN-13 978-4877833480

2014/07

47

Scartch 関連図書（ 5/11 ）

いちばんはじめのプログラミング

Scratch

Scratch2.0

たにぐち まこと（著）

出版社 マイナビ

ISBN-13 978-4839954864

2015/3/24

48

Scartch 関連図書（ 6/11 ）

Scratch

杉浦 学、阿部 和広（監修）

出版社 日経

BP

ISBN-13 978-4822297749

2015/6/11

Scartch 関連図書（ 7/11 ）

Scratch

プログラミングとアルゴリズムの基本

中植 正剛、太田 和志、鴨谷 真知子（著）

出版社 日経

BP

ISBN-13 978-4822297930

2015/11/21

Scartch 関連図書（ 8/11 ）

小学生からはじめるわくわくプログラミング

2

倉本 大資（著）、阿部 和広（監修）、酒匂 寛（翻訳）

出版社 日経

BP

ISBN-13 978-4822295820

2016/5/12

51

Scartch 関連図書（ 9/11 ）

CoderDojo Japan

Scratch

角田 一平、とがぞの、高村 みづき、若林 健一、砂⾦ よ しひろ（著）

出版社 ソーテック社

ISBN-13 978-4800711519

2016/12/22

52

Scartch 関連図書（ 10/11 ）

日経

Kids+

プログ ラミング（日経ホームマガジン）

日経

PC21

出版社 日経

BP

ISBN-13 978-4822238810

2017/3/4

53

Scartch 関連図書（ 11/11 ）

はじめてのプログラミング

（学研まんが入門シリーズ）

橋爪 香織、たきりょうこ（著）、阿部 和広、うめ（小 沢高広・妹尾朝子）（監修）

出版社 学研プラス

ISBN-13 978-4052045851

2017/4/18

54

プログラミングの学び方

書籍で学ぶ。

プログラミング教室で学ぶ。

TECH::CAMP

Life is Tech !

EX-Gram

CodeCamp

Tech Kids CAMP

STAR Programming SCHOOL

TENTO

学習サイトで学ぶ。など

55

プログラミングの学び方

書籍で学ぶ。

プログラミング教室で学ぶ。

学習サイトで学ぶ。

paiza

Flappy Code

ドットインストール http://dotinstall.com/

Codecademy

など

56

プログラミング教育の課題

授業時間の確保

指導人材の養成・確保

指導方法・教育教材の開発・普及 環境整備

その他

環境整備

コンピュータ

デスクトップ、ノート

PC

InterCLASS

物理的セキュリティ対策 電源設備、熱対策

ネットワーク

ウイルス対策

プリンタプロジェクタ、スクリーン ホワイトボード

その他

児童生徒の事前知識

パソコンの基本操作

キーボード操作 マウス操作

– 左クリック、右クリック、ダブルクリック、ドラッグ アルファベット

59

その他

プログラムの管理

先生が用意するサンプルプログラム

どのように児童・生徒に配布する︖

サンプルプログラムを示しながら、一緒に作る。

共有フォルダを利用する。

学習システムを利用する。

児童・生徒が作成するプログラム

どこに保存する︖

⾃宅で作成したプログラムをどのように学校の端末で動かす︖

USBメモリ、SDカード、メール、クラウドサービス セキュリティ

60

その他

評価方法試験の実施

試験時間にプログラムを作成する問題は適していない。

– ブロックを描くことは難しい。

プログラムを理解する問題

– 問題文にプログラムを示し、どのように動作するのか考えさせる。

プログラムを修正する問題

– 問題文にプログラムを示し、動作を変更するためにはどのように 修正すれば良いか考えさせる。

回答は一意でない。

課題の提出

コピーが出回る可能性がある。

回答は一意でない。

プレゼンテーションの実施

61

プログラミングの手順

問題発生 問題解決のアイデア 仕様決定

設計 コーディング

デバッグ ドキュメント作成

問題の分析

問題解決に必要な仕様の洗い出し 仕様を実現するための

データ構造、アルゴリズムの設計 設計に従ってプログラムの作成

プログラムの誤りの洗い出し プログラムの修正

プログラム開発の記録

利用者のための使用説明書作成

プログラミングの手順

どんなプログラムを作るか考えをまとめる。

1.

どんな種類（ゲーム、アニメーション）︖

スプライト（キャラクタ）は︖、背景は︖ 、マウス操作は︖ 、 キー操作は︖

2.

処理の流れ、変数

3.

4.

→

→

→

→

ある程度できたら、他の人にも体験してもらう。

63