ロボット教室を活用した小学生へのプログラミング教育 : 準備、指導案、実践

帝塚山大学現代生活 学部子 育て支 援センター紀要 第３ 号 9 ∼19 (2018)

ロボット教室を活用した小学生へのプログラミング教育：

準備、指導案、実践

A study of programming education for elementary school students with

robotics class: Preparations

けeaching plan, and practice

八

尋

博

士 ’

Hiroshi Yahiro

仲 島  浩 紀

Hiroki Nakaj ima

勝 美  芳 雄 一

Yoshio Katsumi 清 水  益 治 ＊＊ Masuharu Shimizu 本研究の目的は、プログラミング教育の指導案を作成し、それに基づいて小学校４年 生を対象に授業を実施し、その成果を評価することで、新要領で求められるプログラミ ング教育を小学校教員が実施するのに役 立つ資料を提供することであった。 ５名 の大学 生がロボット教室の教材研究をし、指導案を書き、授業を実施した。 2020年から施行さ れる学習指導要領に関連付けて議論した。 Ｉ 。はじ めに 2020 年 ４月 １ 囗から施行される小学校学習指導要領（以下、新要領）の「第１章 総 則」の「第３ 教育課程の実施と学習評価」の「１  主体的・対話的で深い 学びの実現 に向けた授業改善」には、「各教科等の指導に当たっては、次の事項に配慮するものとす る」として、次の記述かおる。 (3) 第 ２ の ２ の(1) に 示 す 情 報 活 用 能 力 の 育 成 を 図 る た め 各 学 校 に お い て コ ン ピ ュ ー タ や 情 報 通 信 ネ ッ ト ワ ー ク な ど の 情 報 手 段 を 活 用 す る た め に 必 要 な 環 境 を 整 え ， こ れ ら を 適 切 に 活 用 し た 学 習 活 動 の 充 実 を 図 る こ と 。 ま た ， 各 種 の 統 計 資 料 や 新 聞 ， 視 聴 覚 教 材 や 教 育 機 器 な ど の 教 材 ・ 教 具 の 適 切 な 活 用 を 図 る こ と。 あ わ せ て ， 各 教 科 等 の 特 質 に 応 じ て ， 次 の 学 習 活 動 を 計 画 的 に 実 施 す る こ と 。 ア  児 童 が コ ン ピ ュ ー タ で 文 字 を 入 力 す る な ど の 学 習 の 基 盤 と し て 必 要 と な る 情 報 手 段 の 基 本 的 な 操 作 を 習 得 す る た め の 学 習 活 動 イ  児 童 が プ ロ グ ラ ミ ン グ を 体 験 し な が ら ， コ ン ピ ュ ー タ に 意 図 し た 処 理 を 行 わ せ る た め に 必 要 な 論 理 的 思 考力 を 身 に 付 け る た め の 学 習 活 動 この記述から新要領に基づく 教育では、各教科等の特質に応じて、「プログラミングを 体験させる学習活動」「コンピュータに意図した操作を行わせるために必要な論理的思 考力を身につけさせるための学習活動」を計画的に実施することが求められてい ると言 える。 ではそのような学習活動は、現段階ではどのように行 われてい るのであろうか。 CiNii で「プ ログラミング教育 小学生」をキーワードに検索すると、学会発表の抄録等を含 ＊ 帝 塚 山 中 学 高 等 学 校 教 諭 ** こ ど も 学 科  教 授 ９

め て21 本 の 論 文 ・ 論 考 が 検 索 さ れ た(2018 年 ２ 月 ８ 日 現 在 ）。 入 手 で き た 論 文 は 大 き く ２ つ に わ け る こ と が で き た 。 そ の １ つ はプ ロ グ ラ ミ ン グ 教 育 の 位 置 づ け に 関 す る 論 考 で あ り 、 も う １ つ は 実 践 報 告 で あ っ た 。 前 者 は 、 河 原 （2017 ） に よ る イ ギ リ ス 、 ハ ン ガ リ ー 、 ロ シ ア な ど 海 外 のプ ロ グ ラ ミ ン グ 教 育 の 現 状 を ま と め 、 我 が 国 の 動 向 を 報 告 し た も の と 、 原 田 に よ る一連 の 研 究 （ 原 田 ら 、2014; 原 田 、2015; 2016) を 含 ん で い た 。 原 田 の 論 考 は 、 ビ ス ケ ッ ト と い う 自 身 が 開 発 し た プ ロ グ ラ ミ ン グ 言 語 を 教 え る こ と で 「 コ ン ピ ュ ー タ 観 」を 醸 成 し 、「 論 理 的 思 考 力 」を 伸 ば そ う と す る も の で あ り 、大 変 興 味 深 い が 、 ２ 進 法 や ３ 進 法 を も 小 学 生 に 教 え よ う と す る な ど 、 新 要 領 の 施 行 後 に 小 学 校 教員 に す ぐ に 役 立 つ と は 限 ら な い も の で あ っ た 。 そ こ で こ こ で は 、 後 者 に 焦 点 を 当 て て 紹 介 す る 。

IlKyu et al. (2009) は 、 小 学 ２ 年 生 １ 名 、 ３ 年 生 ５ 名 、 ４ 年 生 ２ 名 にScratch と い う 言 語 を 用 い てプ ロ グ ラ ミ ン グ を 学 習 さ せ た 。 そ し て 、 学 習 が 進 む に つ れ て 、 よ り 高 い 論 理 的 思 考 が 可 能 に な っ た と 報 告 し た 。 森 ら （2011 ） はScratch を 小 学 ４ 年 生 に26 時 間 に わ た っ て 授 業 し 、 条 件 分 岐 や キ ー 入 力 の 判 別 処 理 に ８ 割 以 上 の 子 ど も が 取 り 組 め る こ と を 示 し た 。 室 谷(2013) も 小 学 生 を 対 象 と し た プ ロ グ ラ ミ ン グ 教 室 をScratch を 言 語 と し て 展 開 し た。 こ の 研 究 で は 指 導 案 も 示 し 、 実 践 後 に ア ン ケ ー ト を 耿っ て 評 価 も 行 っ て い る が 、 残 念 な が ら 、 教 室 の 参 加 者 が 実 際 に は 幼 稚 園 年 長 児 か ら 中 学 １ 年 生 と 幅 か お り 、 指 導 案 や 実 践 の 適 切 さ は わ か ら な い 。 若 菜 （2016 ） は 、 小 学5 、6 年 生 に 土 曜 日 に ２ 時 間 ８ 回 に わ た っ てScratch を 教 え た 。 ア ル ゴ リ ズ ム や フ ロ ー チ ャ ー ト を 用 い た り 、 乱 数 を 用 い て ゲ ー ム 作 り を 求 め た り 、 最 終 日 に は ア ナ ロ グ 時 計 を 作 成 さ せ る な ど の 成 果 を 上 げ た 。 し か し こ の 取 り 組 み は 、 理 科 、 算 数 ・ 数 学 、 情 報 や ロ ボ ット が 大 好 き で 得 意 な 子 ど も た ち を 対 象 と し て お り 、 普 通 の 小 学 校 で 、 授 業 と し て 取 り 組 む に は 困 難 で あ る と 考 え ら れ た 。 山 本 ら （2017 ） は 、 小 学 校 ４ 年 生 を 対 象 に ４ 時 間 の 授 業 を 提 案 し た 。 こ れ ま で の 報 告 は､Scratch を 使 っ て パ ソ コ ン 内 の も の を 動 か す 取 り 組 み で あ っ た が 、こ の 取 り 組 み で は 、 Sphero とい う テ ニ ス ボ ー ル サ イ ズ の ボ ー ル を タブ レ ッ ト( iPad囗 こ入 れ たTickle と い う ソ フ ト ウェ ア で 操 作 し た 。 プ ロ グ ラ ム を 組 ん で ロ ボ ット を 動 か す よ う な も の で あ っ た 。 ４ 時 間 の 指 導 内 容 が ス テ ッ プ を 踏 ん で 記 さ れ て お り 、 指 導 案 ほ ど 詳 細 で は な い が 、 指 導 過 程 が 示 さ れ て い た 。 ま た 授 業 の 前 と 後 に ア ン ケ ー ト を し て 授 業 の成 果 も 捉 え よ う と し て い た 。 こ の 実 践 は 、Sphero と い う 具 体 物 を 子 ど も に 操 作 さ せ て い る 点 て 小 学 生 の 思 考 に 合 致 し て い る 。教 育 に お け る 具 体 物 の 利 用 は 積 極 的 効 果 ば か り で は ない が（ 佐 藤 、2014)、 Sphero や ロ ボ ッ ト の よ うな 具 体 物 は 、 印 象 に 残 り や す く 定 着 に つ な が る の で は な い か と 期 待 で き る 。 こ こ で 小 学 校 教 員 が 全 く 新 し い プ ロ グ ラ ミ ン グ に 関 す る 授 業 を 実 施 す る に 当 た り 、 何 か 必 要 か 、 何 か 役 立 つ か に つ い て 考 え て み た い 。 先 ず は プ ロ グ ラ ミ ン グ で 何 を 教 え る か に 関 す る 情 報 で あ ろ う。 少 な く と も 自 分 か お る 程 度プ ロ グ ラ ミ ン グ に つ い て 知 っ て い な い と 、 教 え ら れ な い 。 ま た 、 で き れ ば 単 な る 知 識 だ け で な く 、 プ ロ グ ラ ミ ン グ の 経 験 も し て お き た い 。 そ の こ と が 単 に 情 報 や 技 術 を 伝 え る の で は な く 、 価 値 を 伝 え る こ と に つ な が る 。 次 は ど の よ う に 教 え る か に 関 す る 情 報 で あ ろ う。 こ れ は 指 導 案 に 他 な ら な い 。 全 部 で 何 時 間 か け る の か 、 １ 時 間 の 中 で は ど の よ う な 時 間 配 分 に す る の か 、 配 分 さ れ 九 時 間 内 に 子 ど も に 何 を さ せ る の か 。 学 習 指 導 要 領 の 「 学 習 活 動 を 計 画 的 に 実 施 す る こ と 」 に 通 10

じ る 部 分 で あ る。 ま た こ の 計 画 の 立 て 方 で 、「 主 体 的 ・ 対 話 的 で 深 い 学 び 」 に な っ た り 、 反 対 に 、 受 動 的 ・ 独 善 的 で 浅 い 学 び に な っ た り す る 。 最 後 は 評 価 の 仕 方 で あ ろ う。 １ つ の 単 元 と し て 、 あ る 程 度 ま と ま っ た 内 容 を 教 え る の で あ れ ば 、 そ の 単 元 の ね ら い と 、 そ れ に 対 応 し た 評 価 が 必 要 で あ る。 こ の よ う な 評 価 の 積 み 重 ね が 、 子 ど も を 伸 ば し 、 ま た 教 師 と し て の 職 業 的 成 長 に も つ な げ ら れ る 。 本 研 究 の 目 的 は 、 プ ロ グ ラ ミ ン グ 教 育 の 指 導 案 を 作 成 し 、 そ れ に 基 づ い て 小 学 校 ４ 年 生 を 対 象 に 授 業 を 実 施 し 、 そ の 成 果 を 評 価 す る こ と で 、 新 要 領 で 求 め ら れ る プ ロ グ ラ ミ ン グ 教 育 を 小 学 校 教 員 が 実 施 す る の に 役 立 つ 資 料 を 提 供 す る こ と で あ る。 ど の よ う な 準 備 を し て 、 何 を 学 び 、 ど の よ う な 指 導 案 を 立 て 、 授 業 を 展 開 し 、 そ の 授 業 を ど の よ う に 評 価 す る の か に つ い て 提 案 す る 。 そ の 際 、 新 要 領 の 「 各 教 科 等 の 特 質 に 応 じ て 」 の 部 分 に も 注 目 し 、 特 に 小 学 ４ 年 生 の 算 数 科 に 関 連 付 け た プ ロ グ ラ ミ ン グ 教 育 を 展 開 す る。 Ｈ。実践までの準備 １．参加者 帝塚山大学現代生活学部こども学科４回生５名が準備に参加した。 ５名 とも小学校の 教育実習を１年前に済ませており、指導案を書いて授業をした経験があっ た。また、こ のうち２名は、昨年度に地域の小 学５・６年生を対象に開催された帝 塚山ロ ボット教室 を企画・運営した経験かおる学生であった。 ２。準備の流れ ロボット 教室を開催するに当たり、①ロ ボットとプログラミングを学ぶ（６回）、②指 導案を作成する（２回）、③指導案に基づき準備をする（ ５回）、①リハーサルを行う ∩ 回）の４つのステップで準備をした。 １）ロボットとプログラミングの学習 参加者がロボット に関する基礎知識を得るため、またその構造を理解するために、最 初にロボットの組み立てを行った。レゴ マインドストームEV3 を２つのグループ に分か れて組み立てた。 ロボット 教室を企画・運営した経験のある２人が各グループにひとり ずつ入った。 グループによって組み立てに要した時間は異なっ たが、どちらのグループ も適切に組み立てるこ とができた。 ２回目は、ロ ボットの仕組みとプログラミングの基礎につい て筆者 が講義し、前進の プログラミングを経験させた。角度と秒を変えて、繰り返しプロ グラムを組ませ、ロボ ットを走らせた。 さらに、一定の距離を正確に走らせる練習をさせた。 ３回目は、前進して一定の距離を正確に走らせるための様々なプロ グラムを紹介し、 実際に取り組ませ、工夫 させた。その後、後進、前進して90 度回転を学ばせた。さらに、 この前進して90 度回転を組み合わせて、正方形にロボットを走らせるプログラムを作ら せた。その際、最初はル ープ処理なし、次にループ処理を使って作るプログラミングと、 ２通りの方法を習得させた。 ４回目は、タッチセンサーと光センサーを用いたプ ログラムを紹介し、修得させた。 参加者に、タッチセンサーでは壁に当たったら止まる、カラーセンサーでは黒い線に入 ったら止まる形のプロ グラムを組ませた。また、汀 文（分岐処理）を用いたプログラム １ １

についても紹介した。その後、小学４年生にロ ボット教室で何を行わせるのかについて、 アイディアを出させた。 参加者は、これまで学んだプ ログラミングの知識を用いて、子 どものミッションを考えた。 ５回目は、これまでのプログラミングを復習し、第１回 目に学んだロボットの仕組み と結びつけた。 こ うすることで、参加者に知識の定着と共に、より深い理解を求めた。 その後、子どもに深い学びを提供できるかどうかとい う視点で、前回考えた子どものミ ッションを再検討した。 その際、算数の教科に関連付けて考え直すこ とにした。 ロ ボッ トを壁に当たるぎりぎりまで走らせて止めるチ キンレース、ロボット の回転の角度を競 い合うゲーム、タッチセンサーを使い、壁に当たると止まり、回転して、元のところに 戻るゲームなどが検討 された。 ６回目は、白いところでは右回転、黒いところでは左回転することで黒い線上に沿っ て進むとい う「ライントレ ース」や、黒い線上は前進し、 白い ところに出ると左 右に回 転しながら黒のラインを探す「ながらライントレース」の考え方を学ばせた。 ２）指導案の作成 ５名が二つのグループ に分かれて、それぞれで指導案を作成した。その案を共同研究 者と共に吟味し、再度５名 が話し合って、図１の指導案を作成した。 この指導案の作成に当たり意識したことは以下の３つである。 １つめは時間である。小 学４年生が集中できるのは、せいぜい 学校の授業の２コマ と想定した。そこで学校の時間 割のリズムに合わせて、45 分、休憩10 分、そして45 分とい うようにロボット教室の時間 を考えた。 ２つめはアクティブ・ラーニングの視点を取り入れるこ とである。教えてもら う時間と自分たちが話し合って進める時間のバランスを考えると共に、競争したり、難易 度を自分たちで選べるようにしたりした（チ キンレース、スタンプ カードなど）。 最後は 評価の時間を組み入れることである。アンケートの時間をあらかじめ確保した。 ３）指導案に基づく教材研究・準備 ロ ボット教室に使う理科室を見学した後、２つのグループに分かれて準備をした。 １ つのグループ は、説明の際に用い るスライド と授業用原稿の作成を担当した（資料１、 資料２参照）。これには帝塚山ロ ボット教室を企画･ 運営した経験かおる２人があたった。 もう１つのグループ は、ロボットを走らせるコースの作成を担当した。 コースとして、 図２の蝶、ロケット 、車、家、星の５つを考えて作成した。また各コース上にロボット を走らせることができたらスタンプを押すために、スタンプカードや スタンプの絵柄も 検討した。 ２つのグループ は毎回、進捗状況を報告し合い、全体として統一感 かおるように指導 案の詳細を改善しつつ準備を進めた。 また評価として用いるアンケートについても、内 容を話し合い、検討して作成した。 この間、適時、筆者らが確認し指導を加えた。 ４）リハーサル パワーポイントや授業用原稿を元に、授業のリハーサルを行った。その後、授業につ いての話し合いを行い、それに基づいて修正を加えた。授業中の５名 の動きについても 共通理解を得た。授業 中に流すBGM についても最終決定した。 １ ２

帝塚山小学校 ロボット教室 ４年生指導案 １ 。 指 導 の ね らい ・プ ロ グ ラ ミ ン グ の仕 方 を 相 談 しな が ら 考 え 、 試行 錯 誤 し て 思 い 通 り に 動 か す こ とが で き る。 ・ 算 数 の 既 習 事 項 で あ る 図 形 や 角 度 に 関 連 させ な が ら 、プ ロ グ ラ ミ ン グ を 考 え る こ とが で き る。 ２ ． 本 時 案 限澗 授業 内容 子 ども の反 応 留 意点 準 備物 10 分 ○教 室 のﾉﾄ ル 確認 を する。 ・走 らな い り惧番を 守 る ・ロ ボ ット は両 手 で持 つ ・ロ ボ ット は床 で 動力吋-・話 をし っ かり 聞 く ・指 示 が あ る ま でロ ボ ッ ト を 触 らな い ○ロ ボ ット につ い て怩-す。 ･ 知 って い るこ と 、使 っ たこ とが ある こ とを 出 し合 う。 ○ ロボ ッ トの 定義 を知 る。 ・教 室のか づﾚ を 理解ﾅ る。 ・ロ ボ ット のイ メ ージや 知 っ てい るこ とを 発表 す る。 ・それ ぞれ の 体験 を 話す 。 ・興味 を持 っ て聞 く。 ・話を 聞く 。 リレャ レを碓認 し や すい よ うにプ ロ ジェ クター に 写す。 ･楽し く ロ ボッ トに 興味 を もた せ る よ うに する。 ・プ ロ ジェ クタ ー ・ パ ソコ ン ・USB めあて：ロボットを思111りに動かしてみよう ○今 日 の流 れを 説 明す る。 ・話を 聞く 。 ・見 通しを 持 つ。 ･今 回 使 うロ ボ ット と リン クさ せ な が ら言劭 澗 ける よ うに す る。 20 分 25 分 ○直 進 す る プ ロ グラ ミン グ を 説 明す る。 ①プ ロ グラ ミン グ の操 作を 説 明す る。 ・ス テ アリ ン グ ②直 進 のプ ロ グラ ムを 説明 す る。 ③ル ー ル の 確 認 をし て ロ ボ ッ ト を動 力す よ う指示 す る。 ④前 進 のプロ グラ ミン グを 駅 吏し て、 チ キン レー-スを行 う。 ･話 を 聞い てプ ロ グラ ミン グ を行 う。 ・ 不明 な点 を質 問 す る。 ･分か り べ=す い よ うに児 童の 反 応 を 見 なが ら説 明す る。 ・ケ ーブ ル の向 きを 確 認す る。 ･ダ ウン ロー ド の仕 方を 間違 え な い よ う声 をか ける 。 ･ ノレヴ レを 守る よ う呼 びか け る。 ・パ ソコ ン(子 ど も用) ・ケー ブル ・マ ウス ・ロ ボッ ト ・ド ミノ 30 分 ○後 進 のプ ロ グラ ミン グを 考 える。 ･プ ロ グラ ミ ングを 考 え､ 動 かし て み る よ う指示 す る。 ･話 し合 い なが らプ ロ グラ ミ ング を考 える 。 ・実際 に 動か す。 ・ノレール の 確認 をす る。 ・進 行 速度 を確 認す る。 45 分 ○前 進し て90 度 のプ ロ グラ ミ ングを 考 える 。 ・プ ロ グラ ミ ングを 考 え､ 動 かし て み る よ う指示 す る。 ･話 し合 い なが らプ ロ グラ ミ ング を考 える 。 ・実際 に 動か す。 ・ノレバ レの 確認 をす る。 ・進 行速 度 を確 認す る。 侑 鬯(10分) 10 分 ○正方 形 のプ ロ グ ラ ミン グを 考え る。 ・同 じ 位 置 に 帰 って く る よ うにプ ロ グ ラ ミン グを 考 える よ う指示 す る。 ･話 し合 い なが らプ ロ グラ ミ ング を考 え る。 ・ 実際 に 動か して 調 整す る。 ・ノレヴ レの 確認 をす る。 ・進 行速 度 を確 認す る。 ･多 少 の 誤差 は 大丈夫 で あ るこ と を伝 え る。 35 分 ○ コー ス を 走 るプ ロ グラ ミ ン グ を 考 え る。 ・幾 つ か の コ ー スか ら 好 き な も のを 選 ん で プ ロ グ ラミ ン グ を 考 え る よ う指示 する。 ･好 き な コー スを走 る た めのプ ロ グ ラ ミ ン グ を 話 し 合 い な が ら 考 える。 ・ 実際 に 動か して 調 整す る。 ・ル ール の 確認 をす る。 ・進 行 速度 を確 認す る。 ・難 易 度ご とに 点数 を設 定 す る。 ・コース 45 分 ○ま と め ・学 習 し た プ ロ グラ ミン グ の 確 認を す る。 ・ア ン ケー トを 取 る。 ・学習 し たこ とを 振 り返 る。 ・ア ンケ ート 図 １ ． 作 成 さ れ た 指 導 案 13

①往[詣ﾕ谷 ☆

図 ２  作 成 さ れ た ５ つ の コ ー ス Ⅲ 。 ロ ボ ッ ト 教 室 の 実 践 平 成29 年12 月２日 （ 土 ）10:30 ∼12:00 に 帝 塚 山 小 学 校 第 ２ 理 科 室 に て ロ ボ ッ ト 教 室 を 実 践 し た 。 当 時 の 様 子 を 写 真 で 示 す 。 教 室 の ス タ ー ト プ ロ グ ラ ミ ン グ を学生 が 支 援 コ ー ス （ 車 ） に 沿 っ て 走 ら せ る プ ロ グ ラ ミ ン グ 開 始 チ キ ン レ ー ス に 挑 戦 ミ ッ シ ョ ン ク リ ア で ス タ ン プ カ ー ド 14

Ⅳ 。 実 践 の 振 り 返 り 実 践 の 振 り 返 り は ２ つ の 方 法 で 行 っ た。 そ の １ つ は 、 ア ン ケ ー ト を 用 い た 振 り 返 り で あ る。 こ れ で は 、 子 ど も た ち に 何 か 身 に つ い た の か を 数 値 と し て 示 す 。 も う１ つ は 、 実 践 者 の 話 し 合 い で あ る 。 数 値 に で き な い 部 分 は 、 こ の 話 し 合 い で 捉 え た。 １ ）ア ン ケ ー ト を 用 い た 振 り 返 り （ １ ） 方 法 ① 参 加 者 ： 帝 塚 山 小 学 校 ４ 年 生 で ロ ボ ット 教 室 に 参 加 し た27 名 が 研 究 に 参 加 し た 。 ② 材 料 ： ロ ボ ッ ト 教 室 の 後 に 、 プ ロ グ ラ ミ ン グ に 対 す る ロ ボ ッ ト 教 室 の 効 果 を 測 定 す る た め に 図 ２ に 示 す ８ 項 目 を 選 ん だ 。 そ し て 、 こ れ ら の 項 目 に 対 し て 、「 今 の あ な た は 、 次 の こ と が ど の く ら い で き ま す か 。 １ か ら ５ の 数 字 の ど れ か １ つ に ○ を つ け て く だ さ い 」 と し て 「 １ ： ま っ た く で き な い 」 か ら 「 ５ ： 他 の 人 に 教 え ら れ る 」 ま で の ５ 段 階 尺 度 を 示 し た 。 さ ら に 、 ロ ボ ッ ト 教 室 開 始 前 の 状 態 を 回 想 的 に 調 べ る た め に 「 こ の ロ ボ ッ ト 教 室 に 参 加 す る 前 の あ な た は 、 次 の こ と が ど の く ら い で き ま し た か 。 １ か ら ５ の 数 字 の ど れ か １ つ に ○ を つ け て く だ さい 」 と し て 同 じ ５ 段 階 尺 度 を 示 し た 。 ま っ た く で き な い 少 し で き る ま あ ま ま で き る 完 全 に で き る 他 の 人 に 教 え ら れ る ア ロ ボ ッ ト の 共 通 点 を 知 っ て い る １ ２ ３ ４ ５ イ プ ロ グ ラ ム を 使 っ て 、 ロ ボ ッ ト を 前 進 さ せ る １ ２ ３ ４ ５ ウ プ ロ グ ラ ム を 使 っ て 、 前 進 し て い る ロ ボ ッ ト を 止 め る １ ２ ３ ４ ５ 工 プ ロ グ ラ ム を 使 っ て 、 ロ ボ ッ ト を １ 秒 間 前 進 さ せ る １ ２ ３ ４ ５ オ プ ロ グ ラ ム を 使 っ て 、 ロ ボ ッ ト を ち よ う ど の 距 離 だ け 前 進 さ せ る １ ２ ３ ４ ５ 力 プ ロ グ ラ ム を 使 っ て 、 ロ ボ ッ ト を あ る 距 離 だ け 後 ろ に 進 め る １ ２ ３ ４ ５ キ プ ロ グ ラ ム を 使 っ て 、 ロ ボ ッ ト を 正 方 形 に 走 ら せ る １ ２ ３ ４ ５ ク プ ロ グ ラ ム を 使 っ て 、 ロ ボ ッ ト を 思 い 通 り に 走 ら せ る １ ２ ３ ４ ５ 図 ２ ． 本 研 究 で 用 い た ５ 段 階 尺 度 ③手 続 き ： ロ ボ ッ ト 教 室 の 最 後 の 時 間 に 配 布 し 、 回 収 し た 。 ２）結果 表１は教室前後の５段階評定の平均と標準偏差並びにその レ 検定結果を示したもので ある。 ８項目中、５項目で有意差が見られた。効果量ｒを計算したところ、いずれも中 程度であることが示された。図２に示したように、平均値は高得点ほど「できる」であ る。そこで、ロ ボット教室の経験により、次の５つの能力が伸び るこ とが明らかになっ た。 １ ５

( イ) ( エ) ( オ) ( 力) ( キ) プ ロ グ ラ ム を 使 っ て 、 プ ロ グ ラ ム を 使 っ て 、 プ ロ グ ラ ム を 使 っ て 、 プ ロ グ ラ ム を 使 っ て 、 プ ロ グ ラ ム を 使 っ て 、 ロボットを前進させる ロボットを１秒間前進させる ロボットをちょうどの距離だけ前進 させる ロボットをある距離だけ後ろに進める ロボットを正方形に走らせる 表 １ ． ロ ボ ッ ト 教 室 の 前 後 の プ ロ グ ラ ミ ン グ の 理 解 度 の 比 較 教 室 後( 今) 教 室 前 検 定 結 果 効 果 量 「 Mean SD Mean SD ｔ df ｐ ア ロボットの 共 通 点を知っている 4.0 0.9 3.7 1.1 1.19 26 0.247 イ プロ グラムを 使って、ロ ボットを前 進させ る 4.3 0.7 3.7 1.4 2.21 26 0.036 0.398 ウ プロ グラムを使って､ 前 進しているロ ボッ トを止 め る 4.2 0.8 3.9 1.2 1.16 26 0.256 工 プロ グラムを 使って、ロ ボットを1 秒 間 前_{進させ る} 4.3 0.7 3.6 1.4 2.28 26 0.031 0.408 オ プロ グラムを使って､ ロボットをちようど の 距 離 だ け前 進させ る 4.0 0.8 3.4 1.5 2.45 26 0.021 0.433 カ プロ グラムを使って、ロボットをあ る距 離 だけ 後ろに 進 め る 3.8 0.8 3.2 1.4 2.50 26 0.019 0.440 キ プロ グラムを使って、ロボットを正 方 形 に 走らせ る 4.3 0.7 3.4 1.5 2.80 25 0.010 0.489 ク プロ グラムを使って、ロボットを思い 通り に 走らせる 3.3 1.0 3.1 1.4 1.54 25 0.136 ２ ） 話 し 合 い に よ る 振 り 返 り 反 省 と し て 次 の 事 項 が 話 し 合 わ れ た。 ・ コ ー ス が 多 く 、 コ ー ス を 走 ら せ る 時 間 が 足 り な か っ た 。 ・ 廊 下 に も コ ー ス を 設 置 し た が 、 廊 下 に 行 く グ ル ー プ が 少 な か っ た 。 ・ ９ ０ ゜ 回 転 の 意 味 が 分 か っ て い な い 児 童 が 多 か っ た。 ・ 朝 の 準 備 の 時 間 が か か り 、 ハ タ ハ タ し た。 ・ ス ム ー ズ に 進 ん だ た め 、 反 復 処 理 （ ル ープ ） の 指 導 を 取 り 入 れ て も よ か っ た 。 ・ 休 み 時 間 の 間 に ス タ ン プ を 押 し た り 、 コ ー ス を 作 っ た り し た が 、 時 聞 か 足 り ず ハ タ ハ タ し た 。 ・ ロ ボ ット の 作 動 方 法 が 分 か ら ない 児 童 が い た 。 Ｖ。総合考察 本研究には２つの意義かおる。そ の１つは、大学生が小学４年生にプログラミング教 育として授業を実施し、成果を上げたことである。研究に参加し 九大学生はプログラミ ングが専門ではない。工学を学んでいるわけではない。 ロ ボットやプログラミングに関 する知識や技術は工学系の大学生には全く及ばない。「けじめに」で引用した研究の実践 者とは雲泥の差かおる。 それにもかかわらず小学生に対するプロ グラミング教育の一端 を担ったのである。こ のことは、教育に必要なのは教科内容の知識ではなく、「授業を想 16

定した教科内容知識」(Bransf ordら、2002) であることを裏付けるものである。 2017 年、教育職員免許法が改定され、教育職員免許状を取得するのに、教科に関する 科目ではなく、教科及び教職に関する科目を履修することになった。「授業を想定した教 科内容知識」の重要性が認識 され、法律を動かしたのである。子どもは変わらなくても、 子どもを取り巻く社会は変わっていく。教員にはその変化に対応し、適切な授業を展開 していくことが求められる。 もう１つの意義は、指導案を示したことである。「学習活動を計画的に実施」するため には、指導案は必要不可欠である。また指導案があれば、免許を持つ 教員であれば、ほ とんどの授業が実施可能である。今後、このような指導案が数多く実践報告論文として 示されるならば、プログラミング教育は誰にでも可能になり、子どもの論理的思考力が 付いていくと期待される。 こ れこそ、清水（2001）が予想した、研究と教育の間の「も ちつもたれつ、ともに歩む」関係へのステップである。 引 用 文 献

Bransford, JD. 、Brown, AL, Cocking, RR. (Eds.) How people learn: brain, mind, eχperience, and school. 森 敏 昭 ・ 秋 田 喜 代 美( 監 訳)  授 業 を 変 え る  認 知 心 理 学 の さ ら な る 挑 戦  北 大 路 書 房 、p.195 、2002 原 田 康 徳 ： プ ロ グ ラ ミ ン グ 言 語 ビ ス ケ ッ ト を 用 い た 基 礎 と し て のプ ロ グ ラ ミ ン グ 教 育 の 提 案 と 実 践 、 デ ジ タ ル プ ラ クテ ィ ス 、6 、pp.105-111 、2015.4 原 田 康 徳 ： プ ロ グ ラ ミ ン グ 入 門 を ど う す る か ：２． 小 学 生 に 分 か る コ ン ピ ュ ー タ サ イ エ ン ス と し て の プ ロ グ ラ ミ ン グ 教 育 −ビ ス ケ ッ ト を 用 い て 、 情 報 処 理 、57 、pp.344-348 、2016.3 原 田 康 徳・ 勝 沼 奈 緒 実・ 久 野 靖： 公 立 小 学 校 の 課 外 活 動 に お け る 非 専 門 家 に よ る プ ロ グ ラ ミ ン グ 教 育 、 情 報 処 理 学 会 論 文 誌 、55 、ｐｐ.1765-1777 、2014.8

IlKyu Ｙｏｏｎ、JongHye Ｋｉｍ、WonGyu Lee : A Study of Logical Operation in Programming

Education Based on Elementary Student's Scratch Programming Tasks 、 情 報 教 育 シ ン ポ ジ ウ ム2009 論 文 集 、2009 、pp. 153-158 、2009.8 河 原 和 好：ﾉ｣ヽ学 生 を 対 象 に し た プ ロ グ ラ ミ ン グ 教 育 に つ い て 、新 潟 国 際 情 報 大 学 情 報 文 化 学 部 紀 要 、3 、ｐｐ.27-35 、2017.4 森 秀 樹 ・ 杉 澤 学 ・ 張 海 ・ 前 迫 孝 憲:Scratch を 用 い た 小 学 校 プ ロ グ ラ ミ ン グ 授 業 の 実 践 ： 小 学 生 を 対 象 と し た プ ロ グ ラ ミ ン グ 教 育 の 再 考( 教 育 実 践 研 究 論 文)、日 本 教 育 工 学 会 論 文 誌 、34、 pp.387-394 、2011 室 谷 心：授 業 実 践 報 告ﾉ｣ ヽ学 生 にプ ロ グ ラ ミ ン グ を 教 え る 、松 本 大 学 研 究 紀 要 、pp.269-281 、2013 佐 藤 誠 子 ： 教 授 学 習 場 面 に お け る 具 体 物 の 利 川 と そ の 課 題 一 算 数 ・ 数 学 学 習 に 焦 点 を 当 て て ー 、 東 北 大 学 大 学 院 教 育 学 研 究 科 研 究 年 報 、62 、2 、pp.227-239 、2014.6 清 水 益 治 ： 認 知 発 達 と 教 育一 大 き さ の 比 較 判 断 に 関 す る 発 達 モ デ ル 、 森 敏 昭 編 著 ・21 世 紀 の 認 知 心 理 学 を つ く る 会  認 知 心 理 学 を 語 る 第 ３ 巻  お も し ろ 思 考 の ラ ボ ラ ト リ ー 、 北 大 路 書 房 、 pp.201-223 、2001 若 菜 啓 孝：小 学 生 を 対 象 と し た プ ロ グ ラ ミ ン グ 教 育 に つ い て 、長 崎 大 学 大 学 教 育 イ ノ ベ ー シ ョ ン セ ン タ ー 紀 要 、7 、pp.35-40 、2016.3 山 本 利 一 ・ 鈴 木 航 平 ・ 岳 野 公 人 ・ 鹿 野 利 春 ： 初 等 教 育 に お け る タ ブ レ ッ ト を 活 用 し た プ ロ グ ラ ミ ン グ 学 習 の 提 案 、 教 育 情 報 研 究 、33 、pp.41-48 、2017.2 本研 究は 、平 成29 年 度 学校 法人 帝 塚山学 園 特別研 究費（ 研 究課題 ：プ ロ グ ラミン グ教育 が 可 能な 学 生を 育て る試 み一 実 践ロ ボッ ト 教室を 活 用し た学 び の可 視化（2 ）− ）に基づ く も ので す。 関係 者 と参加 者 、協 力者 に 記し て感 謝い たし ま す。 １ ７

資 料 １  説 明 に 用 い た ス ラ イ ド （ 抜 粋 ） 約 束 と お 願 い 1.走らない 2.順番を守る       ● ● y 3.ﾛ ﾎﾞｯﾄは両手で持つ ￣ 4.ﾛ ﾎﾞｯﾄはゆかで動かす 5.お 舌をしつかり聞く    奢  ／ ﾙ 6.指じがあるまでﾛﾎﾞｯﾄをさわらない      卜 ど んなロボットを ズ      知 つてい ます か ？ レ    li

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ロ ボ ット の 共 通 点 感じる部分  考える部分  勵く部分 卜 回万万ご･ χ ｾﾞS･y ﾚ ｾﾝｻｰ  ｺﾝ ﾋﾟｭｰﾀ くどうきこう  ﾚ 今 日 使 うﾛ ﾎﾞｯﾄ は ﾚ ｺﾞﾏｲﾝ ﾄﾞｽﾄｰﾑEV3 感じる部分  考える部分  動く部分 ﾚj 吋] を 〕,, ， 今 日 の 流 れ 丶,k il ･プﾛグラミング 前に進む ･チキンレース ･プログラミング 90 度回転 正方形を作る ･コースを走る ･ロボット教室のまとめ ･アンケーﾄ ﾌﾟﾛ ｸﾞﾗﾐﾝ ｸﾞ! プ i 目 ⑤ ルy  ご 匸 ﾛ ﾎﾞｯﾄ の 電 げ ん を 付け よう レ 希 ， ， 才  前にま ゛s) 字叉≒J?七ふ みよう! レ       ト

网Ｆ 蕪竏

］ ﾃｷﾝﾚ ￣ 爻ごごJﾗSﾓし んしょぅ! レ     ￨ ， チ キ ン レ ー ス の ル ー ル 1. スタートの線にﾛ ﾎﾞｯﾄを置く ↓ 2. ブ゜ｯｸに当たらない I ヽ 3. ﾌﾞﾛｯｸ に近い所でﾛ ﾎﾞｯﾄを止めて､ 審判に ﾚOK をもらえればﾐｯｼﾖﾝｸﾘｱ ﾄ く × 力 -n･ ｀ ） 琴冫 -チ キンレ ー ス ができ たグ ル ープ 棊 前 に まつすぐ 進ん で90 度 回 転して 生       み よう！ ﾚ 正 方 形 をｲ 愿｡ み よう！   レ ラ ストミッション 、     コ ー ス の 中 の 図 形 を ］     走 ら せ て み よ う ！ レ     レ それぞれの絵に隠れている形を走らせよう ある形      2 種類 ・ 角形 ･ 台杉 ･ 四角形 ･ ひし形 ｊ  ･ 五角形  一円 ﾚ “ 六角形  “円゜半分

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資 料 ２  授 業 用 原 稿 時 間 パ ワ ポ 原 稿 ＴＬＯ：３０ ① 開 催 の 挨拶 自己 紹 介 皆 さ ん、お は よ う ござ い ま す。 帝 塚 山ロ ボ ッ ト 学 習 教 室 へよ うこ そ。 本 口進 行 を 務 め させ て い た だ き ま す 、 ○○ で すo よろ し くお 願い し ます 。 ② 約 束 とお 願 い こ れ から ロ ボッ ト 教 室 を 始 める に あ た っ て 皆 さ んに お 約 束 し て ほ しい こ とが あ りま す １ つ 目。 教 室は 決 し て 広 くあ りま せ ん｡ 走 る と 他 のお 友 達 と ぶ つ かっ てけ がを し た り 、 パ ソ コ ン や ロ ボ ッ ト に ぶ つ か っ て 落 と し て し ま う と壊 れ て し ま っ た り し ま す。 そ の た め 教 室 内で は 走ら ず に 歩い て移 動 す る よ うにし ま し よ う。 ２ つ 目。 ロ ボ ット はお 互い 譲 り 合っ て 順 番 に動 かし て い く よ うにし ま し よ う。 ３ つ 目。 ロ ボ ット は 落 と す と壊 れて し ま うので 、必 ず 両 手 で 運 ぶ よ うに し 寓し よう。 ４ つ 目。 机 で 動 か し て 床 に 落 とし て し ま うと壊 れ て しま い ま す 。 動 か す時 は必 ず 床 で 動 かし ま し よ う。 ５ つ 目。 私た ちが 話 し てい る とき は 、 ロ ボッ ト を 触 る の をや め 、 し っ か り 話 を 聞く よ うに し ま し よ う。 ６ つ 目。 ロ ボ ット は 私 た ち が 触っ て よ い とい う まで は 触ら ない よ うに し ま し よ う。 以 上 ６つ のこ とを 守 り 、 楽し い 教 室に し ま し よ うo ③ ス タン プ カ ード の 説 明 皆 さ んの 机 の 上 に こ の よ うな スタ ンプ カ ー ド は あ り ます か ？ ス タン プ カ ー ド に 班 と名 前を 書い てお きま し よ う 班は 机 の 上に 置 か れて い る 数 字 カ ー ド を確 認 し て く だ さい こ の スタ ン プカ ー ドは こ の教 室 で だす ミ ッ ショ ン を １ つ ク リ ア す るご とに ス タン プ を １ つ 押 し ま す 前 半 の分 の ス タン プ は 、 休 憩 の 時 間 に ま と めて 押 し ま す ④ ロ ボ ット を 見た こ と はあ りま す か ？ そ れで は 、 ロ ボ ッ ト 教 室を 始 め たい と 思い ま すo とこ ろ で み な さ ん 、ロ ボ ット っ て 見た こ とあ り ま す か ？ 見た こ と が あ る よ とい う 人は 手 を あげ てく だ さい。 たく さん の 人 が 見 たこ と があ る み たい です ね ⑤ ど ん な ロ ボ ット を 知っ てい 圭す か ？ では 、 ど ん な ロ ボ ッ トを 知 つ てい ます か。 誰 か 教え て く れ る 人 ⑥ ロ ボ ット イ ラ スト 色々 な 種 類 の ロ ボ ット かお る こ と が 分 かり ま し た ね ( 以 下 省 略) 19