女子を対象としたプログラミング・ワークショップの実践と定性調査

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【研究論文】

女子を対象としたプログラミング・ワークショップの実践と定性調査

Practical and Survey Report of a Programming Workshop for Girls

甲村美帆

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KOMURA Miho

†1 要旨：小学生向けプログラミング・ワークショップにおいて，女子児童を対象として実施された調査を報告する．本研究では，ワークショップに参加した女子児童の活動の観察と半構造化インタビューによって，定性的なデータを得た．その結果，本事例の女子児童では，プログラミング学習に対する興味関心はインタラクティブな反応制御よりも，イラストの描画や動画制作に向けられていたことが示唆された．また，児童がプログラミングを学習する過程において生じたつまずきとして，時間制御や細かな順次処理の困難さを指摘した．キーワード：プログラミング教育，小学生，ジェンダー・ギャップ，Scratch

Keywords： Programming Education，Elementary School Students, Gender Gap，Scratch

1 はじめに

2020 年度の新学習指導要領から小学校でのプログラミング教育が必修化され，続いて中学校，高等学校でも順次導入が予定されている．一連のプログラミング教育必修化のねらいを，文部科学省は“情報活用能力”を構成する資質・能力の育成，としている 1)_．情報活用能力とは，“知識および技能”“学びに向かう力，人間性等”“思考力，判断力，表現力等”の資質・能力で構成され，そのうち“思考力，判断力，表現力等”がプログラミング的思考に相当すると考えられている．文部科学省による小学校プログラミング教育の手引では，プログラミング的思考とは“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わせが必要であり，（中略）記号の組合わ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”（p.9）だと説明されている1)_．一方，総務省も地域IoT 実装推進事業においてプログラミング教育の重要性を説いている 2)_{．同省は，} 文部科学省と同様にプログラミングの高度な技術者を直接育成しようとするのではない，としつつも，プログラミング学習に対する動機づけと継続を通して“将来の高度 ICT 人材としての素地の構築・資質の発掘” （p.1）を図ることを意図している 3)_{．企業が求めるプロ} グラミング人材のニーズに言及していることからも，青少年に対するプログラミングあるいはコード記述そのものへの興味喚起と人材育成を，明確に視野に入れている様子がうかがえる．以上のような政府の取り組みが一助となり，IoT や AI などへの社会的な関心の高まりもあって，営利・非営利を問わず，教育関係団体が提供するプログラミング教室や講座が 2013 年ごろから増加していることが，総務省の報告（p.19）に著されている 3)_{．また教室や} 講座への参加児童・生徒は，小学校４年生～６年生が最も多い．その一方で，同報告書では男女差についても触れられている．同報告書では教育関連団体 25 団体にヒアリングを実施しているが，受講者は 25 団体中21 団体で男子の比率が高く，うち 11 団体は男子比率が 8 割を超えるという回答であった．任意のプログラミング教室への参加は男子が優勢であるというこの状況は，他の研究報告でも見られ，2017 年の岡崎らの実践と調査においても，プログラミング体験イベントに参加した小学生は男子13 ないし14 名に対し，情報教育 Vol. 2 2020 Research Report of Informatics Education Vol. 2 2020 pp.17-23

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女子は4 ないし 5 名であり，2 倍から 3 倍程度の偏りがある4)_．このような，プログラミングあるいはコンピュータ・サイエンスに関わる男女の偏りは，国や文化を超えて共通した現象でもある．たとえば，OECD が 2012 年に 15 歳（15 歳 3 か月から 16 歳 2 か月）の男女を対象に行った調査データでは，幼少期からのジェンダー・ギャップが報告されている 5)_．_{6 歳までにコンピュータ} を使ったことがある男子は OECD の平均でおおよそ 35%であり，女子はそれよりも 8.3%低く，30%を下回る．デンマークやイスラエルの男子は 60%を超えるが，女子は 50%前後にとどまる．程度の差こそあれ，このようなジェンダー・ギャップは42か国中39か国で観察されている．ただし日本は調査当時，幼少期からのコンピュータ使用率が 15%を下回り，OECD の中でも最下位である．そのためか，この点について日本では顕著な男女差は見られない．この男女差が生起する理由として，そもそもの興味関心が男女では異なる傾向を有することも，その一因だと考えられる．OECD は，コンピュータの使用目的として，テレビゲームやコンテンツのダウンロード・アップロードが男子に多く，ソーシャル・ネットワーキングへの参加が女子に多いことを報告している 5)_．男子は女子よりもテレビゲームへの嗜好が高い，という傾向は各国に共通している可能性がある．以上のような，プログラミング教室や講座に参加する男女の数の差異，および興味関心の多様性に鑑みると，これからのプログラミング教育を考えるためには，このようなジェンダー・ギャップを解消するための具体的な施策につながる知見を得た方が良いのではないかと考えた．実際に現場の教育関係団体からも，課題として“女子が参加しにくいイメージを持たれている” （p.70）点が挙げられており 3)_{，そもそも女子がプログ} ラミング教室に参加すること自体がハードルあるいはボトルネックになっている可能性が指摘されている．本研究ではこのような状況を受けて，女子児童の興味を喚起し，プログラミングに挑戦する動機を与えるカリキュラムを構築するための定性的な知見と課題を提供することを目的とした．具体的には，プログラミング・ワークショップを開催すると同時に，参加した児童に対して定性調査を実施し，女子児童の興味関心および学習の状況を検討することとした．

2 ワークショップ

対象となるワークショップは，2019 年 8 月 20 日~22 日に，群馬県立女子大学のコンピュータルームにおいて実施された．ワークショップは株式会社 NSP 群馬が主催し，群馬県立女子大学の後援により開催された．

2．1 児童の募集方法

主催事業者の呼びかけによって参加児童が募集された．募集は主に，主催事業者が運営する水泳教室とSNS を通じて呼びかけられた．募集段階でワークショップの対象児童は小学校4 年生から 6 年生であることを明記したが，性別は限定しなかった．応募書式には，ワークショップでは写真撮影を行うこと，およびワークショップが研究の一環であることに関する説明を記述し，あらかじめ保護者に周知した．保護者はワークショップの参加とは無関係に，写真撮影あるいは研究参加への同意・不同意を自由に決定することができた．

2．2 参加児童

ワークショップに参加した児童は 3 名であった．女子大学での実施であったためか全員が女子であり，4 年生が1 名，5 年生が 2 名であった．5 年生の 1 名はプログラミング体験イベントに参加した経験が1 度あった．2 名はプログラミングに触れること自体が初めてであった．

2．3 ワークショップの実践内容

使用するプログラミング環境として，本ワークショップでは Scratch（スクラッチ）を用いた．Scratch はマサチューセッツ工科大学で開発されたビジュアル型プログラミング言語であり，マウス操作でコードを組み合わせるため，キーボード操作をほとんど必要としない．基本的にはテキストによる文法を意識する必要がなく，ブロックを積み重ねる感覚でスクリプトを記述することができる．本ワークショップではインターネットに接続した環境で，参加児童一人につき1 台の Window10 端末を使用し，Web ブラウザ上で Scratch を操作した．なお，ワークショップに保護者が帯同できた場合には，研究の内容と実施方法について書面と口頭で詳しい説明が行われた．説明後に保護者からの同意が得られた児童2 名のデータのみを研究対象とした．児童 1 名については保護者が帯同しなかったため，研

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究対象とはなっていない． 3 日間のワークショップは，次の通り構成された．すべての日程において実施時間は90 分であった． 2．3．1 1 日目：基本操作 ~ ミッション入門編アイスブレイクとして，まずコンピュータを使わずに，カードを用いてコードを組み合わせる体験学習を行った．カードはワークショップの講師である筆者があらかじめ準備した，ビジュアル型プログラミング言語のブロックを模したものであった．コードやスクリプトの概念を理解できたあとで，Scratch の基本操作を学習した．操作の対象となるステージ，コードエリア，背景，スプライトと呼ばれるキャラクター画像の説明を行い，実際にステージ上にスプライトを配置した．ブロックの基本操作を学習し，実行ボタン，ブロックの削除，スプライトの初期位置への戻し方等を実践した．続いて，「ミッション」と題した演習形式の学習を行った．初日は基本操作を習得するための入門編であった．あらかじめ講師が作成しておいたプロジェクトをステージに読み込み，講師によって指示された動作をスプライトが遂行できるよう，ブロックを組み立てた． 2．3．2 2 日目：ミッション初級編「ミッション初級編」と題された2 日目には，6 つのプロジェクトと，それに対応する，ミッションと呼ばれる課題があらかじめ講師によって用意された．各ミッションは基本的には1 つの背景と 1 つのスプライトで構成され，短いスクリプトで完遂できるようになっていた．ただし，6 つのミッションで求められるスクリプトの内容が異なっており，「拡大，回転などの動きの制御」「コスチュームと呼ばれるスプライトの外観の入れ替え」「マウスクリックに対する反応制御」「背景の制御」「音・音楽の制御」「複数のスプライトの制御」を目的としていた．素材には，オウムなどの動物，星などのシンボル，人物などを設定した．参加児童はプロジェクトの画像とミッションが書かれた 6 枚のシートを見て，各自の好みに応じてどのミッションから取り組んでも良い，と説明された．ミッションに取り組んでいる間は，講師はスクリプトの説明はしない．参加児童の後ろから見守り，質問があれば対応し，困っている様子があれば適宜声をかけるようにした． 2．3．3 3 日目：ミッション中級編最終日は，「自分CM を作る」と題し，2 日目までに学習した短いスクリプトを組み合わせて，インタラクティブな映像を作成することが課題であった．講師が作成した CM 映像例を見せたあと，参加児童には自由に発想してもらい，創作活動を行った．2 日目と同様に，講師の主な役割は児童へのアドバイスおよび質問への対応であった．

3 定性的データ収集

以上の 3 日間のワークショップを通して，参加児童のプログラミング学習を支援するとともに，データの収集を行った．参加児童が少数であったため，児童の作業過程の観察，およびワークショップ前後に半構造化インタビューを実施し，データを収集した．表 1 インタビュー項目

3．1 観察

2 日目および 3 日目のミッション初級編および中級編の取り組みについて参加児童の学習過程を観察し，配置したスプライトや背景，ブロックの扱い方，音源への興味，つまずきについて記録を行った． 1 日目（ワークショップ前）プログラミング経験の有無参加のきかっけプログラミングへのイメージ電子媒体でのゲームの利用頻度好きな遊びやスポーツ好きな教科 1 日目（ワークショップ後）プログラミングへのイメージの変化楽しかった点困難さを感じた点 2 日目（ワークショップ後）ミッションへの感想面白さを感じた課題，そうではない課題演習形式の学習「ミッション」への評価 3 日目（ワークショップ後）作品への満足度当初作りたかった作品イメージ困難さを感じた点 Scratch をまた使ってみたいかプログラミングを使って将来行ってみたいこと

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3．2 半構造化インタビュー

参加児童に半構造化インタビューを行った．インタビューの質問項目は表1 の通りであった．インタビュアーは講師であった．設定された質問項目について聞き取り，児童の回答を受けてさらに発展させた質問を行った．インタビュー時間はそれぞれ 5 分程度であった．インタビューはIC レコーダを用いて録音され，のちに文字化を行った．

4 結果

ミッションと呼ばれる演習形式の学習過程を観察し，インタビューを行った結果，次のような傾向が得られた．

4．1 観察

基本操作の学習後，2 日目に児童はミッション初級編に取り組もうとするが，表示されるスプライトや背景を選択すること自体に興味が移り，さまざまなスプライトをステージに並べて楽しむ，という活動が見られた．児童によっては自分からブロックを組み立ててコードを記述する様子がなかったため，講師が声掛けをすると，背景を変化させるコードに興味を持った．ミッションで用意した背景ではなく，自身が選んだ背景とスプライトを使用し，講師のアドバイスを得ながらコードを完成させた． 3 日目のミッション中級編では，作品制作に取り掛かる前にラフデザインを作る，という講師からのアドバイスがあったものの，その作業を経ずに，全員がまずスプライトあるいは背景を選定することから取り掛かった．Scratch に用意されたスプライトから選ぶ児童，自分で描画しようとする児童に分かれた．ミッション中級編で設定されたテーマ「自分 CM」へのこだわりは見られなかった．当初はテーマ通り「自分に似たスプライト」を探していた児童も，時間の経過とともに自分CM というテーマとは無関係なスプライトを探すようになり，うさぎに行き着いた．テーマから思考を巡らせるのではなく，好みのスプライトや背景を探すことを通して作品をイメージしたり，制作への意欲がわくようであった．図 1 は，ミッション中級編で児童が制作した作品のステージとコードエリアの一部である． (a)と(b)は別の児童のものであるが，共にうさぎのスプライトを使用している．(a)は当初，背景をすべて自分で描画しようとしたが，途中で人参だけの描画に切り替えた．(b)は，吹き出しにテキストだけでなく，絵文字が使われている．続いて，Scratch の扱い方やブロックの組み立てにおいて，とりわけ困難さが見られた次の 4 点について述べていく．第 1 に，元に戻す処理に戸惑う場面が見られた．スプライトの大きさを変えたあと，もとの大きさに戻せない，コスチュームを変更後，元に戻せないなど，ブロックを使って試行錯誤するも，独力での解決は困難であった．第 2 に，時間制御に困難さを覚えるようであった．「〇秒待つ」ブロックを使うことは理解していたが，いつ・どこに挿入すると想定した動きになるのか予測することが難しいようであった．自身の作品においてスプライトの動作の速度を調整したいときには，ブロックの挿入と削除を繰り返しながら何度も試行していたが，最終的に意図した速度にならないことも多々あった．一度，想定した動きや速度をうまく実現できることがあっても，そのアルゴリズムを汎化させ，他の動きにも適用するには至らなかった．また，音源を挿入する際，音の持続時間やタイミングを調節する作業も困難な様子であった． (a) (b) 図1 ミッション中級編で制作された作品の一部 (a)(b)はそれぞれ別の児童のもの

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第3 に，細かな順次処理を制御できなかった．たとえばうさぎが跳ねる動作を作るには，「回す」「動かす」「逆方向に回す」「待つ」といった動きを制御するブロックを順序良く組み合わせる必要があるが，これらの組み合わせの試行錯誤から抜け出すことができなかった．ブロックを試行的に置いてみた結果，意図した動きと異なっていても，なぜ想定した動きと違うのかを考えることは難しいようであった．その結果，意図した動きと異なっていても，自分なりに動きの妥協点を見つけて完成とする，という作業過程が見られた．その一方で，簡単な繰り返し制御に関しては，困難を感じた様子は見られなかった．最後に，不要なブロックを片づける作業をないがしろにしがちであった．コードエリアにブロックを並べるものの，意図した動作が得られなければ，ブロックを戻すことなく新たなブロックを追加するため，コードエリアに置かれたままのブロックを適当に組み合わせる，という操作をしがちであった．

4．2 半構造化インタビュー

ワークショップ前後のインタビューからは，主に参加児童の動機と興味関心を聞き取ることができた．なお本節のかぎ括弧内は，児童の発言のまま記載する．ワークショップ参加のきっかけは保護者の声かけであった．プログラミングについての事前知識がなかった児童も，「楽しそう」と興味を持って参加していることが分かった．演習形式の学習であるミッションを実施したあとでは，スプライトの「形を変える」「背景やスプライトが動いた」点に興味を持っていた．自分CM の制作に関して，作りたい作品のアイデアがあったかどうかを質問したところ，児童が回答に苦慮している様子がうかがえた．質問を重ねてみると，制作したい作品のイメージやアイデアがない状態から，さまざまなスプライトをステージに並べ，操作しているうちに「跳ねさせたい」「ポーズをとる」といった動きに思い至ったとのことであった．制作するにあたって児童が好ましいと思う作品としては「落ち着けた」「いろんな音の入っ」たものが良い，という印象を持っていた．プログラミングで困難さを感じた点について，1 名の児童は「（〇秒）待つ」ブロックの制御だと回答した．また，音の繰り返し回数の調節も困難だった，と答えた．この点は4.1 の観察結果を追認する回答である．他の児童は，はっきりと，困難さを感じた点は「ない」と回答した．ただし（講師に分からない箇所を）「教えてもらえば，ない」と付け加えた．ワークショップが終わっても Scratch を使ってみたいと思うか，という点について尋ねたところ，両児童ともにはっきりと「はい」と回答した．ただし1 名の児童は Scratch で今後実施したい活動について，具体的なイメージは持っていなかった．あいまいに「ゲームの方が作りたい」と回答したが，そのゲームは点数が入ったり，パズルのようなものではなく，キャラクターが出てくるゲームであり，「友達をそこで作ったり」できるものであった．他の児童は明確に「動画作ってみたい」と回答した．なお，後日この児童の保護者から聞き取ったところ，ワークショップ後に自宅でもScratch の環境を保護者が整え，自分で学習している，とのことであった．本ワークショップでミッションと呼んだ演習形式の学習について尋ねた結果は，次の通りであった．ミッション初級編では，簡単な動きの制御に関しては，はっきりと，面白くなかったという回答が得られた．しかしながら，演習形式の学習そのものに対する評価は高かった．講師に教えてもらうよりも「自分でやった方がいい」「自分の力でできるから」との回答が得られた．また，「試して，分からないところだけ先生に聞いてやる」「分かんないところがあればちょっとやって，教えてもらったり」する形式が良い，との回答であった．

5．考察

以上の観察とインタビューの結果から，プログラミング教育に関連する女子児童の興味関心，および演習形成期の学習と Scratch でのブロックの組み立てや抽象概念に関するつまずきについて議論したい．

5．1 女子児童の興味関心と参加促進

総務省によると，教育関係団体の実感ではあるが，プログラミング教室や講座に参加した男子はルールや動きにこだわり，女子は“キャラクターやデザインを作りこむ”“絵を描きたがる”（p.45）という傾向が報告されている 3)_{．この実感を受けて，今後のプログラミング} 教育では“課題設定や教材の選択肢において，それぞれの関心の高いものを選択できるメニューを用意することも有効”と提言されている．本研究においても，この報告を追認する傾向が見られた．本ワークショッ

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プへの男子の参加はなく，女子も 3 名（うち調査対象児童は 2 名）にとどまることから，事例としての定性的な記述にとどまるものの，児童はミッションの遂行過程において，どのスプライトや背景にするかという点に熱中するあまり，それらの選択や描画に時間を費やしてしまう傾向があった．自由な作品制作においても，「ユーザーの操作によって反応が得られる」といった，インタラクティブなプログラムを構成しようとする意図はない点が 2 名に共通していた．すなわち，ユーザーの操作が必要なゲームのような作品ではなく，動画共有サイトに編集されて投稿されるような，ユーザーが見て楽しめる作品を構成したいようであった．さらに，インタビューでみられた，ゲームであってもそこで友達を作るものが良い，という発言は特徴的である．女子はコンピュータを使う目的として，よりソーシャル・ネットワーキングに興味を持つ，というOECD の報告があるが 5)_{，このような興味関心は，個人差はあ} るものの，おそらく男女で異なる傾向を有するものと思われる．プログラミング教育においても，児童の興味の方向性を把握し，活用することで，より女子児童が参加しやすいプログラミング・ワークショップや講座を用意することができそうである．動画制作やデザイン，ソーシャル・コミュニケーションなど，児童の多種多様な興味に応えることができる教材やカリキュラム開発も望まれる．また，講座の広報時にはプログラミング学習を前面に謳うのではなく，講座で何ができるのかといった目的を明確にした募集を行う，という方法も参加児童のすそ野を広げ，多様性を確保するためには有効であると思われる．さらに，今回のワークショップでは，会場が女子大学であったことが女子児童の参加のしやすさにつながったのかもしれない．会場やフライヤー・デザインなどの周辺情報も，参加のしやすさに影響する要因であると考えられる．

5．2 演習形式の学習におけるつまずき

本ワークショップは，講師による基本的な操作の教授以外は，ミッションと名付けた演習形式の学習によって進行した．その結果，いくつかの困難さやつまずきも報告された．報告された困難さやつまずきは，比較対象である男子のデータが得られていないため，ここでは男女による傾向の違いやジェンダー・ギャップとは無関係に，これらの困難さについて考察し，今後の課題を提示したい．アルゴリズムに関連する児童の理解においては，とりわけ時間制御と細かな順次処理に困難さを伴う様子であった．文部科学省はプログラミング的思考を “自分が意図する一連の活動を実現するために，（中略）記号の組合わ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”と定義している．このプログラミング的思考を養うことがプログラミング必修化のねらいの一つである．しかしながら，Scratch が比較的容易に扱えるプログラミング環境であるとはいえ，論理的で細かな順次処理に加え，コンピュータ上の処理速度の速さを理解し，その速度に合わせるようにブロックを制御することは，小学校高学年の児童でもつまずきの要因になると考えられた．まずは時間制御に関して，児童にも直感的に理解可能な教材を提示し，順次処理の考え方を養うことも必要だと考えられる．他方，演習形式の学習，とりわけ自由な創作活動は参加児童のプログラミングへの意欲を高めたことが，インタビューで確認できた．試行錯誤を経ながら，自身が作りたい作品を作る過程に，児童は没頭する．そこでの講師や指導者の役割は「わからないところを聞ける」相談者であり，ファシリテーターである方が意欲を維持できそうである．しかしながら，問題点も散見された．プログラミング的思考で要請されている「意図した活動に近づく方法を論理的に考える」態度に至ることは，今回の演習形式の学習では困難であった点である．自ら構成したブロックで意図した動きが実現できなければ，児童はブロックを分解して考えるのではなく，場当たり的に並び替えてしまい，最終的には意図した動きのように見える動作で完結させていた．そして場合によっては，当初に想定した自分の意図そのものを変更してしまうこともあった．この「場当たり的な並び替え」を行ってしまう一因が，不要なブロックを片付けていないため，コードエリアにあるブロックを手近に組み合わせてしまえることであったと思われる．演習形式の学習は，プログラミングへの動機づけを高めたり，創造性を発現させる効果は十分にありそうである．しかしながら，さまざまな個性の児童が主体的にプログラミング的思考を育むためには，よりカリキュラム上の工夫が必要であろう．

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5．3 今後の課題と展望

以上，本研究ではワークショップで得られたデータから，プログラミング教育に関連する女子児童の興味関心，プログラミングの学習方法と困難さについて考察した．その一方，本研究の実践と調査では，複数の課題も残されている．ワークショップ中のビデオ撮影は行われず，また文字化されたインタビューの分析も仮説の生成にとどまるものとなった．調査対象の児童が女子 2 名であるため，本章での考察が女子一般の特徴を示すのか，それとも個別具体的な事例にとどまるのか，さらなる検討の必要がある．今後は，量的調査の実施と男子児童との比較が必須であろうと考える．実践面における展望として，男女問わず動機づけを高める教材を用いてプログラミング学習への参加を容易にしたり，すそ野を広げたりする必要があろう．総務省が取り組む“将来の高度 ICT 人材としての素地の構築・資質の発掘”を実現するためには，試行錯誤だけに頼らないプログラミング的思考の育成を両立できるようなカリキュラム，児童の多様な興味関心に対応した教材を，今後発展させていくべきだと考える．謝辞本研究は令和元年度群馬県立女子大学特定教育・研究費「ジェンダー・デバイドを考慮したプログラミング教育の調査と実践」による助成を受けました．本研究の対象となったワークショップは，株式会社 NSP 群馬の皆様の企画と募集により実施されました．関係する方々には大変お世話になりました．また研究へのご理解・ご協力も賜りました．ありがとうございました．【参考文献】 1) 文部科学省 (2018), 小学校プログラミング教育の手引. 2) 総務省 (2016), 若年層に対するプログラミング教育の普及推進（平成28 年度～）, https://www.soumu.go.jp/main_sosiki/joho_ts usin/kyouiku_joho-ka/jakunensou.html (2020 年 2 月 18 日参照). 3) 総務省 (2015), プログラミング人材育成の在り方に関する調査研究報告書. 4) 岡崎善弘・大角茂之・倉住友恵・三島知剛・阿部和広 (2017), プログラミングの体験形式がプログラミング学習の動機づけに与える効果, 日本教育工学会論文誌, 41(2)，169-175.

5) OECD (2015), The ABC of Gender Equality in Education: Aptitude, Behaviour, Confidence, PISA, OECD Publishing.

受付: 2019 年 12 月 9 日採録: 2020 年 3 月 3 日 ――― 著者略歴 ――― 甲村美帆群馬県立女子大学教授．1996 年お茶の水女子大学文教育学部卒，2002 年同大学人間文化研究科博士後期課程修了，博士（学術）， 2005 年から群馬県立女子大学勤務．研究内容：思考過程と科学教育，記憶・注意などの日常認知． E-mail: [email protected]