小・中・高等学校でのプログラミング教育実践問題解決を目的とした論理的思考力の育成

著者名
一般社団法人日本産業技術教育学会 編
価格
定価 2,200 円 (税別)
ISBN
978-4-7985-0267-0
仕様
B5判 並製 304頁 C3037
発行年
2019年9月
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内容紹介

インターネットを介した仮想空間と生活における現実空間が融合した新たな社会 (Society5.0) が始まろうとしています。それに伴って新しい社会に合わせた情報教育が社会的に必要となり、2020年度から学校教育においてプログラミング教育が必修化されます。これまで主に中学校の技術・家庭科 (技術分野) と高等学校の情報科で行われていたプログラミング教育ですが、これからは小学校から高等学校まで一貫した教育が行われます。本書は、小・中・高等学校を通したプログラミング教育実践を扱う最初の書籍であり、学校種や教科を超えた幅広い方々にとって必携の書です。

第Ⅰ部では総論として、小・中・高等学校でのプログラミング教育の背景と、学習指導要領改訂を踏まえた小・中・高等学校での情報教育の現状と将来について解説しています。

第Ⅱ部では小学校におけるプログラミング教育を取り上げます。プログラミング教育の位置付けや教育的意義、身につく資質・能力について概観し、情報科学と情報技術の観点から評価する方法を提案します。さらに2年生2件(算数、総合的な学習)、3年生1件(理科)、4年生1件(音楽)、5年生1件(社会)、6年生2件(算数、理科と総合的な学習)の実践例を紹介します。その中には、予算やセキュリティの観点からパソコンの導入が難しい学校でも参考にできる、パソコンを必要としない実践例も含まれています。

第Ⅲ部では中学校におけるプログラミング教育を取り上げます。小学校でプログラミング教育を受けてきた生徒たちに対してどのような教育をすべきなのか、教育の接続の要点を検討したうえで、様々な実践例が示されます。「計測・制御に関するプログラミング」3件、「ネットワークを利用した双方向性のあるコンテンツによるプログラミング」4件の実践例に加え、「生物育成の技術」と組み合わせた実践例も紹介します。

第Ⅳ部では高等学校におけるプログラミング教育を取り上げます。小学校、中学校におけるプログラミング教育の目的と、中学校と高等学校におけるプログラミング教育の歴史を押さえたうえで、中学校から高等学校へのプログラミング教育の接続における注意点を示します。次いでプログラミング教育を行ううえで押さえておくべきデータ構造の基礎知識を概観し、コミュニケーションツールを利用したプログラミング教育、ビッグデータを活用したプログラミング教育、情報セキュリティの暗号化を題材としたプログラミング教育など、多彩な実践例を紹介します。

第Ⅴ部ではプログラミングに関わる関連語彙を初心者の方向けに優しく解説しています。

小・中・高等学校でプログラミング教育に携わる先生方には、ご自身が担当される1年間または3年間のみならず、9年間または12年間の学校教育の流れのなかにご自身の授業を位置づけるために本書をご活用いただけますと幸いです。

目次

 
 小・中・高等学校でのプログラミング教育のために
 
   第Ⅰ部 総論
 
第1章 小・中・高等学校でのプログラミング教育の重要性
 
 1.社会の急速な情報化とそれに対応したプログラミング教育
 2.情報に関わる学問体系の変化と情報教育の変化
 3.教科における問題解決
 4.条件付問題解決育成を伴ったプログラミング教育
 
第2章 プログラミング的思考とコンピュテーショナル・シンキング
 
 1.はじめに
 2.諸外国におけるプログラミング教育
 3.プログラミング教育における思考力の育成
 4.まとめ
 
第3章 小学校と中学校の情報教育の現状と将来
 
 1.情報教育と情報活用能力
 2.小学校における情報教育の現状
 3.中学校における情報教育の現状
 4.小・中学校における情報教育の将来
 
第4章 高等学校の情報教育の現状と将来
 
 1.「情報科」新設から「情報Ⅰ」,「情報Ⅱ」まで
 2.「情報Ⅰ」、「情報Ⅱ」の内容
 3.将来に向けた動き
 4.おわりに
 
   第Ⅱ部 小学校におけるプログラミング教育
 
第1章 小学校におけるプログラミング教育の歩みと役割
 
 1.はじめに
 2.我が国の小学校におけるプログラミング教育の歩み
 3.初等中等教育におけるプログラミング教育の教育的意義
 4.プログラミング教育の効果
 5.教育実践の結果から得られた初等中等教育におけるプログラミング教育の効果
 6.発達段階に応じた指導過程の必要性
 7.おわりに
 
第2章 小学校におけるアルゴリズム学習とその評価
 
 1.はじめに
 2.アルゴリズム学習と情報科学技術教育
 3.おわりに
 
第3章 低学年児童のための学習アプリ開発を題材とした小学校プログラミング教育の実践
 
 1.総合的な学習の時間における小学校プログラミング教育の実践
 2.実践のデザイン
 3.実践の対象者およびプログラミング環境
 4.まとめと今後の課題
 
第4章 プログラミングを活用した加法・減法の計算の学習
 
 1.算数科におけるプログラミング学習の概念
 2.授業計画
 3.活用教材
 4.授業概要
 5.調査
 6.おわりに
 
第5章 算数科第6学年「縮図や拡大図」の学習を支援するプログラミング学習
 
 1.はじめに
 2.算数科におけるプログラミング教育
 3.活用したプログラミング教材
 4.実践事例の提案
 5.おわりに
 
第6章 照度・温度センサを活用した「日なたと日かげ」のプログラミング学習
 
 1.はじめに
 2.授業実践概要
 3.カリキュラムマネジメントを通したものづくり【視点1】
 4.オープンエンドな問題をトライ&エラーを通して解決するものづくり【視点2】
 5.協働するものづくり【視点3】
 
第7章 小学校社会科における防災コンテンツのプログラミング
 
 1.はじめに
 2.授業の設計
 3.実践の様子
 4.おわりに
 
第8章 小学校における発光教材を利用したアルゴリズム学習
 
 1.アルゴリズム学習と発光教材の親和性
 2.効果的なアルゴリズム学習を実現するPIC-GPE
 3.PIC-GPE組込LED発光教材を活用した実践事例の紹介
 4.今後に寄せて
 
第9章 小学校における音の学習を通したアルゴリズム学習
 
 1.「音楽づくり」×「プログラミング」
 2.小学校4年生 音楽「音階から音楽をつくろう」
 
   第Ⅲ部 中学校におけるプログラミング教育
 
第1章 小学校から中学校へのプログラミング教育の接続
 
 1.はじめに
 2.小・中学校連携の要点
 3.中学校の情報技術に関する内容の要点
 4.おわりに
 
第2章 設計学習を意識した授業用マイコンボード開発とプログラミング
 
 1.エネルギー変換技術と計測・制御技術との円滑な接続
 2.リレーを活用した,計測・制御システムの設計学習案
 3.リレーとPICマイコンを活用した授業用マイコンボードの開発
 4.センサ2個とリレー2個でプログラミング的思考の育成を
 5.まとめ
 
第3章 状態遷移図を利用したプログラミング
 
 1.状態遷移図を利用したプログラムによる計測・制御教材の開発
 2.プログラムの設計活動
 3.開発した計測・制御システム
 4.評価試験
 5.結果および考察
 6.まとめ
 
第4章 計測・制御を考慮したプログラミング
 
 1.計測・制御の基礎
 2.中学校における計測・制御学習の位置付け
 3.計測・制御のプログラミング・モデルとプログラミング例
 
第5章 生物育成に関連させたシミュレーションプログラム
 
 1.複数の内容を併せて学習するための情報技術
 2.「生物育成」と「情報」の両内容を併せて学習できるシミュレーション教材
 3.開発したシミュレーション教材の有効性
 4.複数の内容を併せて学習するための「情報」と将来展望
 
第6章 STEM教育を考慮した中学生による幼児向けハイブリッド型アプリケーション開発
 
 1.学習者のプログラミング的思考を引き出すSTEM教育題材
 2.題材計画
 3.教材の説明
 4.授業の実際
 5.題材のまとめ
 
第7章 ネットワークコンテンツ処理のためのプログラミング
 
 1.はじめに
 2.授業内容の検討
 3.学習指導の実際
 4.実践の評価
 
第8章 Webアプリケーションを意識したネットワークプログラミング
 
 1.プログラミング題材としてのWebアプリケーション
 2.学校現場で想定されるLAN環境
 3.JavaScriptについて
 4.jQueryについて
 5.プログラムの作成,実行とデバッグ
 6.例示されている題材とプログラム例
 7.安全なプログラムについて
 8.プログラミング題材について
 
第9章 情報機器変遷調査のためのネットワークプログラミング
 
 1.ネットワークを利用した双方向性のあるコンテンツのプログラミングの特徴
 2.紀元前からの計算機器の変遷
 3.Web環境におけるHTMLならびにJavaScript
 4.JavaScriptによるコンピュータ関連博物館の地図配置と双方向性検索
 
   第Ⅳ部 高等学校におけるプログラミング教育
 
第1章 中学校から高等学校へのプログラミング教育の接続
 
 1.プログラミングの概要
 2.中学校・高等学校におけるプログラミング教育
 
第2章 プログラミング教育とデータ構造
 
 1.プログラミング教育とデータ構造のつながり
 2.データ構造の役割
 3.データ構造例
 
第3章 生徒が自ら選ぶソフトウェアによる問題解決の授業実践
 
 1.問題解決の手段としてのプログラミング
 2.授業計画
 3.教材について
 4.評価について
 5.今後に向けて
 
第4章 コミュニケーションツールの仕組みの理解を目的としたプログラミング
 
 1.プログラミングによる情報の科学的な理解
 2.クライアント・サーバシステムの仕組みの理解
 3.コミュニケーションツールの仕組みのプログラミング
 4.プログラミングによる情報の科学的な理解についての考察
 
第5章 問題解決のためのビッグデータ利用
 
 1.ビッグデータ利用の社会的背景
 2.未来社会に向けた問題解決能力の育成
 3.ビッグデータを利用した高等学校情報の授業実践
 4.プログラミングによるビッグデータ分析
 
第6章 暗号化手法の理解のためのプログラミング
 
 1.授業の背景 プログラミングを通して学べること
 2.授業の題材 公開鍵暗号方式と問題解決
 3.授業のねらいと構成
 4.1時間目の授業 公開鍵暗号方式を発明する
 5.2時間目の授業 素因数分解の手順を考える
 6.3時間目の授業 コンピュータに素因数分解を実行させる
 7.授業の評価
 
第7章 シミュレーション利用による社会システム予測
 
 1.社会システム予測のためのシミュレーション
 2.社会シミュレータの利用を想定した授業計画
 3.授業評価アンケートの結果と考察
 4.授業実践のまとめと今後の課題
 
第8章 Webサーバ上で動作する情報システムのプログラミング
 
 1.情報システムとプログラミング
 2.授業計画
 3.教材説明
 4.内容及び学習の評価
 
第9章 情報オリンピックを意識した基本アルゴリズムとブランコ操作への応用
 
 1.プログラミング学習位置付けの方向性
 2.情報オリンピック問題を活用したプログラミング学習教材の開発
 3.AIブランコロボットと遺伝的アルゴリズム
 
   第Ⅴ部 用語集
 
プログラミングに関わる関連語彙
 
 参考文献
 あとがき

著者紹介

菊地 章(きくち あきら)
鳴門教育大学大学院学校教育研究科教授
 
森山 潤(もりやま じゅん)
兵庫教育大学大学院学校教育研究科教授
 
上野耕史(うえの こうし)
国立教育政策研究所教育課程研究センター
研究開発部教育課程調査官
 
鹿野利春(かの としはる)
国立教育政策研究所教育課程研究センター
研究開発部教育課程調査官
 
山本利一(やまもと としかず)
埼玉大学教育学部教授
 
川島芳昭(かわしま よしあき)
宇都宮大学教育学部准教授
 
黒田昌克(くろだ まさかつ)
南あわじ市立松帆小学校教諭
 
村上綾香(むらかみ あやか)
伊勢崎市立あずま小学校教諭
 
本村猛能(もとむら たけのり)
日本工業大学共通教育学群教授
 
篠塚祐香里(しのづか ゆかり)
上尾市立鴨川小学校教諭
 
林 康成(はやし やすなり)
長野市立南部小学校教諭
 
村松浩幸(むらまつ ひろゆき)
信州大学学術研究院教育学系教授
 
桂本憲一(かつらもと けんいち)
松本市立開智小学校教諭
 
阪東哲也(ばんどう てつや)
鳴門教育大学情報基盤センター研究員
 
中村直哲(なかむら ただよし)
静岡市立麻機小学校教諭
 
尾﨑 誠(おざき まこと)
厚木市立荻野中学校教諭
 
紅林秀治(くればやし しゅうじ)
静岡大学教育学部教授
 
増田麻人(ますだ あさと)
調布市立第七中学校教諭
 
伊藤陽介(いとう ようすけ)
鳴門教育大学大学院学校教育研究科教授
 
※執筆順
下戸 健(しもと たけし)
福岡工業大学大学院工学研究科准教授
 
梅野貴俊(うめの たかとし)
福岡教育大学教育学部教授
 
原未希子(はら みきこ)
佐賀県立鳥栖高等学校教諭
 
平尾健二(ひらお けんじ)
福岡教育大学教育学部教授
 
保坂 恵(ほさか めぐむ)
新潟大学教育学部附属長岡中学校教諭
 
磯部征尊(いそべ まさたか)
愛知教育大学教育学部准教授
 
小島一生(こじま いっせい)
大町市立仁科台中学校教諭
 
鈴木隆将(すずき たかまさ)
信州大学大学院教育学研究科学生
 
白石正人(しらいし まさと)
福岡教育大学教育学部教授
 
水門博一(みと ひろかず)
みやま市立高田中学校教諭
 
阿部百合(あべ ゆり)
二松學舍大学附属柏中学校・高等学校教諭
 
鎌田高徳(かまだ たかなり)
神奈川県立茅ケ崎西浜高等学校教諭
 
長井映雄(ながい あきお)
和歌山県立和歌山高等学校教諭
 
大石智広(おおいし ともひろ)
神奈川県立生田東高等学校教諭
 
井手広康(いで ひろやす)
愛知県立小牧高等学校教諭
 
春日井優(かすがい ゆう)
埼玉県立川越南高等学校教諭
 
齋藤 実(さいとう みのる)
埼玉県立大宮高等学校教諭
 
武村泰宏(たけむら やすひろ)
大阪芸術大学芸術学部教授
 
南雲秀雄(なぐも ひでお)
新潟青陵大学福祉心理学部教授
 
大森康正(おおもり やすまさ)
上越教育大学大学院学校教育研究科教授
 













































推薦文

全日本中学校技術・家庭科研究会 前会長 田極政一郎氏

 バイブル
今年4月より中学校は新学習指導要領の(まったなしの)移行期となりました。昨年度も移行期ではありましたが、「現行」学習指導要領に基づいた授業を行いながら「新」学習指導要領に沿った授業を模索していた先生方が多かったのではないでしょうか。また移行期だからこそ実に様々な教材や指導方法の提案がなされることもあり、勉強を深めていくたびに授業の悩みも深まってしまう、という「迷い」の時期でもあります。

学習指導要領は「授業エキス」です。エキスであるからには使い方は料理人(先生)に任されているのですが、使い方を誤るとそれを食べた人(生徒)はお腹を壊すことがあります。料理人の発想が生かせる反面で、趣旨をしっかりと捉えた料理(授業)を提供しなければならない義務が教員にはあるのです。

今回、一般社団法人日本産業技術教育学会より出版された『小・中・高等学校でのプログラミング教育実践』は技術分野の研究に携われている大学や現場の先生方が中心となって執筆され、小学校・中学校・高等学校でのプログラミング教育の事例が豊富に掲載されています。学校段階に応じて様々な角度からプログラミングによる問題解決にアプローチしており、「こんな授業があったんだ」「意外に簡単にできるんだ」という発見が随所にあり、先生方の迷いも解消してくれるものと思います。

移行期プログラミング教育のバイブルとも言える本書は「授業エキス」となることは勿論のこと、本書の実践例が先生方一人一人のオリジナル授業作りに大きく貢献するものと確信しております。


全国高等学校情報教育研究会 前会長(元都立町田高等学校長)牛来峯聡氏
 

 AI時代に対応できる人材育成
日本は、Society5.0社会に向けて、AIやデータを活用し社会を牽引する人材が圧倒的に不足していることが指摘されています。また、米国の「STEM教育強化宣言(2011)」、中国の「新世代AI発展計画(2017)」、フランスの「人工知能(AI)戦略(2018)」といった計画から遅れていることも指摘されております。こうした中にあって、政府の未来投資会議において情報教育がクローズアップされ、文系・理系に関わらず、プログラミング教育の重要性を認識した意義は非常に大きいものがあります。

平成30年5月の未来投資会議において、安倍総理は次のように述べています(出典「首相官邸 未来投資会議」)。「Society5.0時代を切り拓くためには、経済社会システムの全般的な改革が不可欠であります。人材育成は何よりも重要な課題です。特に、人工知能、ビッグデータなど、IT技術、情報処理の素養は、もはやこれからの時代の読み書きそろばんではないでしょうか。その認識の下に小学校から大学まであらゆる子供たちに対する統計、情報教育の抜本強化、大学入試においても、国語、数学、英語のような基礎的な科目として、情報科目を追加、文系、理系を問わず理数の学習を促していく。さらに先端的なAI人材、IT人材の育成に向け、理学部や工学部といった学部の縦割りを超えた学位プログラムを新たに創設するなど、Society5.0時代にふさわしい教育システムへと改革を進めるために、文部科学大臣は具体的な改革案を検討し、速やかに実行に移してください(以下省略)。」と言うものです。

こうした中にあって、この度、一般社団法人日本産業技術教育学会から『小・中・高等学校でのプログラミング教育実践─問題解決を目的とした論理的思考力の育成─』が出版されましたことは、これから小・中・高等学校でのプログラミング教育を体系的に学習し、児童・生徒を指導する際の良きバイブルとして大変役立つものです。この書籍は、小・中・高等学校で実際に実践的にプログラミング教育を担当している先生方やプログラミング教育に携わっている専門的な大学等の先生方によって執筆されており、学校現場での指導に実践的に役立つ構成となっています。小学校プログラミング教育のねらいは、「プログラミング的思考を育む」、「プログラムの働きや良さに気付く」などがありますが、こうしたねらいに十分に対応できるよう構成されています。

プログラミング教育に携わっている多くの関係者が、プログラミング教育のねらいをよく理解するために、この書籍を研修会や実践的なプログラミング教育に活用するとともに、来るべきSociety5.0時代に対応できる人材育成に寄与できますことを願っております。

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