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\begin{document}
\begin{titlepage}
\title{プログラミング的思考を用いた算数学習ツールの提案}
 \author{広瀬研究室3年 \\C118227A 山名流聖}
\date{}
\maketitle
\thispagestyle{empty}
\end{titlepage}
 
\newpage
　
\newpage

\begin{center}
 {\bfseries 概要}
\end{center}
2020年から小学校をはじめとしてプログラミング教育が必修科され，社会的にもプログラミングを学ぶことへの関心が高まっている。小学校では主にプログラミング的思考を育むことが目的とされ，中学校からは実際にプログラミングが行われる。本研究では，特に小学校で行われているプログラミング教育に焦点を当て，実際に小学生が算数を学習する中でプログラミング的思考を活用できるような学習ツールを作成，提案する。本研究の流れとしては，まず最初にプログラミング的思考を活用するにあたり親和性の高い教科を考察し，学習ツールを作成する教科と単元の選択を行った。その後，Webページとプログラムに分けて学習ツールの作成を行った。

\maketitle
\setcounter{tocdepth}{2}
\tableofcontents
\chapter{はじめに}\label{sec:st}
本章では，研究を行なっていく上での背景や目的について説明する。
\section{背景}
プログラミング教育は現在，初等教育での必修化や個人や企業が経営するプログラミングスクールなど様々な教育の場で行わており，数年前と比べて関心が高まっている。また，Scratch（スクラッチ）やMOONBlock（ムーンブロック）など子供向けに無料でプログラミングを学ぶことができるビジュアルプログラミング言語も存在しており，プログラミング自体を学ぶ場が増加している。
\section{ビジュアルプログラミング言語}
子供がプログラミングを学びやすいように開発されたプログラミング言語。実際にコードを記述する場面は少なく，プログラムを動かすための要素をブロックなどにパーツ化され，マウスのドラック＆ドロップ操作でプログラミングができる。以下では無料で利用することができるビジュアルプログラミング言語を説明する\cite{visual}。
\subsection{Scratch（スクラッチ）}
Scratch 財団が MIT メディアラボと共同開発を行なっている無料の教育用ビジュアルプログラミング言語及びその開発環境である\cite{scratch}。指示が書かれているブロックをマウス操作で並び替えやつなぎ合わせることでプログラミングを行う。並べる順序や論理構造に関しては，一般的にコーディングを行うようなプログラミング言語と似ている考え方が多く実践的なプログラムを体験することができる。図\ref{fig:Scratch}は，ブラウザ以上での実行画面である。ブロックの指示は上から順に実行されていき，画面右側のキャラクターがプログラムに沿って動くことで，結果が視覚的に得やすいように工夫されている。

\begin{figure}[b]
\centering
\includegraphics[width=11cm]{Scratch}
\caption{Scratchの実行画面}
\label{fig:Scratch}
\end{figure}
\newpage
\subsection{MOONBlock（ムーンブロック）}
Webブラウザ上で利用することができる無料の教育用ビジュアルプログラミング言語\cite{moonblock}。Scratchと同様に指示が書かれているブロックを組み合わせることでプログラミングを行う。ブロックには計10個のカテゴリがあり，HPを増やす/減らすや出現する数を変えるなどオリジナルのゲームを作りやすいブロックが多く実装されている。また，JavaScriptの記述を学ぶことも可能でオリジナルのブロックをJavaScriptを用いて作成することも可能。

\begin{figure}[b]
\centering
\includegraphics[width=11cm]{MOONBlock}
\caption{MOONBlockの実行画面}
\label{fig:MOONBlock}
\end{figure}

\newpage
\section{プログラミング教育のねらい}
文部科学省が出している新小学校学習指導要領\cite{tebiki1,tebiki2}において，プログラミング教育は
\begin{enumerate}
\item プログラミング的思考を育むこと
\item プログラムの働きや情報社会がコンピュータ等の情報技術に支えれているということへの気付きや身近な問題を解決しようという態度を育むこと
\item 各教科等での学びをより確実なものとする
\end{enumerate}
以上の3点を教育のねらいとして定めている。
\subsection{プログラミング的思考}
本研究の中で学習ツールに用いているプログラミング的思考について文部科学省は，「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み合わせが必要であり，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，記号の組み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」\cite{tebiki1}としており，必ずしもコーディング\footnotemark[1]能力のことを指すものではない。特に小学校プログラミング教育では，プログラミング的思考として思考力・判断力・表現力等の育成が目的とされている。

\footnotetext[1]{プログラミング言語を用いてプログラムの記述，打ち込みを行うこと。}

\section{目的}
実際に一つの教科に焦点を絞り，その教科でプログラミング的思考を活用した学習ツールを作成，提案することを目的としている。また，特定教科の学習ツールという形でプログラミングに触れる機会が増えれば，プログラミングへの苦手意識の改善に繋がっていくはずだ。加えて，プログラミングと他教科教育を組み合わせることで相互の学習理解が深まってき，プログラミング教育の効果がさらに向上していくことが見込める。

\section{研究の流れ}
本研究では，以下の流れで学習ツールの作成を行った。
\begin{enumerate}
\item プログラミング教育と各教科との親和性の考察
\\\quad 関連研究を元にプログラミング教育と各教科との親和性を考察し，親和性が高い教科や要素を見つける。
\item 教科の決定
\\\quad 上記で考察した要素等を元に実際に学習ツールを作成する教科と単元を決定する。
\item 学習ツールシステムの設計
\\\quad 学習ツールを作成する上で，問題の管理方法や出題方法についてのシステム設計を行う。
\item 学習ツールの作成
\\\quad 設計を元に学習ツールの作成を行う。
\end{enumerate}

\chapter{関連研究と先行事例}\label{sec:kanken}
本章では関連研究や先行事例を参照し，プログラミング教育と各教科の教育が組み合わされた例に関して調査，考察を行う。
\section{関連研究}
関連研究では，実際にそれぞれの教科とプログラミング教育の関連についての研究が行われていた。新小学校学習指導要領が定めているプログラミング教育のA分類（学習指導要領に例示されている単元等で実施するもの）とB，C分類（学習指導要領に例示されてはいないが、学習指導要領に示される各教科等の内容を指導する中で実施するもの，教育課程内で各教科等とは別に実施するもの）のそれぞれで各教科とプログラミング教育を組み合わせる場合の課題の考察をしている。
\\\quad 

\section{先行事例}\label{sec:kanken}
\subsection{「正多角形をプログラムを使ってかこう}
\subsection{くりかえしをつかってリズムをつくろう}

\chapter{各教科とプログラミング教育の親和性}\label{sec:sinwa}
第\ref{sec:kanken}章での考察を元に，本章では親和性が高い教科や要素について述べていく。
\section{親和性が高いものに含まれる要素}
\section{親和性の高い教科}
\subsection{算数・理科}
\subsection{音楽}

\chapter{学習ツールシステムの設計}\label{sec:sekkei}
\section{学習ツールの教科と単元}
\section{システムの設計}
\subsection{システム}
\subsection{ユーザページ}

\chapter{学習ツールの作成}
\section{システム}
\section{ユーザページ}

\chapter{結論}
\section{課題}
\section{今後の展望}

\begin{thebibliography}{9}
 \bibitem{visual} Studio947/知りたい！プログラミングツール図鑑.ビジュアルプログラミングってなに？〜3タイプ分類でわかるScratchやViscuitの違い
 \\
 \url{https://tool-zukan.com/column/3752/}，(参照 2020-11-26)
 \bibitem{scratch} MITメディアラボ/Scratch
 \\
 \url{https://scratch.mit.edu/about}，(参照 2020-11-16)
 \bibitem{moonblock} (c)UEI Corporation./MOONBlock
 \\
 \url{https://moonblock.jp/#}，(参照 2020-11-16)
\bibitem{tebiki1} 文部科学省/「小学校プログラミング教育の手引き」の改訂（第二版）について
 \\
 \url{https://www.mext.go.jp/content/20200214-mxt_jogai02-000004962_001.pdf}，(参照 2020-11-18)
\bibitem{tebiki2} 文部科学省/小学校プログラミング教育の手引（第二版）
 \\
 \url{http://www.magokoro.ed.jp/contents/upload/5d0320bf15cd8.pdf}，(参照 2020-06-09)
 \bibitem{bunkena} 新ヶ江登美夫, 村原英樹, 新井しのぶ, 石田靖弘, 岡田充弘, 西村敬子, 野上俊一 / 小学校プログラミング教育の現状と教員養成における課題
Ａ分類（算数，理科，総合的な学習の時間)，中村学園大学・中村学園大学短期大学部研究紀要，52号 p.183-192，2020-03-06
 \bibitem{bunkenb} 平田繁, 岡田充弘, 木原美樹子, 西村敬子, 田村孝洋, 白石恵里, 野上俊一 / 小学校プログラミング教育の現状と教員養成における課題 : B・C分類（国語，社会，生活，音楽，家庭，体育，図画工作，外国語)，中村学園大学・中村学園大学短期大学部研究紀要，52号 p.193-203，2020-03-06
\bibitem{zirei} 未来の学びコンソーシアム / 小学校を中心としたプログラミング教育ポータル 
\\
\url{https://miraino-manabi.jp/}，(参照 2020-06-09)
\bibitem{html} HTMQ/HTML5リファレンス
 \\
 \url{http://www.htmq.com/html5/}，(参照 2020-08-28)
 \bibitem{css} HTMQ/CSS3リファレンス
 \\
 \url{http://www.htmq.com/css3/}，(参照 2020-08-28)
\end{thebibliography}


\end{document}