幼稚園児から12歳までのコンピュテーショナルシンキング教育へのイントロ(粗訳)

1960年代以降、コンピューティングは国民経済や社会制度に不可欠な要素となっています。そのため、技術教育の主要な構成要素となってきました。しかし、ソーシャルネットワーク、オンラインニュース、インターネットコマースなどの技術革新により、情報技術が世界中の人々の日常生活に浸透したのは、この10年ほどのことです。このため、幼稚園から12歳までの学校教育では、たとえ小学校の段階であっても、情報技術によってますます形作られる世界に生徒を適応させるために不可欠なトピックとして、コンピューティングを取り入れることが求められているのです。コンピュータサイエンス教師協会(CSTA)が2017年に発表したK-12コンピュータサイエンススタンダードでは、「コンピュータサイエンスとそれが可能にするテクノロジーは、我々の経済と生活の中心を占めています。コンピュータ集約型の世界で十分な教育を受けた市民となり、21世紀のキャリアに備えるためには、生徒がコンピュータ科学の原理と実践を明確に理解する必要があります」と述べています。

2011年に書かれたこの言葉は、幼稚園児から高校生までのコンピュータサイエンスの原則を強調していますが、幼稚園児から高校生までのコンピュータ教育では、コンピュータサイエンスから、テクノロジーとしてではなく、思考方法としてとらえる幅広い視点のコンピュテーショナルシンキング(CT)へと重点が移りつつあります。教育工学に関する現在のハンドブックで説明されているように、「CTは本質的に、一連の批判的思考と問題解決のスキルを記述するための枠組みであり、正式な教育環境においてこれらのスキルを教える方法について実行可能かつ有用な考え方として大きな支持を得ている」とされています(Hunsaker 2018)。

この見解の普及は、Jeannette Wingによる代表的な論文に由来しています。Wing (2006)は、CTには「コンピュータサイエンスの基本概念を用いて問題を解決し、システムを設計し、人間の行動を理解する」ことが含まれると強調し、CTは「コンピュータ科学者に限らず、すべての人の基本スキル」であると論じています。このような主張は、コンピュータサイエンスの教育者たちからはすぐに熱狂的に支持されましたが、当初はそのコミュニティ以外ではあまり注目されませんでした。この10年間でこの状況は変わりました。人々が個人レベルでコンピューティングの影響をますます実感するようになり、社会と教育機関におけるコンピューティングの役割をより良く理解するようになったからです。現在では、世界中の教育当局が、カリキュラムを通してコンピュテーショナルシンキング教育(CTE)に幅広く触れられるよう、また生徒が学校生活の中で早ければ中学校、場合によってはそれ以前からCTEの旅を始められるよう、タイムリーで柔軟な方針を採用すべきだという点で意見の一致をみています。

K-12でのコンピュテーショナルシンキング教育に望まれる役割

幼稚園から高校までの教育課程にCTEを導入する理由として、(1)若者の「考える教育」を具体的に実現するツールとしてのCTE、(2)若者の情報社会への参加能力を高める手段としてのCTE、の2点を挙げるのが一般的です。

具体的に思考する教育のためのコンピュテーショナルシンキング教育

Wingが、思考のための道具として明確に表現したCTは、MITのPapertの仕事と、子供向けに明確に設計された最初のプログラミング言語であるLogoコンピュータ言語の創造に遡ります。パパートのロゴに関する最初の論文は「Teaching Children Thinking」と呼ばれ、コンピューターを操作することで応用知識の感覚と知的主体としての自信に満ちた現実的なイメージを子供に与えることができると主張しました(パパート1971)。ここでいう意味での「コンピュテーショナルシンキング」という言葉を最初に使ったのはPapert(1980)です。

この考え方の根底にあるのは、「構築主義」と呼ばれる学習理論です。これは、パパートがMITに来る前に一緒に研究していた心理学者ジャン・ピアジェが提唱した知識構成主義を発展させたものとして提唱されたものです。ピアジェの構成主義は、学習は受動的な観察だけでなく、経験に基づいて知識を組織化する能動的なプロセスとして起こるというものでした。パパートの構築主義は、これを発展させて、学習は意味のある産物を構築する活動の一部であるときに最も効果的であるという考え方に至ります(Papert 1987)。パパートにとって、コンピュータは、子供が自分自身の知識を構築するための強力な「組み立てキット」となり得ます。

Wingの論文に続いて、CTの中心となる能力と次元について多くの提案がなされています。創造性を強調するものや、学習に対する一般的な構成主義的アプローチを採用するものもあれば、コンピュータサイエンスの考え方が中心であるとするものもあります。例えば、一般的な定義では、「コンピュテーショナルシンキングとは、問題を定式化し、その解決策を計算手順やアルゴリズムとして表現できるようにするための思考プロセスであると考える」(Aho 2011)とされています。

このように様々な意見がありますが、CTは思考プロセスであり、実世界の問題を解決するためにコンピュータサイエンティストのように思考する能力であり、CTを持つ人は実世界の問題を体系的に特定し、それを計算機で解決できるように定式化できる、という点ではおおむね意見が一致しています。また、抽象化やアルゴリズム思考など、プログラミング言語で表現されているか否かに関わらず、重要なコンセプトであるという点も共通して認識されています。しかし,幼稚園から高校までのコンピューティング教育で何を教えるかについてのコンセンサスが出来上がりつつあるにもかかわらず,技術の進歩や新しいアプリケーションの登場により,コンピューティングの教え方について新たな選択肢が生じています.このことは、CTEに対する健全な多様性をもたらしており、この巻の最初の主題となっているのです。

情報社会におけるエンパワーメントのためのコンピュテーショナルシンキング教育

教育的思考はさておき、私たちが情報技術によってますます形作られていく社会に生きていることは避けられません。自然界を理解させるのと同じように、デジタル世界を理解させる必要があるのです。コンピュータ科学者のサイモン・ペイトン・ジョーンズは、「なぜ、すべての子供に小学校から科学を学ばせるのか?. .  それは、科学が私たちを取り巻く世界について何かを教えてくれるからであり、私たちを取り巻く世界の仕組みについて何も知らなければ、私たちは無力な市民になってしまうからです」と指摘しています(Peyton- Jones, 2014)。