子供が独学で学べる最新プログラミング教材（前編）　パズルや動くロボットでアルゴリズムの基本を学ぼう

2020年度から小学校でプログラミング教育が必修化されることになり、子供へのプログラミング教育に注目が集まっています。ここ2、3年で、子供向けのプログラミング教室が急増し、子供のプログラミング教育に関する教材や書籍なども多数販売されています。

小学生と中学生の子供を持つ親として、筆者も子供のプログラミング教育やSTEM教育には以前から関心があり、プログラミング教育に力を入れている学校やプログラミング教室、プログラミング関連イベントなどの取材を行ってきました。また、2016年夏からは、地元で開催されている子供を対象としたプログラミング道場「CoderDojo守谷」のメンターとして、子供たちにプログラミングを教えるお手伝いをしています。

そこで、子供へのプログラミング教育に関心がある方や、小中学生のお子さんをお持ちの方のために、最新の子供向けプログラミング事情を紹介したいと思います。

今回は前編として、4､5歳児から小学校低学年を対象にしたプログラミング教材を紹介します。小学校高学年以上を対象としたプログラミング教材については、後編で紹介する予定です。

目次

■ 低年齢からのプログラミング教育のススメ

「4歳児がプログラミング？」と思われるかもしれませんが、キーボードやマウスの操作ができない未就学児でも、プログラミング的思考を学べる教材やスマートフォンアプリなどがあります。こうした低年齢向けのプログラミング教材は、遊びながらプログラミングで重要な考え方を学ぶことができるようになっています。

プログラミングを学ぶことの利点はいくつもありますが、その中でも特に大きいのが「論理的な思考能力を身に付けることができる」という点です。

論理的な思考能力は、ロジカルシンキングなどといわれることもありますが、将来どのような仕事に就くにしても、重要になってくる能力です。頭の柔らかい低年齢のうちからプログラミングの基礎を学ぶことは、そのお子さんの将来の可能性を大きく広げることに繋がるのです。

■ アルゴリズムを学べるパズルゲーム（対象年齢4歳～）

最初に、プログラミングで重要になるアルゴリズムを学べるパズルゲームを紹介します。アルゴリズムとは、「問題を解決するための考え方」という意味の言葉です。同じ問題を解決する場合でも、アルゴリズムの良し悪しによって、その効率は大きく変わります。

アルゴリズムをコンピューターに理解できる言葉に翻訳することが、プログラミングです。本格的なプログラミング学習を始める前に、アルゴリズムの基本を身に付けておくと、スムーズにプログラミングを理解することができます。

＜「Lightbot」シリーズ＞

未就学児でも遊びながらアルゴリズムを学べるパズルゲームとしておすすめしたいのが、「Lightbot」シリーズです。Lightbotは、Daniel Yaroslavski氏が開発したアルゴリズム学習ゲームで、iPhone／iPadやAndroid搭載スマートフォン／タブレットで動作するアプリ版とWebアプリ版があります。

さらにアプリ版には、4歳～8歳が対象の「Lightbot Jr」と8歳以上が対象の「Lightbot」、無料で遊べる体験版「Lightbot : Code Hour」があります。アプリ版のLightbot JrとLightbotは有料ですが、300円〜と手頃な価格で販売されています。

lightbot.com

ここでは、4歳から遊べる入門用のLightbot Jrを取り上げます。基本的なゲームの目的は、上級編のLightbotも変わりません。このゲームの目的は、ロボットを動かして、すべての青い床の上でライトを点灯させることです。

ロボットへの命令は、命令ブロック（コマンド）を並べて行います。直進や回転、ジャンプ、ライト点灯などの命令ブロックが用意されています。画面下に並んでいる命令ブロックを指でタップして、右上のメインプログラムエリアに並べていきます。命令ブロックを並べ終わったら、右上の緑色のスタートボタンをタップすると、命令通りにロボットが動きます。

Lightbot Jrは多国語対応で、説明も日本語で表示される


画面下に並んでいる命令ブロックを指でタップして選択する


プログラムが完成したら、右上の緑色のスタートボタンをタップする


青い床までロボットを移動させて、ライトを点灯させればクリアだ

Lightbot Jrには全部で42のステージが用意されていて、後半ではプロシージャ（連続した命令を一つの手順としてまとめたもの）やループといった高度なアルゴリズムを学ぶことができます。

＜「アルゴロジック」シリーズ＞

Lightbotシリーズと並んでおすすめしたいアルゴリズム学習パズルゲームが「アルゴロジック」シリーズです。アルゴロジックは、日本のJEITA（一般社団法人電子情報技術産業協会）が開発したアルゴリズム学習パズルゲームです。

Webブラウザ上で動作するためインストール作業は不要で、無料で利用できます。アルゴロジックには、入門編の「アルゴロジックJr.」と、より難易度の高い「アルゴロジック」の2つのバージョンがあります。

対象年齢は小学校高学年以上とされていますが、アルゴロジックJr.なら小学校低学年でも十分遊べます。

home.jeita.or.jp

アルゴロジックJr.の目的は、ロボットを動かしてすべての赤いフラッグ（旗）を取らせることです。ロボットは、コマンドブロックに従って動作します。前進、右進、左進、回転、繰り返しなどのコマンドブロックが用意されているので、それらのブロックをドラッグ＆ドロップで画面の右側に並べて、ロボットの動作をプログラミングします。

フラッグをすべて取ればステージクリアで、ステージ選択画面に○印が付きます。最短手順でクリアするとパーフェクトクリアとなり、◎印が付きます。

初心者向きのアルゴロジックJr.と、より難易度の高いアルゴロジックがある


ロボットを動かしてすべての赤いフラッグを取らせることが目的


コマンドブロックを並べたら、STARTボタンをクリックする


クリアしたステージには○印が、最短手順でクリアしたステージには◎印が付く

アルゴロジックJr.には、全部で18のステージが用意されています。すべてのステージをパーフェクトクリアできたら、上級編のアルゴロジックにも挑戦してみましょう。アルゴロジックでは、フラッグを取らせるフラッグパターン問題のほかに、すべての線の上をたどってロボットをスタート位置に戻らせることが目的の図形パターン問題も用意されています。

■ ビジュアルプログラミングの入門編「Scratch Jr.」（対象年齢5歳〜）

子供のプログラミング教育といえば、「Scratch」が有名です。Scratchは、もともとマサチューセッツ工科大学（MIT）が、子供のプログラミング教育のために作ったプログラミング言語。命令ブロックを並べてプログラミングを行います。

scratch.mit.edu

こうしたプログラミング環境をビジュアルプログラミングと呼びます。キーボードの操作に慣れていない子供でもタイプミスなどを気にせずにプログラミングできるので、小学校低学年からのプログラミング教育に向いています。

本家Scratchの対象年齢は8歳以上ですが、ここで紹介する「Scratch Jr.」は文字が読めない子供でも使えるようにできており、対象年齢は5歳〜7歳となっています。Scratchに比べると命令ブロックの種類は少なく、できることも単純ですが、動く絵本や簡単なゲームを作ることはできます。iOSやAndroidを搭載したタブレット用のアプリとして、無料で配布されています。

www.scratchjr.org

命令ブロックの機能は絵で分かるようになっているので、未就学児でも理解できるでしょう。Scratch Jr.では、Scratchと同じようにブロックを並べてプログラミングを行いますが、Scratchではブロックを縦に並べていくと上から下にプログラムが実行されるのに対し、Scratch Jr.ではブロックを横に並べていくと左から右にプログラムが実行されるようになっています。命令ブロックは6つのカテゴリに色分けされています。

Scratch Jr.では、命令ブロックを画面の下に並べてプログラミングを行う


猫を「2歩上→2歩右と動かして、拡大する」という流れを4回繰り返すプログラム


背景の絵を選択することもできる


完成したプログラムを実行したところ

キャラクターの絵や背景が多数用意されているほか、自分で自由に絵や背景を描くこともできます。プログラミングの世界に親しむ第一歩としておすすめします。

■ 手を動かしてプログラミング的思考を育てるロボット「PETS」（対象年齢3歳後半〜）

最後に、プログラミング的思考を育てるロボット「PETS」を紹介します。PETSは、for Our Kidsが開発したプログラミング学習用ロボットです。

4ok.jp

â–½ https://www.youtube.com/watch?v=fID3U7bt1g0

命令ブロックを手でPETSの背中に差し込んでスタートボタンを押すだけで、その命令通りにPETSが進んでいきます。基本の命令ブロックは、前進、後進、右に向く、左に向く、繰り返すの5種類だけ。付属のマス目が書かれたシートの上にゴールと爆弾（障害物）、ケーキのカードを置いて、左下のスタート地点から、ケーキの上を通って爆弾に当たらないようにゴールまで到達させることが目的です。

木製のプログラミング学習用ロボット「PETS」


このような命令ブロックを背中の差し込み口に差し込んで、プログラムを作成する


シートに爆弾とゴール、ケーキを配置する


爆弾にぶつからずに、ケーキを通ってゴールまで進むようにプログラミングする


現在実行中のブロックは赤く光る

命令ブロックにはLEDが内蔵されており、現在実行中のブロックが赤く光るようになっています。命令ブロックを差し込む場所は、メインが3×3の9ヶ所ありますが、その上にもループ用の差し込み口が3つあります。1という数字が書かれた繰り返しブロックをメインの差し込み口に差し込むことで、ループ用の差し込み口に差し込んだ命令ブロックの内容が実行されるようになっています。

PETSは、インターネット環境やPC・タブレットなどが一切不要で、単3乾電池4本だけで動作します。本体が温かみのある木でできていることも特徴です。文字が読めない未就学児でも、手でブロックを差し込むだけで、プログラミングで重要になるアルゴリズムを学ぶことができます。

PETSは2016年11月に個数限定で先行販売された後、クラウドファンディングでの資金調達に成功しました。2017年7月現在は、一般販売を目指して開発が続けられています。

記事後編の公開は8月を予定しています。次回もぜひご覧ください！

文：石井英男

関連エントリー

• 使える文字はレゴの絵文字だけ！ 子供も安全に楽しめるレゴ専用SNS「レゴ ライフ」日本語版リリース - はてなニュース
• インターネットの仕組みをマンガで解説した小冊子、JPRSが無料公開 2017年は「https」の解説を追加 - はてなニュース
• オライリー『退屈なことはPythonにやらせよう』 プログラミング未経験者向けの技術書 - はてなニュース
• ソニーの新しいおもちゃ「toio」発表 レゴで工作、プログラミング発想のパズルなど多様な遊びを実現 - はてなニュース