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小学生

かっこいい技術者になるための勉強を全部解説(2020年版)

塾長が思案している顔の写真と議題

塾長です。

新年が明けましたので、日本の将来を照らしたい気分で書きます。全ては書けないので「技術立国日本の復活」というテーマで書いてみます。
やりたい事が見つかっていない子供たち、理系の進学を希望する学生さんたち、子供のキャリアを考えている保護者や先生の皆さんに読んでみて欲しいです。
後半は日本の現状に対する危機感や、教育改革の正しい方向性の提案などについても書きました。

長文なのでお急ぎの方は「日本の学生にお勧めの勉強」をお読みください。

日本の強い分野

日本の技術力で強い分野と言えば何でしょうか?

塾長は、機械、材料、土木、医療などが思い浮かびます。どれも職人の蓄積した知識や技を機械化することで世界をけん引してきました。例えば、自動車やロケット、リチウム電池、道路やダムの建設、新薬、がんの治療や移植手術などは、日本が世界に誇る分野というイメージを持っています。

日本人は、コツコツと改善や創意工夫を続けて、品質を磨きあげるような仕事が得意です。だからハードウェアの要素技術にも強いと思います。

過去の栄光にしないために

ただし新しい分野へ挑戦し続けなければ、日本の強みですら「過去の栄光」になります。すでに家電や工作機械、半導体の多くで生産拠点が海外に移り、日本は空洞化しました。Made in Japan の製品の多くは、ふたを開けてみれば中身のほとんどが海外製です。

頑張っているのは日本だけじゃない

急速に技術力をつけ、日本に追いつき、そして追い越している国が世界中でどんどん生まれています。かつて日本の製品がアメリカやヨーロッパで飛ぶように売れ、貿易摩擦をうみました。今や日本が貿易摩擦を受ける側です。

不利を覆す競争力

日本はコスト競争の点で圧倒的に不利です。人件費や多重課税の問題、資源やエネルギーの自給率が低い問題などがあるからです。その不利を覆すほどの技術力で付加価値を生み出さなければ、国としては成り立たないことは、容易に想像できます。

さらに課題があります。今や「働き方改革」の流れで「仕事が生きがい=ブラック」という図式ができました。この図式の中では既存のような「職人の技 -> 機械化 -> 競争力」という順番で競争力を鍛えるやり方が許されません。これからは職人がいなくなります。私生活に仕事を持ち込む職人さんの姿そのものがブラック認定されるからです。本人が良くても周囲の社員に迷惑だと非難されます。よって他の方法で競争力をつける仕組みが必要です。

  • 新興国とのコスト競争に巻き込まれない新しい技術分野
  • 働き方改革と両立しならが競争力をアップできる技術分野

それは何でしょうか?

日本がもっと強化すべき分野

以上をふまえて、これから日本が強化すべき分野は何でしょうか?

それは政府がずっと訴え続けています。教育改革も Society5.0 構想も、STEAM教育やプログラミング教育も、すべて繋がっています。にも関わらず日本が伸び悩んでいる分野です。

「ビッグデータをロボットや人工知能に活用する」
「IOTとICTでビッグデータを蓄積する」
「人間がロボットや人工知能と協力し合う」

など、近未来の社会を思い描くたびに引き合いに出される技術です。
それらはズバリ

  1. データサイエンス
  2. 人工知能
  3. 量子コンピューター

です。要するにITSに関連する技術分野です。特に日本はソフトウェア分野が弱いので強化していく必要があります。

データサイエンス、人工知能、量子コンピューターのソフトウェア部門。これらが日本の技術課題だと思います。

なぜ強化する必要があるのか?

現状、これらに関連するニュースには、日本の名前が悲しいほどに出てきません。アメリカやヨーロッパ諸国に比べて日本は出遅れており、分野によっては中国や韓国、一部の新興国にも追い越されています。
実際にネットで技術資料を検索してみてください。出てくるのは英語と中国語の資料ばかり。日本語の資料は5~10年くらい遅れいているか、レベルの低い内容のものばかりです。

競争力だけが理由ではありません。

今や日本の社会は問題が山積みです。格差や貧困の問題、病気や環境の問題、政治や民主主義のあり方の問題、生きがいや文化の問題、国際的な経済摩擦の問題などです。これらについて情報を正しく扱い、分析し、解決につなげていくためには、上にあげた分野の技術を、もっともと強化する必要があるのです。そして解決の必要があるからこそ、ニーズがあり、仕事が生まれ、付加価値が生まれるのです。そして何より、世界中の国々が同じような問題を抱えています。

むしろ競争力の向上は、そうした問題解決をしていく活動の結果論でしかありません。

ただ、今の日本の技術力のままではヤバいです。ホントにマジで。

日本の学生にお勧めの勉強

ということで、本日の本題です。

データサイエンス、人工知能、量子コンピューターのソフトウェア技術。これらの分野は将来が有望です。高い年収が見込めますし、どこの国に行っても引手あまたです。

その技術力を身に着けるために、今から何を勉強したらよいかを書きます。とは言え塾長は塾の先生に過ぎません。だから塾の先生みたいな言い方で書きますね。

ズバリ、以下です!

データサイエンスを研究するために必要な勉強

データサイエンスは、情報を大量に集めて大量に処理する中から、価値のある情報や規則を見つけ出す分野です。例えるなら、鉱山を掘って多量の土砂の中から金やダイヤモンドを見つけるようなものです。その方法を開発します。

それに必要な勉強は下表の通りです。

データサイエンスを専攻するために必要な基礎学力
学年層 学ぶべき教科 独学で進める分野
大学
  • ◎コンピューター情報処理
    ・プログラミング言語を1つ以上
    ・データーベース
    ・アルゴリズム
    モデル設計オブジェクト指向
  • ◎統計学
  • ◎線形代数(行列)
  • ◎微分積分学
  • 〇経済学や心理学などの中から専門分野を1つ以上
基本すべて独学

プログラミング言語は研究室で使われているものから習得

※大学は研究機関なので、勉強(知識や基礎技能の補充)は自分で進める

高校
  • ◎数学(数Ⅲ、数Ⅱ、数B、数Ⅰ、数A)
  • 〇英語
  • 〇現代文(論理国語
  • ◎社会と情報/情報の科学
  • 〇理科や社会の各教科から得意分野を1つ以上
  • プログラミングの基礎
    Python
    SQLなど
  • データー構造
    (テーブルと正規化、クラスとオブジェクト)
  • 統計学の初歩
  • 認知心理学の初歩
  • マーケティングの初歩
  • 行列とベクトル
中学
  • ◎英語
  • ◎数学
  • ◎国語の現代文
  • 〇社会(特に経済分野
  • 〇理科
  • △保健体育
  • ◎技術のコンピューター関連知識
  • プログラミングの初歩
    Excelマクロ
    Scratchなど
    (関数を使う)
    定理や公式の活用
  • パソコン操作
小学
  • ◎国語
  • ◎算数
  • 〇理科
  • 〇社会
  • △音楽
  • △図画工作
  • △家庭
  • ◎英語
  • プログラミング的思考
  • プログラミング体験
    Scratchなど
    (変数やリストを使う)
  • パソコン操作

赤字表記: 日本の教育現場で指導が手薄な単元

データサイエンスの技術を持つ人材は、世界的に見ても非常に少ないです。この分野を扱う学科を新設する大学がこれから増えるでしょう。
就職に有利です。高い年収が見込めます。しかも金を掘り当てれば億万長者という分野です。

人口知能を研究するために必要な勉強

人工知能は「人間に出来てロボットやコンピューターにはできない」ような仕事を、ロボットやコンピュータにもできるようにする分野です。気の利くロボットやコンピュータを発明して、世の中をどんどん便利にしていく分野です。

それに必要な勉強は下表の通りです。

人工知能を専攻するために必要な基礎学力
学年層 学ぶべき教科 独学で進める分野
大学
  • ◎コンピューター情報処理
    ・プログラミング言語を1つ以上
    ・アルゴリズム
    モデル設計オブジェクト指向
  • 〇テンソル解析
  • ◎ベクトル解析
  • △関数論
  • △統計学
  • ◎線形代数(行列)
  • ◎微分積分学
  • △解析力学
  • △心理学
  • △中国語(できれば)
基本すべて独学

プログラミング言語は研究室で使われているものから習得

※大学は研究機関なので、勉強(知識や基礎技能の補充)は自分で進める

高校
  • ◎数学(数Ⅲ、数Ⅱ、数B、数Ⅰ、数A)
  • 〇英語
  • 〇現代文(論理国語
  • ◎社会と情報/情報の科学
  • △生物基礎
  • △美術/音楽/書道など
  • プログラミングの基礎
    Pythonなど
  • データー構造
    (シーケンス、クラスとオブジェクト)
  • アルゴリズムの初歩
  • 認知心理学の初歩
  • 古典力学の初歩
  • 行列とベクトル
中学
  • ◎英語
  • ◎数学
  • ◎国語の現代文
  • △社会(特に経済分野
  • ◎理科
  • △美術
  • △音楽
  • △保健体育
  • ◎技術のコンピューター関連知識
  • ◎部活・生徒会・課外活動などの活動経験
  • プログラミングの初歩
    Excelマクロ
    Scratchなど
    (関数を使う)
    定理や公式の活用
  • パソコン操作
小学
  • ◎国語
  • ◎算数
  • ◎理科
  • △社会
  • △音楽
  • △家庭
  • △図画工作
  • ◎英語
  • プログラミング的思考
  • 外で友達と遊ぶこと
  • プログラミング体験
    Scratchなど
    (変数やリストを使う)
  • パソコン操作

赤字表記: 日本の教育現場で指導が手薄な単元

人工知能の意味は、時代とともに高度になります。

最近では人間の脳をモデルにした「ディープラーニング」という方法が盛んに研究されています。人間のように経験から学習し、学習したことを活かして答えを出すことができます。まだまだ発展途上ですが、特定の能力に限れば、すでに多くのサービスが実用化されています。

例えば、インターネット上でウソの情報と本当の情報を見分けたり、街中で犯罪者を見分けたりするような人工知能は、すでに実用化されています。

人工知能を利用したサービスは、これから多く開発されます。これも今のところ人材不足で就職に有利です。人工知能の仕組みの根本を開発できる人ほど、高い年収が見込めます。

量子コンピューターを研究するために必要な勉強

量子コンピューターは、量子力学という物理学の難しい原理を応用した全く新しいタイプのコンピューターです。得意分野では「スーパーコンピューターの1億倍」の計算スピードで、しかも「消費電力がそれほどかからない」という夢のようなコンピューターです。それを開発していく分野です。

それに必要な勉強は下表の通りです。

量子コンピューターを専攻するために必要な基礎学力
学年層 学ぶべき教科 独学で進める分野
大学
  • ◎コンピューター情報処理
    ・プログラミング言語を1つ以上
    ・アルゴリズム
    ◎テンソル解析
  • ◎ベクトル解析
  • ◎関数論
  • 〇統計学
  • ◎線形代数(行列)
  • ◎微分積分学
  • ◎量子力学
  • ◎解析力学
  • 〇熱力学
  • 〇電子工学
  • 〇電磁気学
  • △中国語(できれば)
基本すべて独学

通常のプログラミング言語と量子コンピューター用のプログラミング言語の両方を習得する事が望ましい

※大学は研究機関なので、勉強(知識や基礎技能の補充)は自分で進める

高校
  • ◎数学(数Ⅲ、数Ⅱ、数B、数Ⅰ、数A)
  • 〇英語
  • 〇現代文(論理国語
  • 〇社会と情報/情報の科学
  • ◎物理
  • プログラミングの基礎
    C/C++言語
    Azure/Q#など
  • 量子力学の初歩
  • 古典力学の初歩
  • 行列とベクトル
中学
  • ◎英語
  • ◎数学
  • ◎国語の現代文
  • ◎理科(特に物理分野)
  • △社会(特に経済分野
  • △音楽(特に楽譜)
  • ◎技術のコンピューター関連知識
  • プログラミングの初歩
    Excelマクロ
    Scratchなど
    (関数を使う)
    定理や公式の活用
  • パソコン操作
  • 電子工作など
小学
  • ◎国語
  • ◎算数
  • ◎理科
  • △社会
  • △音楽
  • △家庭
  • △図画工作
  • ◎英語
  • プログラミング的思考
  • 自然の中で遊ぶこと
  • プログラミング体験
    Scratchなど
    (変数やリストを使う)
  • パソコン操作
  • キャンプなど

赤字表記: 日本の教育現場で指導が手薄な単元

量子コンピューターは、まだまだハードウェアの開発とソフトウェアの開発の両方が必要です。この分野を志す高校生は、特に物理や数学を偏差値65以上まで強化していく必要があります。ハードウェアを開発するためには高度な物理学と数学の両方が必要です。

すでに量子コンピューター用のプログラミング言語やGUI開発環境が存在しているとは言え、今のところプロとして働いている量子コンピューター専門のプログラマーは、世界に数えるほどしかいません。市販の書籍や専門書で、そのプログラミングを学ぶことは可能です。量子コンピューターが広く使われるようになるのは10年後か20年後です。しかし研究所や先行開発ではすでに必要とされています。GoogleやIBMなどといった世界のトップ企業に就職したければ、ぜひ挑戦したい分野です。

途方もない可能性を秘めた技術分野

量子コンピューターを支える理論のひとつに、物理学の「量子もつれ」があります。この技術を利用して中国は「絶対に情報を盗まれない通信」の技術を開発し、なんと既に実用化されています。またその技術を搭載した人工衛星も中国で打ち上げられました。次世代のインターネット技術を担うのは中国かもしれません。人工知能や5Gも中国の台頭が著しいです。今後は中国語を学ぶエンジニアが増えるでしょう。

また、量子コンピューターの技術が、逆に物理学の最新理論にフィードバックされるようにもなりました。量子コンピューターのキュービット配列の振る舞いで、宇宙空間の性質を説明できるそうです。将来は空間をプログラミングする、なんてこともできるようになるかもしれませんね。

教育改革では間に合わないので民間の努力次第!

少し前まではSFの夢物語だったのに

「高速で飛行するロケットは、時間がゆっくり進む」などといった難しい相対性理論。物理学者の趣味みたいな話と思いきや、今やカーナビやスマートフォンの地図表示には必須です。

同じように「生きているけど死んでいる猫」などと訳の分からない説明する量子力学も、決して物理学者の趣味ではありません。今や量子コンピューターの基本原理です。「どこの国か世界最速のスーパーコンピューターを作れるのか。」が注目されて来た中で、まさかスーパーコンピューターの1億倍の計算速度をもつ量子コンピューターが登場して来るとは。多くの人にとって想定外の驚きだったことでしょう。

最近は、このような空想レベルに最先端の科学や技術が、あっという実用化されるようになってきています。しかも加速しています。コンピューターに限らず、遺伝子の利用や文化や価値観の融合なども加速しています。

変化が速すぎて教育改革が追い付かない

こうした最先端の技術が身近に利用できるようになったのは素晴らしいことです。できれば使いこなしたいです。いや、もっと言えば、ぜひ「作り出す側」に回って欲しいと思います。

そこで教育も改革だ、と思うのですが・・・とてもついて行けません。変化が激しくて、4年に1度の教科書改訂や10年に1度の教育改革なんかでは、とてもじゃないけど対応できません。公教育の変化を待っていてはダメなんですよね。

これは学校がダメという話ではありません。むしろあたり前の事なんです。そもそも公教育の使命は、今も昔も「基礎の学力」の底上げだと思うからです。教科書で勉強できるのは、色々な学問の土台となる「基礎」だけなんです。教科書は、多くの国民が共通に学ぶものですから、それで良いと思います。

たとえ、いくつかのモデル校でプログラミング授業や逆転受業に成功したとしても、それは一部の先行事例に過ぎません。それがきっかけで変わるとしても全体としては10年単位でゆっくりとしか変わる事ができません。

日本に限らずどの国でも、そのことは今後もずっと変わらないと思います。

変化への対応は民間の役目

ということは、自分から社会の変化に目を向けて、興味を持ったことを見つけたら、それについてどんどん主体的に学んでいかないといけません。

しかし独学できるとは限りません。そこで民間企業の取り組みが大切になってきます。

学習塾としてできること

ということで、変化の激しい部分を臨機応変に取り入れて指導するのは、主に民間の役割だと思います。とりわけデータサイエンス、人工知能、量子コンピューター等は必ずしも全員が学ぶ必要はありません。

「学んでいる日本人の割合を増やす」

というのが本当のテーマです。ですから公教育というよりは民間の学習塾が学校に協力しながら担うべきだと思います。それだけに、学習塾でこれらにつながる素養をどこまで指導できるのかは、とても挑戦しがいのあるテーマです。

また指導要領で足りない所や大人の事情で消されてしまった単元などについても、学習塾で補えるでしょう。

もちろん受験指導の方が優先されますから、限界はあります。それでも少なくとも「部活」の一部を置き換えるような活動として、学習塾の役割を拡大させるような余地はあると思います(もっとも今後は受験指導のニーズは減るでしょう。少子化で全入学時代になるからです)。

逆に、こうした新しい取り組みを民間でどんどんやらないと、日本はオワコンになります。現状では上で挙げた分野の素養を持った日本人の割合が少なすぎます。

学習塾の活動が日本を救うカギになるかもしれません。そういう意気込みでやる必要があるでしょう。(もちろん他の業界の方たちも、そのような使命を感じて各々取り組まれていると思います)

同じ過ちを犯さないでくれ

塾長が日本の教育に危機感を感じている理由は、他にもいろいろあります。

教科書改訂の大きな失敗例

例えば、かつて、高校の「数学C」で学ぶことができた「行列」は、先の教科書改訂で消されてしまいました。今の高校生は行列を学びません。

マジですか?
マジです。

コンピューターグラフィックやロボットの姿勢制御、統計処理や人工知能などでは行列は必須です。

「なぜ、ベクトルを学ばせておきながら行列を学ばせない?」

塾長にはあの教科書改訂は意味不明でしかありませんでした。日本を沈没させたかったのでしょうか。悪意しか感じられない改悪だったと思います。

その影響で、今の日本の理系の大学生は、かなり深刻な状態に陥りました。

偏差値の高い大学の学生でさえ、2次元の運動方程式しか解けません。3次元や4次元(電磁気学)のベクトル方程式が解けない状況です。また古典制御はできても現代制御が分かっていません。扇風機やエンジンの制御は理解できても、ロケットやドローンの制御を理解できないのです。

今になって、ソフトウェアや航空機、宇宙開発などの分野で日本は技術者不足に悩むんでいます。それは当然と言えます。素養のある学生を早くから発掘できるような発想で教育体系が組まれていません。教科書で扱う範囲がとても狭いのです。そのくせ計算のスピードやトリッキーな計算テクニック、重箱の隅をつつくような知識の問題で差をつけようとします。そういう定期試験や入試問題です。日本の試験問題は、ちょっと発想がズレています。まるで人間の対戦相手が社会問題ではなくコンピューターになっているという点でズレています。速さや正確さでコンピューターに挑戦するのは人としてどうかと思います。

企画段階から失敗している改革の例

また教育改革の趣旨が「入試改革」というのもどうかと思います。

実は入試制度を改革しても効果なし

少子化なのに大学が増え続けきて、そして現在に至る。それが今の日本です。受験倍率が平均1.0を切り全入学時代を迎えます。これからは受験しなくても高校や大学に行けるのです。

となれば「受験」は「努力」の理由にはなりません。記述問題などで受験問題を難しくしても効果がないでしょう。難しい問題を捨てても入学出来ますから。つまり教育改革の趣旨を「入試改革」にしたのが誤りです。入試改革を経ても学生の学力は上がらないでしょう。

もともと「入試で出題されない内容は誰も勉強しないし、生徒は授業を聞いてくれない。」という現場の先生の声を反映して「先に入試問題を変えてから、それに合わせて指導要領を改訂する」という「高大接続改革」なる指針が生まれました。しかし、これには少子化で全入学時代になるという考慮が抜けていました。

教育改革は簡単に実現可能?

このような時代に教育改革をやるならば「合格しないと卒業させない」ような、むしろ「卒業改革」の方ではないでしょうか。

例えば、塾長がお偉いさんなら次のように卒業改革を推進します。

センター試験の問題も体制もそのまま。
ただその位置づけを「高卒認定試験」と言い換えます。
「45%以上の得点で合格」などとします。
3年後のセンター試験から実施とします。

これを文部科学大臣を通じて宣言してもらいます。それだけです。これならほぼ0円、0秒で教育改革が完了します。いや、教育改革に使った予算を「センター試験の無償化」に使えばよかったのではないでしょうか。

合格点が取れないと卒業できません。つまり浪人生が留年生に変わります。ついでに留年生の身分が浪人生並みに向上します。もちろん留年しても高校は無償です。それでも留年は嫌でしょうから、多くの高校生が今よりも勉強してくれるようになるでしょう。卒業がかかっているので新高1から勉強してくれることでしょう。だから実施を3年後に引き伸ばしてもまったく問題ありません。

しかも全員が平等に合格できます。同時に卒業証書の信頼度が上がり、企業は採用時にわざわざSPI試験などをする必要が半減するでしょう。高卒をできる学力ならば十分な初任給を設定できるようになるでしょう。企業としても、下手な大卒生を採用するよりも、できる高卒生の方が安心です。

そうなってくると、無理して現役で大学へ進学しなくてもキャリア形成ができます。働きながら進学する事が、むしろし易くなるでしょう。

大学生のレベルも底上げされます。大学生が中学生レベルという、いわゆる「教育困難校」がなくなります。大学の卒業証書の価値もグンと上がりますね。

ゲームをプログラミングさせるのは教育ではなくて趣味

上の話を見ていただければ、プログラミング教育の位置づけが俯瞰できたと思います。

プログラミングと言えば、ゲームを作ったりロボットを作ったりする印象を持たれる人が多いでしょう。もちろん、そのような技術者はたくさん活躍しています。しかし、それはほんの1キャリアに過ぎません。

ゲームを作る、ホームページを作る、業務の自動化をする、ロボットを動かす。

こうした従来からあるプログラミング業務は、もはや新しい技術はそれほど多くありません。出尽くされている技術を組み合わせるだけです。もちろん細かい技術の流行り廃りはあるので、いざ仕事で使う時になってから、その時々のトレンドを学ぶのが一番です。

ですから何も小学生から無理してゲームプログラミングを学ぶ必要はないでしょう。それにコンピューターを娯楽に使うだけではもったいないです。

もっと、ちゃんと「コンピューターを使いこなす」ための勉強をして欲しいと思います。

教育において「コンピューターを使いこなす」とは、いったいどういうことでしょうか?

それは「社会の問題を解決するため」にコンピューターを道具として使えるように育成していくことだと思います。従来の勉強で学んだことをコンピューターで表現させるのが正しい取り組みと言えましょう。プログラミングだけに注目して、ゲームやロボットを新規に作らせてもしょうがないです。

コンピューターは道具です。多くの人が喜んだり、多くの人に新しいものを提供したりする活動の方が、あくまでも主役です。その素養を育てるために従来の勉強が大切であるとに代わりありません。

コンピューターを使いこなすためのプログラミングを学んで欲しいです。

中学、高校、大学へと進学し、学ぶことが高度になれば、それを表現するプログラミングも高度になります。そして高度に専門的な分野の例として、データサイエンス、人工知能、量子コンピューターという分野を紹介しました。これらの分野でプログラミングすることが、キャリアの最終段階でコンピューターを使いこなす、という話になるでしょう。

ですから上で見たように、プログラミング教育は「ゲームやロボットを作って楽しい」というものではありません。むしろ、学校の勉強にしっかり取り組む中でコンピューターを使っていく取り組みと言えます。音楽や図工の勉強も、プログラミングに繋がっていきます。

ここ数十年で、日本の状況はすっかり変わりました。現実が変わったのに考え方や制度が変わっていません。だから変わりましょう。変えましょう。今は2020年です。

 


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教室の様子(360度カメラ) http://urx.blue/HCgL

【塾長の独り言2】小学生や中学生にプログラミングさせても無意味!?という誤解がなぜ日本には根強いのか?

なぜプログラミング教育は誤解だらけ?

塾長です。

2020年度から実施されるプログラミング教育が目の前に迫ってきました。それなのに、今だに「そんなの意味あるの?」という疑問の声を聞くことがあります。もちろん多くは「誤解」からくるご意見です。今回はその誤解の正体について語ります。

解説動画の方が良い方は下のYouTubeでどうぞ。

【塾長の独り言2】小学生や中学生にプログラミングさせても無意味!?という誤解がなぜ日本には根強いのか?

(※)動画を撮った後で気付いたのですが、「黒歴史」と「ブラック企業」の2つの「黒」で話しがまとまっている気がするのは偶然です。たまたまで、他意はありません。何はともあれ、誤解が解けて日本のプログラミング教育が正しい形で盛り上がることを願います。

 

子供にプログラミングなんて習わせてどうするの?

最初に政府がプログラミング教育をうたったとき、賛同の声よりも、むしろ批判の声が高まりました。多くの人が誤解し、そして混乱したからです。私が思うに、その混乱の原因は2つあります。

日本人の誤解

  1. 日本ではプログラミング教育で失敗した黒歴史があるから
  2. 日本では「プログラミング」の意味が「コーディング」だから

1つ目は、高校数学にプログラミングを導入して失敗した「黒歴史」があったからです。
あの時は「フローチャート」と「BASIC」という特定の技術領域に偏ってしまったのが敗因です。実際、2014年度のセンター試験まで数学2BでBASICのプログラミングが出題されていました。センター試験の過去問集が、まるで人に見られたくない黒歴史のアルバムのようになっています。

2つ目は、日本では「プログラミング」の意味が、頭脳労働ではなく肉体労働の「コーディング」を意味しているからです。
日本では経験豊富でスキルの高い人が頭脳労働の「設計」を分担します。そして若手がその設計をただコンピューター語に翻訳することを「プログラミング」と呼んできました。要するに日本の多くの職場では「プログラマー」=「下っ端」なのです。
ところが海外でプログラマーと言えば、時にスティーブジョブスビルゲイツのように「世の中の仕組みを変えてしまった人」という意味まで含みます。

さて、海外視察で意識を高めた政府高官は、もちろん未来志向で意欲的な意味を込めて「プログラミング教育」と言ったつもりでした。しかし上記2つの背景を持つ日本社会では、その言葉はマイナスイメージでした。とても残念です。

日本のプログラマーは文系で、海外では理系!?

海外でプログラマーが世界の仕組みを変え続けてきたのには、日本とかなり違った事情があります。それは、日本のプログラマーが文系で、海外のプログラマーが理系だということです。

日本では理系の大学生の多くが公務員か研究職か工業系に進んでしまい、ソフトウェア産業にはあまり就職しませんでした。一部のパソコン好きな人くらいでした。信じられないかもしれませんが、2010年ころまで、多くの日本企業はプログラムの価値を低く見てきました。若手はその価値を理解していたかもしれません。しかし日本は年功序列。企業の上層部の人達は平成初期の感覚でプログラムを機械の付属品くらいにしか思っていませんでした。そのためプログラミングしている部署自体が、出世の見込めない部署にされていました。そんな状況のため、理系の技術者が多く育ちませんでした。そして才能のある人間は海外に行ってしまいました

実際、日本においてプログラマーの仕事の多くは、理系の知識を使いませんでした。日本のIT会社の仕事と言えば、ほとんどが事務作業を自動化するような開発です。そのような仕事が山ほどあって、それで飯が食っていけました。その種のプログラムは高度な数学や物理を使いません。算数しか使いません。いえ、本当は目に見えない所で、めちゃくちゃ高度な数学や物理学が使われているのですが、そういう肝心な機能は海外で発明されてしまっており、日本はそうした海外の技術を使ってプログラミングするだけです(※)。ですから文系の人でもプログラミングさえ勉強すればできるようになります。しかも仕事が多くあって、常に人材不足で残業だらけ。文系だろうが理系だろうが、多くの人がプログラマーになってきました。それが日本です。

(※)悲しいことにソフトウェア産業において日本は技術後進国です。
WindowsにMacOS、Linux・・・どれもアメリカ産です。インターネットやデーターベースの仕組みもアメリカ産です。人工知能や新しいプログラミング言語など、時代を切り開くソフトウェア技術のほとんどが海外製です。ビッグデータを抱えるGAFAは全てアメリカの企業です。日本人の多くは日本ではなくアメリカに納税している形になっています。
そして、塾長がマイクラミングを開発した時に参考にしたのは、英語のホームページと中国語のホームページだけです。スクラッチ3.0の仕組みをちゃんと解説している日本人は一人もいませんでした

日本のプログラミングはプラモデルみたいなものだった

たとえ話をします。

たとえば、プラモデルを組み立てるのに文系も理系も関係がありませんよね。必ず組み立て方を説明する図面や解説が着いてきます。その通りに組み立てれば、ちゃんと形が出来上がります。確かに作るためには一定の技量が必要で、時間もかかるし苦労もします。同時にチャレンジや楽しさもあります。色塗りなどで作り手の個性を出すこともできます。日本のプログラミングは、正に「プラモデルを組み立てる作業」のような感じでした。

しかし海外のプログラミングは、もっと根本的な開発を含んできました。

化学の専門知識を持った技術者がプラモデルに相応しいプラスチックそのものを創造しました。あるいは塗料を作りました。物理学や工学の専門家がプラスチックを綺麗に成型する機械を発明しました。数学を操る技術者が図面や解説を何倍に拡大・縮小して印刷しても滑らかに表示できる数式を作りました。ソフトウェア工学の専門家が、それらをデーターベースやソフトウェアに置き換えてパッケージ化し、製造方法そのものを商品にしました。

上の話しは、あくあまでもたとえ話です。

要するに、ほとんどの日本のプログラマーは、今まで発明の必要がないか、発明ができない立場や状況にいました。しかしプログラミングは安い作業ではありません。他の職業と同じで、むしろ世の中を良くする仕組みを創造する活動です。

色々な分野の専門知識が、色々な立場の人たちに広く利用できるようになる、そういう仕組みを創り出していく活動も「プログラミング」に含められます。また、そういう夢をぜひ持って欲しいと思います。

20世紀後半、確かに日本人の技術力は多くの分野で世界1位だったかもしれません。しかしコンピューターが発達してソフトウェアの重要性が高まるにつれ、日本の技術力はどんどん影を薄めてきました。過去の栄光に浸るには、僕らはまだ若すぎます!

早く目覚めなければいけません。日本人はプログラミングにおいても「世の中の仕組みを根本から変える発明」を目指さすべきです。そういう人が千人に1人、いや万人に1人でも出て来るような社会にしていく必要があると思います。

プログラムの基礎が国語や数学や物理!?

プログラミング教育よりも、まず読解力だ、算数・数学だ、という主張が根強いです。英語教育を強化する時にも同様の主張があります。読解力や算数・数学が大切なのはもちろんです。しかし、だからと言ってプログラミングや英語は後回しで良いとはなりません。むしろ読解力や算数・数学の技能を発揮してプログラミングして欲しいと思います。

それがどういう事かを考えてみましょう。

コンピューターを触らないプログラミング

今から25年くらい前、大学生の時。私は選択科目の中で「コンピューターアルゴリズム」を受講しました。大学生になったらプログラミングを勉強しようと決めていたからです。「アルゴリズム?」という疑問を抱きつつも、コンピューターと名の付く講義がそれしかなかったので、迷わず選択しました。ところが、最初の講義で取り組んだのは図形の問題でした。次の週も数学でした。最後は円周率を速く正確に求める数式の問題でした。結局、その講義の中ではコンピューターを1秒も使いませんでした。紙と鉛筆だけの世界でした・・・

アルゴリズムは「算法」と和訳されるみたいですね。そういえばコンピューターは計算機でした。同じ計算結果を得るために、どんな式を使うかで計算の速さが変わりますプログラミングする前に、より速くより正確に計算できる数式を考えること。それがアルゴリズムでした。ですから、残念ながら最後までコンピューターを使わなかったわけです。

仕事の早さも電気代もプログラマー次第!?

ただし学びは大きかったです。

  • プログラマーが数学や物理の公式を知っているか否か
  • 更にその公式を目的に応じてカスタマイズできるか否か

こうしたことで、計算の速さも計算結果の正確さも大きく変わってしまう、ということを理解できました。しかも電気代も時間も大きく変わってしまいます。同じ仕事をするのに、時には1万倍くらい効率が変わったりします。使うエネルギーが何桁も小さくて済みます。

もしも世界中のプログラマーがアルゴリズムを学べば、世界中のコンピューターが消費する電力が今よりもずっと減って、地球の温暖化さえ防げるのではないか、と思ったくらいです。

例えば、四捨五入をどう求めるか?

アルゴリズムしだいで計算量が変わってしまう簡単な例を出します。おそらく、よくある例題だと思います。

「与えられた小数を、小数第1位を四捨五入して整数の概数にしなさい。」

これを四捨五入の考え方どおりに、正直にプログラミングするなら、次のような6行以上の処理(プログラム)になるでしょう。

「整数部分」 に 「小数」の整数部分を代入しろ
「小数第1位の数」 に 「小数」の小数第1位を代入しろ
もしも 「少数第1位の数 」が4以下 ならば
「整数部分」を表示しろ
そうでなければ
(「整数部分」+1)を表示しろ

しかし、もっと簡単な方法があります。

「整数部分」に(「小数」+ 0.50 )の整数部分を代入しろ
「整数部分」を表示しろ

これなら、たったの2行です。工夫すれば1行にもできます。注目すべきは小数第一位について「四捨」と「五入」で場合分けする必要がないところです。コンピューターで遅い処理の1つが場合分けです。これが無いのは大きいですね。

これがアルゴリズムを考えるということです。そして本来はアルゴリズムも「プログラミング教育」に入ります。むしろアルゴリズムの方が大切です。

「目的」と「手段」を分けて考える発想を養う

上で見たように、コンピューターを使いこなすということは、目的と手段を分けて考えることに他なりません。

「四捨五入を求める」という目的の実現方法は何通りも考える事ができます。視野を広げるほど、いろいろな手段が思いつきます。
そして上の例題では、たまたま「小数第1位を」四捨五入する条件だったので「0.5を足す」という短い計算方法が選択できたわけです。

プログラミング教育では、次のような取り組みを体験させる狙いがあります。

  • 答えが1つに定まらないような問題にチャレンジする。
  • 試行錯誤で最適解を見つける。

難問に対して「無理だ」と即答しては何も生まれません。正解が1つという発想を捨て、今できる最大限の答えを見つける発想を変えれば、できることが生まれます。そのように視野を広げて、手段を何通りも並べて、何度も試しながら、最適解を導いていくこと大切なのです。

またそのために、国語、算数、理科、社会、英語や美術、技術などの素養が必要です。逆に、勉強したことを使おうとするから身に着きやすくなる、という側面も出てくるでしょう。

今こそ理系的なプログラミング教室が必須!

ですから「ただ図面を見ながら組み立てるだけ」みたいなプログラミング教室には、絶対にしたくありませんでした。
また、時代や流行りに依存するような専門知識を詰め込んでも、価値がないと思いました。

かつて高校生がBASICというプログラミング言語を習わされて、それでセンター試験も受験しました。しかし今やBASICを使う最先端の仕事など、ほとんどありません。高校までの学校教育において、特定のプログラミング言語の用語や文法を覚えさせても意味がないのです。時代に合わせた職業訓練は専門学校の仕事です。
第一、みんながプログラマーになるわけではありません

そして実際のところ、「組み立てるだけ」とか「職業訓練の簡易版」のような小中学生向けのプログラミング教室が多いです。私はそういうプログラミング教室を教育とは見なしていません。もちろん趣味と割り切れば良いですが、私は少なくとも自分の子供にそれをやらせようとは思いません。

そうではなく、もっと根本的に、生徒たちの血肉になるような活動にしたいと思いました。
理数系の頭脳や論理的な思考力を、ちゃんと伸ばす活動にしたいと思いました。

知らないうちに、高度な数学的なセンスや図形のセンスが身に着いている。
知らないうちに、創造する喜びが体験できている。

そんなプログラミング教室にすべきだと思いました。

だから、もう自分でプログラミング教室を作るしかなかったのです。

マイクラミング

本来のプログラミング教育は、偏った専門知識を覚えさせたり、特定の技能を訓練するものではなく、子供たちが問題に立ち向かう基礎力を育てるものです。

マイクラミング」は、そんなプログラミング教室になっています。そうなるように教育改革後の学習指導要領をにらめっこしながら作りました。子供たちの頭を良くするために塾長が自ら開発!しました。

そして、テキストは本厚木校の髙橋先生にお願いして、小学生にも親しみやすい構成にしてもらいました。「プロボン」というキャラクターも生まれました。ありがとうございます。

生徒たちは、パソコンやプログラミングの専門用語なんて、ほとんど覚えません。いち早く課題を解決することやマインクラフトで建築を「創造」することに没頭できるようになっています。試行錯誤が大切なのであって、専門知識の暗記をしたいわけではないからです。

それでいながら、小学1年生がマイナスの数を理解し、計算もできるようになります。それどころか、高校2年生の空間ベクトルで習うはずのxyz座標を、小学生が理解して、使いこなしています。そのような数学の知識を活用してプログラミングを楽しんでいます。
そして、マインクラフトの世界に多くの魔法をもたらしています。

小学1年生でも取り組めるジュニアコースから、三角関数やデータ処理を扱うハイコースまで用意しました。実際ヒーローズ植田一本松校プログラミング教室には、小学1年生から高校3年生まで広い層が在籍しています。

日本人の「プログラミング」に対する誤解がちゃんと解けて、正しいプログラミング教育が、もっともっと盛り上がっていくことを願うばかりです。

まずは近隣の方から、ぜひお立ち寄りくださいませ。

 


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個別指導ヒーローズ 植田一本松校
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教室の様子(360度カメラ) http://urx.blue/HCgL

なぜプログラミング教室は小学生からなのか?

幼稚園児のイラスト

塾長です。おはようございます。

夏期講習、面談、体験授業などで忙しくしていたら、すっかりブログを書かなくなっていました。先日の面談で、お母さまから「ブログ読みました」と言われて思い出しました。ありがとうございます。

さて「プログラミング教室は何歳から?」についてお答えします。よく聞かれます。

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全国統一小学生テスト

全国統一小学生テスト

塾長です。

本日は全国統一小学生テストです。ここヒーローズ植田一本松校でも、朝から小学生が難問にチャレンジしています。みんな一生懸命。超シーンとしています。

平均点を取れたらクラスの上位!?

意識の高い子、レベルの高い子が受験する模試です。学校で平均点くらい取れている生徒でも、偏差値40くらいしか取れません。

問題は量が多く、難しく、見たことが無いようなものもあるでしょう。しかし、よくよく見直すと、ちゃんと教科書で習ったことの組み合わせで解けるようにできています。
ただし高学年の一部の問題は、中学で習うことも少し入っています。

お受験をしない子、そもそも模試に慣れていない子は、まず偏差値40が1つの目安です。
もちろんお受験を考えている場合は、志望校の合格偏差値を目指します。

お受験しなくてもチャレンジが大切!

難しいし、一部は学校で習ってないことも出題される。それでもチャレンジすることが大切です。たとえお受験をしなくても、受験で頑張っている同じ学年の子たちが

「いったいどんな勉強をしているのか?」

を体験することができます。

他人の努力を知るのは良いことです。

頭の良い子や賢い子、それなりに努力をしているのです。そのことが分かります。スポーツや芸術もそうですね。

他人の才能を羨まず、ねたまず、素直に凄いと言える人間。
他人の努力をバカにせず、素直に可能性を共感できる人間。

そういう正しい人間になって欲しいと思います。

何事も経験しなければ分かりません。

自分に直接関係が無くても、その分野で頑張っている人がいること。
凄い人は最初からすごいのではないということ。

ぜひ体験して下さい!

 


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なぜ小学生のプログラミングはスクラッチが主流なのか?

小学生にはスクラッチが良い理由

こんばんは!塾長の松下です。

プログラミング教室の認知度が高まってきました。
あと1年ですからね、小学校でプログラミング教育が必須化されるまで。

ところでお母さん、お父さん、「プログラミング教育」と聞いて、どんなイメージが思い浮かびますか?

もしも次のようなイメージだったら大きな誤解です。
それは10年以上も前の話しで、今は違います。

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プログラミング教室の体験会 今日も楽しかった!

マイクラミングのサムネイルです

木曜と土曜が満員になったので定員を増やします

本日も小学生向けにマイクラミングの体験会(定員2名)をしました。
わざわざ隣の学区から姉妹でお越しいただきました。

「マイクラはよく知っているけど、パソコン操作は初めて」

とのこと。
いざ体験してみるとパソコン操作は直ぐにこなせました。
高学年だけあって、のみ込みが早いです!

お父さまもお母さまも一緒になってプログラミングを楽しんでいただきました。
「僕もやりたいくらいです。」
とお父さまからお墨付きをいただいて、姉妹そろって2月から受講スタート!

これで土曜日の14時台が満員御礼になりました。
木曜日も満員です。

先週の体験会で「土曜日は午前中もやって欲しい」とご要望をいただきました。
ということで、そろそろ他の曜日や時間帯も拡大していきます!

マイクラミングの短いデモ動画を作りました

デモ用に動画を短くしました。

あと、YouTubeのカスタムサムネイルの使い方を覚えました。
やっとYouTubeの投稿の仕方が分かってきましたよ。
プログラミングの方が簡単に思えます・・・。

小学2年生が開眼し始めた!

木曜日に来ている小学2年生の男の子が急成長してきました。
最初のうちは、座標やマイナスの数を使いこなすのに苦労していました。

でも今では、自分で図面を描いて、座標を決めて、勝手にプログラミングしていきます。

スゴイ!

村人もびっくり

村人もビックリです。

最近では、繰り返し処理やタイマー処理も覚えてきました。

座標やマイナスの数をプログラミングで使いこなすうちに、物事を数字に置き換えて考えることができるようになってきたんですね。
将来が楽しみです。

 


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プログラミング教室の体験会 みんなマイクラ大好き!

マイクラミングの画面イメージ

今日もプログラミング教室の体験会をしました。
小学生の男の子。チラシをお母さまに見せ、

プログラミングは大事だ、やりたい!

と訴えて、ご両親と一緒に来てくれました。
お子様の話をきっかけに、保護者様もアンテナを高くし、

「え、もうそんなことになってるの!?」

とご興味を持たれたそうです。
最近このパターンが多いですね。

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全国統一小学生テスト

全国統一小学生テスト写真

今日は全国統一小学生テストを実施しました。

ヒーローズ植田一本松校と赤池校の両方で、それぞれ実施しました。

塾の生徒も、そうでない生徒も、教室にたくさん集まって受験してくれました。

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