AI・テクノロジー

プログラミングを学ぶ基礎にドローンが活躍!

2020年度からプログラミング教育が小学校で必修化されます。そんな中、福島県田村市は、小学生にも分かりやすく楽しめるドローンを使用し、簡単なプログラムを作成することを始めました。またドローンで地域復興にも役立てるという記事がありました。

プログラミング教育とドローン?ということで、今回はこのプログラミング教育とドローンについて紹介します。

小学校でプログラミング教育が必修化

プログラミング教育は、情報化による技術革新、グローバル化が進む社会に、気後れしない教育が必要だという考えが背景にあります。変わりゆく社会の流れに、なすがままではなく、主体的に関わり・向き合うことができる力を養うことが目的とされています。

プログラミング教育の概要

小学校で始まるプログラミング教育は、プログラミング言語を用いた専門的なプログラムを学ぶことではありません。プログラミング的思考を養う教育です。

特にプグラムを設計したりすることはないので、プログラミング言語を使ってソースコードを記述することもありません。

そして「プログラミング教育」という新しい教科・科目ではないので、時間割に追加されることもありません。現在ある教科(国語・算数・社会など)、総合的な学習の中で取り組んでいきます。

【プログラミング的思考とは?】
文部科学省の定義にもあるように、プログラミング的思考は「自分が意図する一連の活動を実現するために、どのような手順が必要か、どのような改善が必要かを論理的に考える力」です。思考力・判断力・表現力を使い身に付けていきます。"

プログラミング教育の意図

さまざまな形で変化する社会に求められる力を身に付けることが、プログラミング教育のねらいです。

1. 情報分析力
プログラミング的思考の習得することで、何度も繰り返しながら試行錯誤することで、論理的能力を身に付けることができます。さまざまな情報を理解し分析するための読解力は、知識や技能を学ぶ基本になります。

2. 創造力
分析した情報をどのように活用するかを、発想・創作・改善を繰り返しつなげていく能力は、将来に大きな役割を果たす能力になります。

3. 総合学習の向上
プログラミング的思考を取り入れることで、既存の教科の学習がより確実に身に付きます。分析するための読解力から新たな創造力を活用すると、これまでの学習が明確・確実に理解することができます。

プログラミング教育の問題点

プログラミング教育の展望は明らかになっていますが、展望を叶えるための手段がまだ不確実な点が挙げられます。

■ 教員の負担が増える
まず前例がないことに加え、教員側はプログラミング教育を受けていない世代が担当することです。小学校は担任教員がほぼ全教科を受け持つため、事前にプログラミン教育について知識を理解しておかなくてはなりません。また小学校では、英語の必須化が同時に始まるため教員への負担が倍増します。

■ プログラミング教育の環境整備が不十分
既存の教科と融合させるプログラミン教育のため、通常のカリキュラムの編成が必要になります。教材を含め、校内の環境もまだ不十分であると言えます。

STEAM教育とプログラミング

プログラミングはSTEAM教育の一環であります。このSTEAM教育の発祥はアメリカから始まり、世界各国でも大変注目されています。

日本での具体的な取り組みは「STEM教育研究センター」の設置や、前述でも紹介した小学校で始まるプログラミング教育の導入などがあります。最近の学習塾では、このSTEAM教育を指導カリキュラムに組み入れている塾も出てきました。

STEAM教育

STEAMは「Science (科学)」「Technology(技術)」「Engineering(工学)」「Art(芸術)」「Mathematics(数学)」の頭文字を取った略称です。そしてSTEAM教育とは、理数系と芸術分野に注力した教育手法です。「STEM教育」の進化系とも言われています。

理数4つの分野の知識と技術をベースに応用し、創造力と表現力によって問題を解決していくことを教育方針としています。

現代社会を、IT技術の発展とともに変わりゆく社会を生き抜く能力を持つ人材、自ら変化を生み出す力を持つ人材が必要とされます。そのために必要な教育がSTEAM教育です。

STEAM教育の内容

AI(人工知能)やロボット、IoT(モノのインターネット)などが急速に普及され、IT技術の進化に対応できる人材育成が目的とされています。事実、現状ではこのような世界規模の技術革新を進める人材は不足しています。進化する社会を生き抜く、必要とされる人材育成は、アメリカでも提唱されていたように、日本も国家戦略の一因と言えます。

未来を創る子どもたちに必要な教育は、テクノロジーをさらに発展させていく理数知識と、問題を解決する創造力・表現力です。

STEM教育ではAIやロボットのイノベーションを遂行します。STEM教育に「Art(芸術)」加えられることで、豊かなモノづくりが実現し、AIやロボットが不得意とするクリエイティブ能力を育てる学びができます。

海外でも進むSTEAM教育

STEAM教育発祥の地アメリカでは、国の国家戦略とし取り組まれています。学校での授業にロボット研究・プログラミングが加えられています。

アジア諸国でも広がりを見せ、中でもシンガポールは特に注力しています。国立サイエンスセンターが組織を設立し、ロボット工学やプログラミングといった中学生向けの教育プログラムを提供。中学校ではこのプラグラムを基にSTEAM教育が行われています。

ドローンで学ぶプログラミング

実はドローンのプログラミングは、注目のプログラミング教育を小学生にも分かりやすく学習することができます。アメリカを中心に学校教育の現場で活用されています。

つまりドローンは、コンピュータープログラミングを楽しく学べる教材ツールなのです。

Tello EDU

「Tell EDU」はプログラミングも学べる、教育に最適な教育用プログラミングドローンです。世界大手のドローンメーカーDJI社の操作技術とInterlの半導体技術を搭載しています。(Ryze Tech社製、重量:約87g、価格:17,050円)

プログラミング
・Tello EDUはブロックプログラミングに対応しています。パズルのように組み合わせていくだけでプログラミングできます。
・プログラミング言語(Scratch/Python/Swift)を簡単に学ぶことができます。

編隊飛行
・複数台のTello EDUを1台のデバイスで一度にプログラミングできます。
・ミッションパッド(プログラミングを高精度にするツール)を使って飛ばせば、宙返り・アクロバットなどの編隊飛行を楽しめます。

AI
・ビデオストリームデータと連携させれば、AI開発や画像処理ができるようになります。例えば、プログラミングによる3D再構築/コンピュータービジョンなどのAI機能の知識を深めることができます。

プログラミング教育にドローンを活用する意義

教育用ドローンは、プログラミング教育の要であるプログラミン的思考を多く学ぶことができます。創造力を身に付ける分野において「クリエイティブ・ラーニング・スパイラル」という発想・創作・遊び・共有・改善を繰り返すことで習得する、創造的な思考と力、創意工夫を学ぶことができます。

文部科学省が提案する「Society 5.0~社会が変わる、学びが変わる~新たな時代を豊かに生きる力の育成」という社会課題の解決をできる人材育成があります。教育用ドローンは、Society 5.0の学びのツールとして、教育現場の教員にもイメージしやすいと言われています。

ドローンで教育イベント

プログラミング教育導入を目前としている日本でも、ドローンを使った教育イベントが各地で開かれています。

■ 2019年6月大阪 
小学生向けに「社会の役に立つドローンの活用方法を考える」をテーマに、ドローンを使ったプログラミング教育の公開授業が行われました。跳び箱などを並べ、障害物を越えてドローンを飛行するという、目的到達型のプログラミングを作成しました。

■ 2019年10月名古屋
「ドローンを飛ばそう! iPadでプログラミング」小学生を対象に、iPadでプログラミングしてドローンを飛ばすというイベントが開催されました。ドローン教材には「Tell」を使用し、仮ヘリポート~着地ポイントまで正確に着地させるというミッションに、みんなでプログラミングを作成し改善しを繰り返しながら、ミッションを成功させました。

今後期待されるプログラミング教育

プログラミング的思考を学ぶことで、予測できない社会の変化に順応し対応できる力を身に付けることができます。いずれも将来の社会生活に役立つ能力です。

プログラミング教育は必須化されますが、主体的に物事に向き合い、いかに楽しく創造力を身に付けていくか、その過程が大切です。

教育用ドローンは、発想・創造・遊び・共有・改善ができるという観点から、これから始まるプログラミング教育に適した教材の1つと言えるでしょう。