米国でコンピューター サイエンスを教える際の課題と、CodeGym がそれらの課題の克服にどのように役立つか

あなたが CS を教えている教育者、またはこの主題に取り組む準備をしている場合、この記事は非常に役立ちます。米国の学校における CS 教育の主な傾向 (State of Computer Science Education 調査に基づく) をまとめましたので、留意してください。

基本的なコンピューティングを提供している中学校は半数のみ

CS を学ぶことで、好奇心と想像力が養われ、論理的かつ批判的思考と問題解決スキルが向上します。簡単に言えば、コンピューター サイエンスは「より賢い」国家の成長に役立ちます。そして政府もそれを知っています。そのため、過去 1 年間、学校はテクノロジの能力を強化し、低学年でコンピューター サイエンスを教え始めました。また、K-12 課程の最上位にある一部の学校では、高校生がサイバーセキュリティ、データ サイエンス、人工知能などの高度なテーマを学習することもあります。それでも、現在、基礎的なコンピューター サイエンスを提供している米国の高校はわずかに過半数 (53%) に過ぎません。 2018年の調査と比較して、「CSスクール」の割合が35％から大きく上昇していることは言うまでもありません。 この大きな進歩は主に、教師、学校指導者、校長、政策立案者、その他の擁護者の献身と努力によって達成されました。さらに、AP コンピュータ サイエンス試験を受ける学生の数は、ここ数年で急増しています。実際、AP コンピュータ サイエンスの試験は 13% 増加しました (7,139 校で 179,188 件の試験)。2016 年に開始された AP コンピューター サイエンス A 試験は、問題解決と、Java をコアとして使用したオブジェクト指向プログラミングに焦点を当てています。この試験では、コンピューター サイエンスの大きな概念が取り上げられ、生徒はアルゴリズムを含む計算的思考に慣れることができます。一部の学校では試験の準備を十分に行うことができませんが、多くの教師が知識分野をカバーし、生徒が CS 試験に合格するために必要なスキルを訓練する オンラインJava コースを参照しているのはそのためです。

学校におけるCS指導の不均衡

そうは言っても、今日の社会におけるITの重要性を考えると、半数近くの学校にCSコースがないというのは不十分です。そのため、この調査では、コンピューター サイエンス教育を受けられる生徒にある程度の格差があることが明らかになりました。田舎の学校、都市部の学校、経済的に恵まれない生徒の割合が高い学校は、CS を提供する可能性が低いです。したがって、あらゆる層の学生のアクセスと参加を改善するために、さらなる取り組みが必要です。だからこそ、Code.org Advocacy Coalitionは、CS を米国の教育システム全体の基本的な部分にすることを目的とした 9 つのポリシー を策定しました。この包括的な政策枠組みは、公平性と多様性、明快さ、能力、リーダーシップ、持続可能性の原則をサポートすることにより、コンピューター サイエンスの教育と学習を拡大します。そして、統計を確認すると、9 つの政策をより多く採用している米国の州では驚くべき成果が得られていることがわかります (つまり、コンピューター サイエンスを提供する学校の割合が高くなります)。 前年中に 31 の州が 50 のコンピューター サイエンス教育政策を採択し、アラバマ州、アーカンソー州、アイダホ州、インディアナ州、メリーランド州、ネバダ州、サウスカロライナ州は Code.org Advocacy Coalition が推奨した 9 つの政策すべてを実施しました。注目すべき点は、これらの州のうち 2 つの州 (アーカンソー州とサウスカロライナ州) でコンピューター サイエンスを提供する高校の割合がそれぞれ 92% と最も高く、次いでメリーランド州が 90% であることです。

CS コースの教師の多くは CS の認定資格さえ持っていません

最近まで、ほとんどの州では、CS コースの教師に CS の認定資格を持つことさえ要求していませんでした。これほど多くの CS 教師は CS には初めてですが、教えることには慣れていませんでした。回答者の 53% が 10 年以上の教室での経験があり、そのうち 10 年以上の CS 教室での経験がある教師はわずか 16% でした。さらに、CS、IT、または関連分野の学位を取得しているのは 30% のみで、コンピュータ サイエンスの副専攻を取得しているのは 6% でした。結局のところ、多くの CS コースは、CS の教員資格を持たない人によって教えられています。なぜこのようなことが起こるのでしょうか? 一部の州には認定プログラムがなかったり、適切な資格への経路が一貫していないためです。このことから、教師には CS を教えるための準備を整えるためのより簡単な道筋が必要であると結論付けるのは簡単です。認定資格や追加コースを取得すると、教師が他の人にコンピューター サイエンスを教えるのに十分な知識を確実に得ることができます。したがって、CodeGym は、オンラインの専門能力開発を提供し、試験、認定、レッスンの準備を (特定のトピックに関する追加情報を提供することにより) 行うことで、学生と教師を支援します。

中等教育が CodeGym コースからどのようなメリットを得られるか

レッスンは「ゲーム化された」形式で設計されており、教師が CS コースにインタラクティブなものを追加して、初級または上級のクラスにとってレッスンをより魅力的なものにしたい場合には、明らかなボーナスになります。さらに、理論は実際の例を通して説明されています。このコースでは 2 つの学習経路が提供されます。1 つ目は拡張されており、それぞれ 10 以上のレベルを含む 4 つのモジュール (Java 構文、Java コア、Java マルチスレッド、Java コレクション) で構成されています。各モジュールを完了すると、学生は理論的な講義と実践的なタスクの両方を通じてプログラミング スキルを習得します。さまざまなトピックや複雑さのレベルに関する 1,200 のコーディング課題を解決することが求められます。

CodeGym拡張コースのカリキュラム:

2 番目の学習経路は、18 レベルを含む AP Java 試験トレーニング プログラムです。このパッケージは、学生がこの試験に合格する必要があるトピックで構成されています。

AP Java 試験 CodeGym コースのカリキュラム:

このコースは中級レベルから、ゲーム、チャットボット、ATM エミュレータ、レストラン用アプリなどのミニプロジェクトを書き始める素晴らしい機会を学生に提供します。素晴らしいのは、このコースはスマートな自動タスク検証システム (仮想メンター) でサポートされていることです。 ）あなたの「宿題」を即座に検証し、それに対してフィードバックを与え、間違いを修正するのに役立ちます。タスク実装のプロセスを簡素化するために、CodeGym は、最も人気のある最新の Java IDE の 1 つである IntelliJ IDEA と統合されています。したがって、学生は IDEA で直接タスクを完了できるようになります。さらに、このコースは Android アプリでも利用できるため、快適さと柔軟性がさらに高まります。このコースは学校またはカレッジごとにグループでご利用いただけます。学生のすべてのアカウントはあなたの特別なセクションに接続されています。プライベート グループでは、全員がリーダーボードにアクセスでき、生徒のレベルと参加したタスクに基づいて、生徒の成績と評価が表示されます。コメント/記事を作成するオプションも利用できます。新しい記事が投稿されると、すべてのグループ メンバーにすぐに通知されます (記事には学習教材、タスクのディスカッションなどが含まれる場合があります)。

まとめ

前年に比べてコンピューター サイエンスへのアクセスは明らかに進歩していますが、多くの学校の教育者は依然としてコンピューター サイエンスを教える上で多くの課題を抱えています。主な課題は次のとおりです。

• CS を教えるための実践的な専門知識の欠如
• 統一されたトレーニングプログラムが存在しない
• CSトレーニングへのアクセスが不十分である

あなた自身が教育者であれば、おそらくこれらの苦労をすでによく知っているでしょう。幸いなことに、高等教育向けの CodeGym コースを使用すると、プログラミングの基礎の知識をレベルアップし、生徒に効果的な CS トレーニングを設定できるという 2 つのメリットがあります。