Scratchとai Explore!ゲームを用いた早期プログラミング教育におけるゲーム開発型学習の効果

1. プログラミング教育の未来を拓く：ゲーム開発型学習の可能性

デジタル化が進む現代社会において、早期のプログラミング教育は非常に重要です。STEM教育やコーディングプログラムに参加した子どもは、学業成績が向上し、将来的にSTEM分野に進む可能性が高いことが示されています（Allen et al., 2019; Grover & Pea, 2013）。

しかし、若い学習者にとってプログラミングは抽象的で、モチベーションの維持が難しいという課題があります。この課題を解決するための一つの効果的なアプローチが、ゲーム開発型学習（GDBL）です。

本研究は、Scratchとai Explore!ゲームを用いた構造化されたGDBLアプローチが、従来の指導法と比較して、小学4年生のプログラミング習得度にどのような影響を与えるかを調査したものです。

2. 紹介する論文の概要

研究の目的

本研究の目的は、構造化されたゲーム開発型学習（GDBL）アプローチに参加した小学4年生と、従来のプログラミング指導を受けた生徒のプログラミング習得度を比較することでした。特に、ai explore!ゲームから派生した単一の最適化ベースの問題文脈を通じて、Scratchでのプログラミング概念の段階的導入を支援する指導アプローチに焦点を当てています。

研究の方法

研究は、クロアチアの公立小学校の5つの小学4年生クラスを対象に実施されました。クラスは実験群と対照群にランダムに割り当てられ、全クラスは同じ教師によって指導されました。

1. **参加者:** クロアチアの小学校5クラスの小学4年生104名（実験群2クラス、対照群3クラス）が参加しました。全クラスは同じ教師によって指導されました。
2. **介入:**
   • 実験群: 7週間にわたり、ai explore!ゲームをベースとした8つの段階的に複雑なタスクを通じて、プレイ可能なゲームをScratchで開発しました。この過程で、シーケンス、繰り返し、条件分岐、変数、入力処理といったプログラミング概念が段階的に導入されました。
   • 対照群: 教科書の例題や課題を用いた従来のプログラミング指導を受けました。
3. **評価:** 介入前には基準となるプログラミング知識を測る事前テスト、介入後には主要な成果指標として事後テストが実施されました。
4. **分析:** 主要な分析は、クラス単位の割り当てを考慮したクラスレベルの厳密なランダム化テストで行われました。また、学生レベルのマン・ホイットニーU検定も補助的に実施されました。

3. 研究結果のポイント3つ

本研究の結果は、ゲーム開発型学習（GDBL）が早期プログラミング教育において効果的なアプローチである可能性を示唆しています。

4. ADVANCEの現場から見た実感

堺市南区のプログラミングスクールADVANCEで実際にプログラミングを教えている講師としての意見は以下の三つです

5. 保護者の方へ：家庭でできること

ご家庭でも、お子様のプログラミング学習をさらに充実させるためのヒントを3つご紹介します。

6. 参考文献

1. Allen, P. J., Chang, R., Gorrall, B. K., Waggenspack, L., Fukuda, E., Little, T. D., & Noam, G. G. (2019). From quality to outcomes: A national study of afterschool STEM programming. International Journal of STEM Education, 6, 37. [CrossRef]
2. Crnkovi´c, B., Mikuli´c Crnkovi´c, V., & Traunkar, I. (2024). The exhibition, games and virtual reality—Technologies in math education. In T. Volari´c, B. Crnoki´c, & D. Vasi´c (Eds.), Digital transformation in education and artificial intelligence application. MoStart 2024. Communications in computer and information science (Vol. 2124). Springer. [CrossRef]
3. Holenko Dlab, M., & Hoic-Bozic, N. (2021). Effectiveness of game development-based learning for acquiring programming skills in lower secondary education in croatia. Education and Information Technologies, 26(4), 4433–4456. [CrossRef] [PubMed]
4. Kafai, Y. B., & Burke, Q. (2015). Constructionist gaming: Understanding the benefits of making games for learning. Educational Psychologist, 50(4), 313–334. [CrossRef] [PubMed]
5. Mikuli´c Crnkovi´c, V., Crnkovi´c, B., Traunkar, I., & Holenko Dlab, M. (2024, October 3–4). [ai] Explore!: An educational game for developing programming skills and algorithmic thinking. Proceedings of the 18th European Conference on Games Based Learning (Vol. 18, pp. 623–633), Aarhus, Denmark. [CrossRef]
6. Papert, S. (1980). Mindstorms: Children, computers, and powerful ideas. Basic Books. Available online: https://mindstorms.media.mit.edu/ (accessed on 26 September 2026).
7. Mikuli´c Crnkovi´c, V., Crnkovi´c, B., Holenko Dlab, M., & Traunkar, I. (2026). Game Development-Based Learning for Early Programming Education Using Scratch and the [ai] Explore! Game. Educ. Sci., 16(10), 1641. [CrossRef]