大学入学前のコンピュータサイエンス

コンピュータ科学者は、私たちの技術的なインフラストラクチャの中心的な役割を担っています。 彼らは、軍、企業、および一般消費者が使用するハードウェア、ソフトウェア、およびその他のアプリケーションを開発します。 このため、コンピューター サイエンスは、今日、米国で最も急速に成長している職業分野の 1 つとなっており、ソフトウェア エンジニアなどの一部の職業は、2012 年から 2022 年にかけて推定 22% の成長が見込まれています。 これは、この分野に興味を持つ学生や若い専門家にとって非常に大きなチャンスである一方、大学レベルでも就職市場でも競争が激化していることを意味します。

コンピュータ サイエンス教育の多くの専門家は、大学入学前のスキル開発が成功への鍵であると説いています。 6 歳や 7 歳の生徒が、コンピューター プログラムの背後にある論理を学び、場合によっては、簡単なプログラムを自分で作成する方法を学んでいます。 しかし、幼稚園から高校までの教育課程では、コンピュータサイエンスに関する正式な学習はまだほとんど行われていません。 2011年には、全米の高校のわずか5パーセントで、この科目のアドバンスト・プレースメント・テストが実施されました。

以下のガイドブックは、学生や保護者が、大学入学前にコンピュータ・サイエンスを学ぶために利用できる多くの機会を特定し、理解するのに役立つものです。 主な内容：

• なぜコンピュータ・サイエンスが初等・中等レベルで学ぶことが重要なのかについての詳細な考察。
• 大学進学について詳しく見ていきます。特に、高校生が中等教育後のレベルで高度なコンピュータ科学を学ぶために、どのように準備したらよいかを説明します。

Elementary

The young children have a natural gift for learning a foreign language.The foreign language has a natural gift for learning a foreign language.The foreign language is a foreign language is a foreign language. 小学校のカリキュラムでスペイン語や中国語を教えることを支持する人たちは、子供たちは大人よりも有機的に概念や語彙を吸収すると主張しています。 コンピュータ・プログラミング、別名「コーディング」は、非常によく似た要素を含み、複数の言語を組み込んでいます。 また、コーディングは、生徒のコラボレーション、創造性、デザイン、プレゼンテーション、問題解決のスキルを促進する。 このため、多くの保護者が疑問を抱いています。 なぜ子どもたちは学校でコンピュータサイエンスやプログラミングの基礎を学ばないのでしょうか？ 2146>

Why Start in Elementary School

コンピュータ サイエンスとコーディングに興味を持つ教師、管理者、校長は、オープン ソースのカリキュラムに注目し、ボランティア ベースのプログラムを学校に導入するのに役立てることができます。 CodeEd は、ニューヨーク、ボストン、サンフランシスコの女の子にコンピュータ サイエンスとプログラミングの原則を教える非営利のボランティア プログラムで、早ければ 6 年生から開始されます。 CodeEd の Angie Schiavoni 氏は、「子どもたちは明らかに、幼い頃から複雑なコンピューター サイエンスの概念を学ぶ能力を持っていることがわかりました」と述べています。 CLEARLINK の Charlie King 氏は、子供が興味を示したらすぐにコーディングを始め、コンピュータ サイエンスを掘り下げるべきだと提案しています。 具体的な年齢はそれほど重要ではないかもしれません。

「4年生か5年生は楽しいところです」と、彼は言います。 また、”李錬 “は、”李錬 “が “李錬 “を “錬 “に置き換えたものである。 私の息子は5年生ですが、とても気に入っています」

ここで、初等教育レベルでの教育にコンピュータ サイエンスとコーディングを追加する理由をいくつか紹介します。

• 2020年までに、この分野で働くスキルを持つ大卒者の数を上回る、10万人を超えるコンピュータ関連の仕事が発生すると、The Educators Roomは報告しています。
• Computer Science Teachers Associationによると、ほとんどの子供はコンピュータを使うことに関しては高機能ですが、ワイヤレスインターネット接続がある小学校はわずか57パーセントです。

Resources for Coding Basics

多くの組織が幼児向けのコーディング教育を行っています。

「幼児がプログラミングを学ぶのに最適な方法は、非常に具体的な方法でそれを始めることです」と、CodeEdのAngie Schiavoniは言います。 「これは、子供がサッカーをするのに最適な方法は、ドリブルやパスの仕方を学ぶことではなく、フィールドに出て、たくさんサッカーをすることであるようなものです。 CodeEd と同様、Scratch では、インタラクティブなストーリー、アニメーション、ゲームを作成し、オンラインで共有する機会を若い学生に提供します。 8 歳から 16 歳の子供向けに設計されていますが、視覚的な表現を使用して基礎的な数学的および計算的なアイデアを教えるため、このプログラムはすべての初心者のコーダーに適しています。 このサイトには、子供向けのセクションだけでなく、親や教育者向けのセクションもあります。

Scratch と CodeEd は、テクノロジーに興味を持つ小学生向けの数多くのオンライン リソースのうちの 2 つにすぎません。

• Alice.org Alice.org は、あらゆる年齢の子供たちがオブジェクト指向プログラミングについて学ぶことができる 3D プログラミング環境を提供します。 ダウンロード、ライセンス、チュートリアルがあります。
• Codecademy.com Codecademy.comは、誰でも無料で簡単な例と方法を使って、コードの書き方を学ぶ機会を提供します。Code.orgは、ドラッグ＆ドロップでプログラミングをするチュートリアルで、コンピュータサイエンスの基礎を教えます。 6623>
• ComputerScienceForKids.com ComputerScienceForKids.comは、自宅学習者向けの4種類の言語-プログラミングトラックと、公立教室で使用できる教師向けのカリキュラムを提供しています。
• DaisyTheDinosaur DaisyTheDinosaurは、5歳から8歳の子供に基本的なロジックを紹介し、プログラミング空間に一言コマンドをドラッグできるiPadアプリです。
• Hackety.com Hackety.com では、アプリケーションやWebサイトで使用するプログラミング言語、「ルビー」の基本を学習することができます。 オンラインコースには、An Introduction to RubyとAn Introduction to Programmingがあります。
• Kodable Kodableは、5歳の子どもたちにコーディングスキルを身につける方法を教えるためのiPadゲームです。
• PluralSight PluralSightは、子供はすでに技術のエキスパートであることを知っており、Teaching Kids to ProgramやLearning to Build Apps with App Inventorなどの無料のコースを提供しています。
• Scratch.MIT.edu MITメディアラボが開発したビジュアルプログラミング言語で、子供は対話型のアニメ、ゲーム、物語を作ることができるようになります。
• TeachKidstoProgram.com TeachKidstoProgram.com は、子供たちがプログラミングに興味を持つよう、ウェブサイトやソフトウェア、ハードウェア、そして Jason Briggs による Python for Kids のような書籍などを提案しています。
• TeamTreeHouse.com TeamTreeHouse.com では、専門の講師が作成した1000以上のビデオを通して、Webコーディングとデザインについて学習することができます。
• Udemy.com Udemy.comは子供向けのコースを多数提供しており、中でもかなり安価なKids Coding-Beginner HTMLは若い学習スタイルに合わせて作られており、最終プロジェクトも含まれます。

興味をかき立てるだけでなく、CodeEd や Scratch などのプログラムの創設者は、その努力がこの分野の長期的な成長につながることを望んでいます。 「しかし、追いつくにはまだ長い道のりがあります。 エストニアでは最近、1 年生の 100 パーセントがコンピューター サイエンスの授業を受けることを義務づける国家プログラムを実施しました」

Middle School

K-5 でコーディングをする機会を失った生徒にとって、中学校はより幅広い機会を提供します。 中学校の教師は、ゆっくりと、しかし確実に、コンピュータ サイエンスの基本をカリキュラムに組み込んでいます。 この時点では、特定の言語を教えるのではなく、単に基礎となる概念や基本を紹介するだけかもしれません。

CLEARLINK の Charlie King 氏は、「目標は、プログラミングの理論を学ぶことです」と述べています。 と、クリアリンクのチャーリー・キングは言います。「IFやLoopで操作する方法を理解していれば、言語は関係ありません。 HTML/CSS/JavaScriptの基本は簡単で、最もシンプルなレベルでクールなものを作ることができる。 それが欲望を掻き立てることもある。 それで興味を持ったら、C++/Java/PHP などの強力な言語が実世界でよく使われていて、楽しく遊べます」

この年齢の子どもたちは、ビデオゲームを作ったり、自分の Web サイトを作ったりすることで、コンピューター サイエンスへの興味を持つことが多いようです。 この種のプロジェクトは、創造性を使って、コアスキルを紹介し、発展させます。

「コンピューター サイエンスとは、美しく、役に立つものを作り、構築することであるというメッセージを伝える必要があります」と、CodeEd の Angie Schiavoni 氏は述べています。 「たとえば、CodeEd のクラスで教える Web 開発は、創造性と自己表現であり、単に怖そうなタグをたくさん覚えることではありません」

高校生になるころには、コンピューター サイエンスを恐れることはないでしょう。

Using Games to Learn

中学生の子供たちは、一人でもオンラインでもゲームをするのが大好きです。 バットマン、トゥームレイダー、コールオブデューティは、クリスマスツリーの下や誕生日パーティーで数え切れないほど登場しました。 親や教師としては、ゲームが教育の機会にならない限り、ゲームは学業の妨げになるように思えるかもしれません。

• Codea CodeaはiPad用にダウンロードできるアプリケーションで、Luaプログラミング言語を使ってゲームやシミュレーションを作ることができます。
• CodeAvengers.com JavaScriptでゲームを作ることができ、ゲーム作り入門やグラフィック入門、プログラミング入門などのチュートリアルがあります。
• GameInstitute.com GameInstitute.com は、ゲームプログラミング、ゲームアート、アニメーション、そしてゲーム制作に使用される Unity プラットフォームについて学ぶ機会を提供します。
• Hour of Code コロラド大学ボルダー校が主催する Hour of Code チュートリアルでは、ドラッグ＆ドロッププログラミングで子供が 3D ビデオゲームを作る手助けをします。 このプログラムは現在、ボルダーにある多くの中学校で使われています。
• PlayBasic.com PlayBasic.com は、ゲームを作るための2Dプログラミング言語と、画像効果やマッピングなどのさまざまなグラフィック機能を提供しています。
• StormTheCastle.com StormTheCastle.comprove は、ゲームのプログラミングに何が必要で、学生がキャリアを積むために何をすればいいのかについての詳細を提供しています。
• TeamLiquid.net TeamLiquid.netでは、プログラミング、芸術、デザイン、エンジニアリングなど、ゲームの分野で活躍できるさまざまなキャリアを紹介しています。

My First Website

Web 開発は、必須のコンピュータサイエンスとコーディングスキルを実践するためのもうひとつの素晴らしい方法です。 生徒は、ウェブページの骨格となるハイパーテキストマークアップ言語 (HTML) や、立体感を出すための JavaScript や Flash を学び始めることができます。

• CodeAvengers.com HTML5とCSS3を使ってウェブサイトやアプリケーションを構築する機会を提供します。 Pythonのコースは2014年に利用可能になる予定。
• CodeEd.orgは、提供されたカリキュラムを使ってボランティアを教室に送り込み、ウェブサイトを構築することでコードの書き方を女の子に教える。
• Lissaexplains.com Lissaexplains.com では子供が HTML で独自のウェブサイトを作れるようなチュートリアルを提供している。 より高度なユーザーのために、Perlスクリプトと.htaccessファイルが用意されています。
• SMPlanet.com HTMLタグの基本やページの表示と編集など、ウェブサイト作成のための7ステップのチュートリアルがあります。

Other Resources

ゲームデザインとウェブサイト作成は、中学生に可能な多くのコンピューター科学の選択肢のほんの2つです。 物を分解するのが好きなお子さんがいますか？ コンピュータのハードウェアの基本を学ぶことは、論理的な次のステップかもしれません。 ハッキング（またはできればハッキングを防ぐ方法）に興味のあるお子さんはいらっしゃいますか？ ソフトウェア開発とサイバーセキュリティは、中学生レベルで学ぶのに最適な分野です。

• Edutopia Edutopiaでは、GameStar Mechanic、Hopscotch、Scratchなど、子供にコーディングスキルを教えるための7つのアプリを提供しています。
• The Khan Academy The Khan AcademyではDrawing and Animationという、アニメーションと描画にJavaScriptとProcessingJS libraryを使ったものを提供しています。
• Make Your Own Flappy Bird Make Your Own Flappy Bird チュートリアルは、わずか20分で自分のゲームを作ることができ、 learn.code.org から入手できます。
• Polygon Polygonでは「My Kids are Learning to Better People by Learning How to Code Games」というストーリーが掲載されています。
• Hour of Code Campaign Video for Computer Science Education Week バラク・オバマ大統領は、2013年のHour of Codeキャンペーンのキックオフに貢献したYouTubeの短いビデオで、コンピュータサイエンスのスキルを強調しています。
• ReadWrite: 6 Coding Apps for Kids ReadWriteに、How to Raise the Next Zuckerbergという記事があります。 6 Coding Apps for Kidsという記事を掲載しています。 AliceやCode Monsterを試してみることを勧めています。
• ReadWrite: Schools Aren’t Teaching Kids to Code ReadWriteは、Schools Aren’t Teaching Kids to Code; Here’s Who is Filling the Gapという記事で、どのグループが学生のプログラミング学習を手助けしているかについてレポートしています。

High School and College Prep

Education Weekによると、2013年にコンピュータサイエンスのアドバンストプレースメントテストを受けた生徒はわずか3万人だったそうです。 それらの受験者のうち、女性は 20 パーセント未満、ヒスパニック系は約 8 パーセント、アフリカ系アメリカ人は 3 パーセント未満でした。 また、11の州ではアフリカ系アメリカ人がまったく受験せず、8つの州ではヒスパニック系の学生が受験しなかったことも恐ろしいかもしれません。

学生をこの分野に引き込む必要性を認識したカレッジボードは、AP Computer Scienceという新しいクラスの立ち上げを決定しています。 Principles」と名づけ、2016 – 2017 年度に開始することを決定しました。

Sharable Ink のシニア ソフトウェア テスターである Justin Rohrman 氏は、「私が高校生のとき、テクノロジーに職業的な関心を持つ学生が利用できるものはほとんどありませんでした」と述べています。 「しかし、私が調べたところ、多くの公立学校では、技術に特化したコースを提供しているようです。 しかし、私の知る限り、多くの公立学校では技術に特化したコースを提供しています。それを履修することで、少し先取りすることができます。 また、Wikimedia Foundation (Wikipedia) や Mozilla のようなグループで、オープン ソース コミュニティでの経験を積むこともお勧めします」

College Prep First Steps

おそらく、コンピュータ サイエンスの学部課程で学ぶための最善の方法は、数学と実験科学の知識とスキルを養うことです。

SimpiVity Corporation の Chris Martino 氏は、「数学と科学をしっかりと把握しておくことは、『実世界』でそれを使うことがなくても、学生が学位を取得しようとする場合に役立ちます」と述べています。 「ほとんどの CS プログラムは、微積分学、統計学、物理学など、これらの分野に重点を置いています」

数学とその他の実験科学に加えて、コンピューター サイエンスに興味を持つ高校生は、できるだけ多くの専門分野を調べる必要があります。 その状況をよりよく理解するためだけでなく、大学レベルのコースワークを計画するためです。 例えば、一般的なコンピュータサイエンスとプログラミングに加えて、データベース管理、情報保証とセキュリティ、情報技術（IT）の基礎のクラスを提供する高校も出てきている。

「私の高校ではソフトウェア開発の授業が 3 つあり、私はその 3 つすべてを履修しました」と Shareable Ink の Bradley Stewart 氏は述べています。 「ウェブデザインコース、ビジュアルベーシックコース、C++コースがありました。 また、すべての高校にこれらの授業を提供するよう率直に勧めます。 ソフトウェア工学を追求するつもりなら、高校教育を通じて数学に重点を置くことを強くお勧めします」

このガイドですでに述べた多くのリソースが、高校生のコンピュータサイエンスの追求の機会を提供しています。 特にオンラインでは、Codecademy、Code.org、Coursera、Udacity、Udemy などのソースがあり、選択肢は無数にあります。 Shareable Ink の Justin Rohrman 氏は、別の提案をしています。

「SummerQAmp という若者向けの素晴らしいプログラムがあります。 「このプログラムは、実際の技術スキルを開発し、大学入学前にそれに触れることに焦点を当てています」

最後に、CS 学部課程を調査する際、高校生は、無料のノートパソコンを提供するオンライン大学を検討するとよいでしょう。 ラップトップはどんな学生にとっても便利ですが、CS を専攻する学生にとっては絶対に必要なものであり、節約できるお金はすべて役に立ちます」

Programming Language Must-Haves

学生は、プログラミング言語に関して多くの選択肢を持っています。 高校から大学へ進むにつれて、いくつかの言語の基礎を学ぶ人もいれば、特定の結果を得るために使用する単一の言語に集中する人もいます。 後者の例としては、コンパイル言語、宣言型言語、オブジェクト指向言語、スクリプト言語、その他がある。 以下の7つのプログラミング言語は、生徒が高校で学ぶ最も一般的な（そして最も重要な）ものです：

• C++はベル研究所で開発されたプログラミング言語で、そのグラフィカルなアプリケーションで人気があります。 C++は、その前身であるCにオブジェクト指向の機能を追加したものです。
• HTMLは、World Wide Web文書を作成する際に使用されるハイパーテキストマークアップ言語です。
• Perl は Practical Extraction and Report Language の略で、そのスクリプト言語では C/C++ に似た構文を使用します。
• PHP は hypertext preprocessor の略で、サーバーサイドスクリプトとウェブ開発で使用され、オープンソースで HTML に埋め込むことが可能です。
• Python は、オープンソースのコードを持つオブジェクト指向のプログラミング言語で、その名前は「Monty Python’s Flying Circus」から来ています。
• Ruby は、オブジェクト指向プログラミング言語で、日常のプログラミングやプロトタイプのテストに使用できます。

College Prep Resources

高校生はコンピュータ科学やコーディング教育の機会を見つけることについて自分自身で判断することができるかもしれません。 学校でプログラムを見つけられない場合、詳細なオンライン リソースや集中的なサマー キャンプを通じて、知識を深めることができるかもしれません。

• Codenow.org Codenow.org は、低経済圏のティーンエイジャーに、プロジェクトベースの学習を通じてプログラミング方法を理解する機会を提供しています。 6623>
• Girls Who Code Girls Who Codeは、モバイル開発、ロボット工学、ウェブデザインに焦点を当てたコンピュータサイエンスの夏期集中プログラムを提供しています。 また、”Steelcase “は、”Steelcase “が “Steelcase “であることを証明するもので、”Steelcase “が “Steelcase “であることを証明するものです。 6623>
• Metis Metisはボストンの講師が教える12週間のキャンプで、HTML、CSS、Ruby on Railsにフォーカスしている。 このキャンプは高額ですが、女性、マイノリティ、退役軍人に奨学金を出しています。
• Silicon Valley Code Camp Silicon Valley Code Campは無料で提供され、開発者が開発者のために運営し、ブランディングや法的問題などのトピックに取り組んでいます。
• ScriptEd.org ScriptEd.org もボランティアとの連携により低所得地域でプログラミング教育を行っている団体です。
• Square Squareは、シリコンバレーで大学限定のコーディングキャンプを女子高生にまで拡大し、Squareエンジニアと追加の教師による指導を行っています。
• SummerQAmp SummerQAmpプログラムは2012年にホワイトハウスのSummer Jobs+Initiativeの一環として設立され、GroupMe共同創設者のスティーブ・マートッチやそう、ロッカーから俳優となったジョン・ボンジョヴィなどのアイディアで誕生したものです。 また、コンピュータサイエンスの多くの分野の一つである品質保証に興味のある学生には、インターンシップを提供しています。
• AmplifyCS AmplifyCSは初のAP Computer Science MOOCで、サポート付きのブレンドオンライン教育をすべて無料で提供します。 そのため、このような「萌え萌え」現象は、「萌え萌え」と呼ばれるようになりました。そのため、このような「痒いところに手が届く」ような、痒いところに手が届くような、痒いところに手が届くような、痒いところに手が届くような、痒いところに手が届くような、痒いところに手が届くような、痒いところに手が届くような、痒いところに手が届くような、痒いところに手が届くような、痒いところに手が届くような、痒いところに手が届くような、痒いところに手が届くような、痒いところに手が届くような、痒いところに手が届くような、痒いところに手が届くような、そんな感じの痒さになります。
• Institute for Mathematics and Computer Science Institute for Mathematics and Computer Scienceでは、コンピュータサイエンスのAPクラスや大学レベルのコースワーク、またAPコンピュータサイエンスやAP微積分の試験準備の手助けを提供しています。
• University of California Online University of California Onlineでは、上級の高校生や大学に進学する生徒が興味を持つであろう、科学、数学、工学Iのためのコンピュータサイエンスを提供しています。

Start Your Computer Science Education Today

コンピュータサイエンスとコーディングスキルを身に付け始めるために大学まで待たなければならない理由はほとんどないことを覚えていて下さい。 接続された世界は未来の世界であり、コンピュータ サイエンスやプログラミングに専念するにしても、ヘルスケアや宇宙科学などの分野に渡るにしても、プログラムや技術の構築と設計を支援することができます。 面白いのは、これらの技術の多くはまだ見ぬものであるということです。 プログラミングとコーディングが、多くの新しいアイデアの基礎となることはすでに明らかです。 あなたは、未来を形作る準備ができていますか？