ChatGPTに聞く 初心者が学ぶべきプログラミングの設計方法とは
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みなさん、こんにちは。
さいたま市のプログラミング教室「ツクリウム」です。
最近はAIの発展がすごいですね。日々ニュースを賑わしてています。日進月歩のごとく、まさに日ごとに新しいモデルや技術の話が飛び込んできていています。私も時間があるときにChatGPTなどのAIを触ることが増えています。さて、そんなわけで、今回は新しく登場したGPT-4で聞いてみました。
聞いてみたのは以下の通り、「小学生、中学生が学ぶべきプログラミングの設計方法について」です。
というのは、GPT-4などのAIの登場で直接的でかつ比較的初歩的なコーディングはAIができてしまうからです。また、情報Ⅰ程度の穴埋め問題もあっと言う間に解いてしまうことができるようになったからです。
そして、返ってきた答えが以下の通りです。
プログラミングにおける設計とは、ソフトウェアの構造や機能、振る舞いを計画し、整理することです。簡単に言えば、設計はプログラムを作る前にどのような機能が必要で、それらがどのように連携し合うかを決める手順のことです。
初心者や小中学生向けに学ぶべき設計方法とその理由を表形式で以下に示します。
| 方法 | 理由 |
|---|---|
| ソフトウェアの目的の明確化 | プログラムを作る前に、何を達成したいのかを明確にすることが重要です。これにより、必要な機能やアイデアを整理しやすくなります。 |
| プログラムの機能の洗い出し | どのような機能が必要かをリストアップし、それらがどのように連携するかを考えることで、プログラム全体の構造が見えてきます。このステップで、必要な機能やそれらの関連性を理解しやすくなります。 |
| モジュール化 | 大きなプログラムを小さな部品（モジュール）に分けることで、各部品を個別に作成・テストしやすくなります。また、他のプロジェクトでも再利用しやすくなります。 |
| コメントとドキュメンテーション | コードにコメントを書くことで、自分や他の人が後でコードを理解しやすくなります。また、ドキュメンテーションを作成することで、プログラム全体の構造や機能が一目でわかるようになります。これにより、後から見直す際や他の人が参照する際に役立ちます。 |
| インクリメンタル開発 | 小さな機能から順番に開発し、徐々にプログラム全体を作り上げていく方法です。これにより、途中で問題が発生した場合も対処しやすく、効率的に開発が進められます。また、完成度を確認しながら開発ができるため、最終的なプログラムの品質が向上します。 |
これらの設計方法を学ぶことで、初心者や小中学生でも効率的で、理解しやすいプログラム開発ができるようになります。プログラミング設計のスキルは、経験と共に向上します。初心者や小中学生がこれらの設計方法を学ぶことで、以下のような効果が期待できます。
- 効率的なプログラム開発: 設計方法を学ぶことで、プログラムを効率的に開発し、時間と労力を節約できます。また、問題が発生した場合も迅速に対処できるようになります。
- プログラムの品質向上: 設計方法を適用することで、プログラムの機能やパフォーマンスが向上し、より高品質なプログラムが作成できます。
- 再利用性と拡張性: モジュール化やインクリメンタル開発を行うことで、作成したプログラムが他のプロジェクトでも再利用しやすくなり、新しい機能を追加する際にも拡張しやすくなります。
- チームでの協力: コメントやドキュメンテーションを適切に行うことで、チーム内でのコミュニケーションが円滑になり、協力しやすくなります。
これらの理由から、初心者や小中学生にも設計方法を学んでいただくことは重要です。学び始めの段階では、簡単な設計方法から始め、徐々に複雑な設計方法に取り組むことが良いでしょう。
・・・と、こんな感じでした。
質問のしかたがざっくりとしたものでしたので具体論までは踏み込んでいませんが、率直に言ってすごいですよね。70点レベルは確実に取れている内容です。確かに表に指摘された力があれば、ただ思いつくままにコードを書くプログラミング初心者は卒業ですね。あとはこうした力が身に着ければよいのですが、どうしたらよいでしょうか？
さらにどうしたらこうしたプログラムの設計能力が得られるか練習方法について質問してみました。
以下のトレーニング方法やワークは、初心者や小中学生がプログラミングの設計能力を高めるための具体的なアプローチです。
- ソフトウェアの目的の明確化
- トレーニング方法: プロジェクトや課題を決め、目標や達成したいことを文章にまとめる練習を行います。
- ワーク: チームでアイデアを出し合い、それぞれのプロジェクトについて目的や目標を共有し、理解し合います。
- プログラムの機能の洗い出し
- トレーニング方法: プロジェクトの目的を達成するために必要な機能をリストアップし、それらの関連性を考慮して機能間の関係を図で表す練習を行います。
- ワーク: チームで機能のリストを共有し、追加や修正が必要な点を議論します。
- モジュール化
- トレーニング方法: プログラムをモジュール（関数やクラス）に分割する練習を行い、それぞれのモジュールがどのような役割を果たすか理解します。
- ワーク: 各モジュールのインターフェースや入出力を明確にし、他のメンバーと共有し、協力して開発を進めます。
- コメントとドキュメンテーション
- トレーニング方法: コードに適切なコメントを書く練習を行い、ドキュメンテーションの作成方法を学びます。
- ワーク: チームで共有するドキュメントを作成し、プロジェクトの進捗や各モジュールの説明を記載していきます。
- インクリメンタル開発
- トレーニング方法: 小さな機能から開発を始め、徐々にプログラムを組み立てる方法を学びます。各機能が完成したら、テストを行い、問題があれば修正します。
- ワーク: チームで開発の進捗を共有し、問題や改善点があればフィードバックを行いながら開発を進めます。
・・・と以上の通りでした。
こうしてみると、従来の文法だけ覚えたら、そのあとは実践で覚えるしかない課題が浮き上がってきていますね。もちろん、ここでは個々のレベルや興味に合わせた課題の設定やさらに踏み込んだステップ・バイ・ステップの方法が必要と思うのですが、それは当教室はじめとするプログラミング教室がそれぞれ特色を出して行うべきところなのでしょう。秘伝のタレのようなものですね（実はあるモノを使うとバランスよくこれらの力をトレーニングできますが・・・ここでは秘密です。もちろん、誠実に取り組むことが前提ですが）。
当教室でも文法はある程度は抑えた人には設計を教えています。
そして設計を学べば、クリティカル・シンキング（批判的思考）なども身についてきます。この批判的思考は、様々な状況で役立つ汎用的なスキルであり、学業や職業、日常生活において問題解決や意思決定に重要な役割を果たしますので、ぜひプログラミングを通して社会で役に立つスキルの一つを学んでほしいと思います。
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