提言１１３：人工知能とこれからの教育
児童生徒が成人して社会で活躍する頃には、少子超高齢社会による生産年齢人口の減少やグローバル化の進展、人工知能（以下「AI：Artificial Intelligence」という）の進化など、絶え間ない技術革新により、社会構造や雇用環境は大きく変化し、児童生徒が就く職業は、現在とは様変わりすると考えられる。AIが進化すると、今後10年から20年で、日本でも労働人口の約49%は、AIやロボットにとって代わると考えられている。
このような状況において、AIやロボット技術を使いこなせる新たな人材を育てるための教育に力を入れるという動きもある。その教育がSTEM教育である。
AIを教育に導入したり、STEM教育を推進したり、教育の内容や方法は大きく変容していくように考えられる。
AIの活用によって、児童生徒の「つまずき」を教師が明確に理解できるようになり、指導の内容にも反映できるようになることが想定されている。AIを活用した教育の普及やSTEM教育の推進により、教師の児童生徒への指導も質的に変革していかなければならない。したがって、教師の資質・能力の向上を図っていくことも喫緊の課題である。
多くの国ではすでにAIが教育に大きく関わっている。例えば、アメリカでは生徒がタブレットで問題を解き進めていくと、生徒の理解力に応じて出題される問題が変わっていくというサービスが提供されている。このサービスが優れている点は、単に正解・不正解だけで理解力を判断するのではなく、解答にいたるプロセスを重視し、理解が不十分な部分を細かく分析した上で、出題内容を変えていくということである。
2015（平成27）年12月の日本貿易振興機構（JETRO）のレポートによると、アメリカではこのサービスが幼稚園から大学まで、約60万人を対象に活用されているということである。
AIの導入による教育やSTEM教育に関して、筆者の見解を述べてみたい。
１．AIとは
AIとは、人間の脳が行っている知的な作業をコンピュータが模倣したソフトウェアやシステムのことである。具体的には、人間の使う言語を理解したり、論理的な推論を行ったり、経験から学習したりするコンピュータプログラムなどである。最近のAIは「機械学習」（注1）つまりコンピュータがルールを学んでくれる技術が軸となっている。
パロフ氏（ロシア）に勝利していた。また、将棋でもコンピュータ・ソフトの「ボンクラーズ」が、2012（平成24）年、米長邦雄永世棋聖を破っている。また、プロデビュー後、公式戦で29連勝した藤井聡太棋士も、AI で弱点を克服し実力を鍛え上げたと言われている。
囲碁はチェスや将棋に比べて盤面がより広く対局のパターン数が桁違いに多いため、AIが人の能力を上回るまでには時間がかかると思われていた。しかし、「アルファ碁」の勝利はAIが格段に進歩しつつあることを世に示すことになった。
2015（平成27）年には情報処理学会は、AIがトップ棋士に追いついているとの見解を既に出していたことも、当然のことと考える。
２．AI研究の歴史
総務省の「AI研究の歴史」には、「AIの研究は1950（昭和25）年代から続いているが、その過程ではブームと冬の時代が交互に訪れてきた。現在は第3次ブームとして脚光を浴びている」と記述されている。
（１）第１次AIブーム
第1次AIブームは、1950（昭和25）年代後半～1960（昭和35）年代である。コンピュータによる「推論」や「探索」が可能となり、特定の問題に対して解を提示できるようになったことがブームの要因である。冷戦下の米国では、言語処理による機械翻訳（注2）が注目された。しかし、当時のAIでは、迷路の解き方や定理の証明のような単純な仮説の問題を扱うことはできても、様々な要因が絡み合っているような現実社会の課題を解くことはできないことが明らかになり、一転して冬の時代を迎えた。
（２）第２次AIブーム
第2次AIブームは、1980（昭和55）年代である。「知識」（コンピュータが推論するために必要な様々な情報を、コンピュータが認識できる形で記述したもの）を与えることによって、AIが実用可能な水準に達し、多数のエキスパートシステム（注3）が生み出された。日本では、政府による「第5世代コンピュータ」と名付けられた大型プロジェクトが推進された。しかし、当時はコンピュータが必要な情報を自ら収集して蓄積することはできなかったため、必要となる全ての情報について、人がコンピュータにとって理解可能な内容を記述する必要があった。膨大な情報全てを、コンピュータが理解できるように記述して用意することは困難なため、実際に活用可能な知識量は特定の領域の情報などに限定する必要があった。こうした限界から、1995（平成7）年頃から再び冬の時代を迎えた。
（３）第３次AIブーム
第3次AIブームは、2010（平成22）年代から現在まで続いている。現在は、「ビッグデータ」と呼ばれているような大量のデータを用いることによって、AI自身が知識を獲得する「機械学習」が実現した。
３．ヒト型ロボットPepperの出現
AIは、技術水準が向上しているだけではなく、既に様々な商品やサービスに組み込まれて活用が広がっている。
ソフトバンクロボティクス株式会社とソフトバンク株式会社は、Android（注4）に対応したヒト型ロボットPepperを開発者向けに、2016（平成28）年7月から先行販売された。
PepperがAndroid に対応することによって、Android のアプリケーション開発者はすでに持っている知識や技術を活用して、Pepper向けのロボアプリを開発することが可能になるからである。Android のアプリケーション開発者は世界中に数多くいるため、Android に対応することによって、Pepper向けロボアプリ開発者の裾野が大きく広がることになった。
文部科学省（以下「文科省」という）が2017（平成29）年3に公示した新学習指導要領では、2020（平成32）年から小学校でのプログラミング教育の必修化が盛り込まれた。
近年、学校内外での実施が進められているプログラミング教育には、論理的思考力や創造性、問題解決能力といった資質・能力を育むという側面と、コンピュータを動かすために必要な、プログラミング言語を用いた記述方法を学ぶという両側面がある。
学校と民間が連携して、意欲的な取組が広がりつつある一方で、学校教育として実施する場合に社会教育と同様の進め方でよいのか、小学校段階で児童たちにどこまでの力を育むことを目指せばよいのか、時代とともに技術が変化しても生かせる能力が身に付くのかどうか、日本のカリキュラムに合った教材が新たに開発できないかなど、実施に当たって解消されるべき課題は多い。
このような状況において、ソフトバンクロボティクス株式会社は、新学習指導要領のプログラミング教育実施を2020（平成32）年に先がけて、2017（平成29）年4月から「Pepper社会貢献プログラム」を開始した。AI、スマートロボット（注5）は、IoT（注6）を活用する教育が教育現場に波及することを目指しているからである。AI、スマートロボット、IoTが普及する時代に生きる児童生徒の論理的思考力や問題解決力、創造力などの育成に貢献するものと考えられる。
「Pepper社会貢献プログラム2」に応募した団体に対し、プログラミング授業などの教材としてPepper本体、指導書などを3年間貸し出すとしている。
詳細はURL「https://www.softbank.jp/robot/education/」にアクセスして調べるようにしたい。
Pepperは、児童生徒が自ら作成したプログラムで、会話や様々な動作をさせることができる。これまでの「人の感情を読み取る」から「自らの感情を持つ」ロボットに進化したと言われている。人間が外部から受ける刺激に対して、ドーパミンなどのホルモンを分泌し、感情を形成するという仕組みをモデル化し、カメラやタッチセンサーから得た情報を元にペッパーが「大好き」「悲しい」といった感情を持つ仕組みが備わったのである。
Pepperと関わる体験を通じて、将来の自分たちや社会を予想し、未来を創造していこうとする姿勢を育てることができると考える。
渋谷区教育委員会は、2017（平成29）年9月から区内の公立小中学校に通う児童生徒に対して、一人1台のタブレット端末を貸与し、学校に限らずいつでもどこでも学べる学習環境を提供する渋谷区ICT教育システム「渋谷区モデル」の導入を公表した。
小学校におけるプログラミング教育は、情報手段の基本的な操作の習得に関する学習活動及びプログラミングの体験を通して、論理的思考力、創造性、問題解決能力を身に付けるための学習活動を、カリキュラム・マネジメントにより各教科等の特質に応じて計画的に実施することが重要である。
４．AIを活用した教育の創造
将来の予測が困難な時代の中で、これからの児童生徒に求められる資質・能力は、これまでとは異なる全く新しい資質・能力を育成することではない。
従来から重視されてきた読解力や論理的思考力、創造性、問題解決能力、人間性等などは、加速度的に変化する社会においても必要であることを改めて捉え直し、児童生徒の資質・能力として育成し、いろいろな場において発揮できるようにすることが重要であると考える。
そうした資質・能力は、時代を超えて常にその重要性が指摘されてきた不易としての資質・能力であり、これからの時代においてもその重要性が変わることはない。
これらの不易の資質・能力に加えて、情報や情報技術を問題の発見・解決に活用していく力（情報活用能力）の重要性も高まっている。
進化したAIが様々な判断をし、身近な物の働きがインターネット経由で最適化される時代の到来が、目前に迫っていることを改めて認識することが必要である。
現代社会の様々な課題を自らの問題として捉え、身近なところから取り組むことにより、
課題解決につながる新たな価値観や行動が生み出され、それによって持続可能な社会を創造していくことを目指す教育こそが、AIを活用した教育の創造につながると考える。
（１）コンピュータ等活用の環境整備
新学習指導要領総則「第3教育課程の実施と学習評価」(3)には、「…各学校において、コンピュータや情報通信ネットワークなどの情報手段を活用するために必要な環境を整え、これらを適切に活用した学習活動を整え、これらを適切に活用した学習活動の充実を図ること…」と記述されている。
前述したように、ソフトバンクロボティクス株式会社のAIを搭載したヒト型ロボットによる「Pepper社会貢献プログラム」や渋谷区ICT教育システム「渋谷区モデル」の導入は、AIを学校教育に導入し、AIを活用した授業の環境整備を図ったことになる。
（２）プログラミング的思考の育成
新学習指導要領（第1章第3の1の(3)）には、各教科等の特質に応じて、「ア 児童がコンピュータで文字を入力するなどの学習の基盤として必要となる情報手段の学習活動」、「イ プログラミングを体験しながら、コンピュータに意図した処理を行わせるために必要な論理的思考を身に付けるための学習活動」と示されている。このことは、「必要とする情報手段の基本的な操作を習得するための学習活動」と「論理的・創造的思考力、問題解決能力などを習得する学習」を推進することを求めていると考える。
児童生徒が将来どのような職業に就くとしても時代を越えて普遍的に求められる「プログラミング的思考」を推進することを求めていると考える。すなわち、自分が意図する一連の活動を実現するためには、どのような動きの組合わせが必要か、1つ1つの動きに対応した記号をどのように組合わせ、どのように改善していけば、より意図した活動に近づくのか。といったことを論理的に考えいく力を育成することが重要かつ必要である。
したがって、小学校においては、児童がプログラミングを体験しながら、コンピュータに意図した処理を行わせるために必要な論理的思考力を身に付けるための学習活動を計画的に実施することが求められている。
小学校において、学習活動としてプログラミングに取り組む狙いは、プログラミングの働きや良さ、情報社会がコンピュータ始めとする情報技術によって支えられていることなどに気付き、身近な問題の解決に主体的に取り組む態度やコンピュータ等を上手に活用して、よりよい社会を築いていこうとする態度などを育成することである。また、教科等で学ぶ「生きて働く知識・技能」等をより確実に身に付けさせることである。したがって、教科等における学習上の必要性や学習内容と関連付けながら計画的かつ無理なく確実に実施することが必要である。
（３）プログラミングの体験
小学校学習指導要領では、算数科、理科、総合的な学習の時間において、児童がプログラミングを体験しながら、論理的思考力を身に付けるための学習活動を取り上げる内容やその取扱につて、「第2・第3章」に例示されている。
① 第2章 第3節算数第3の2(2)
② 第2章 第4節理科3の2(2)
③ 第5章 総合的な学習の時間第3の2(2)
例示以外の内容や教科等においても、プログラミングを学習活動として実施することは可能であり、プログラミングに取り組む狙いを踏まえながら、学校の教育目標や、児童の実情等に応じて工夫して取り入れていくことが求められている。
（４）AIの導入よって学校の在り方が変わる
AIが実装される社会では、学校の在り方が大きく変わると考えられる。知識を習得する学習は学校では必要がなくなると考えられる。知識はAIの活用によって、家庭においても容易かつ十分に習得できるからである。AIができることはAIに任せるようにしたい。児童生徒にはAIでは難しいと考えられる「状況の判断」や「未知の状況にも対応できる力」を学校で育成することが求められる。例えば、「生きて働く知識・技能」や「未知の状況にも対応できる判断力、思考力、表現力」などは知恵と考えることができる。
これからの教育は、知恵を生かして問題を解決する児童生徒の育成に重点をおくことが求められる。すなわち、学校は知識を育成することから知恵を育成る場へと大きく変わっていくことが重要である。
現代社会の様々な課題を自らの問題として捉え、身近なところから取り組むことにより、それらの課題解決につながる新たな価値観や行動を生み出し、それによって持続可能な社会を創造していくことを目指す教育こそが、AIを活用した教育であると考える。
５．STEM教育
STEM教育とは、「Science, Technology, Engineering and Mathematics」すなわち、科学・技術・工学・数学の教育分野を総称する用語である。「科学・技術・工学・数学」を重点的に学ぶことが「STEM教育」である。
科学技術開発の競争力向上という観点から教育政策や学校カリキュラムを論じるときには、具体的に議論を重ね、全体的な構造を創り上げていくことが重要である。
したがって、義務教育から高等教育までの広い段階に関して、今後議論されていかなければならない。
文科省は、学習指導要領の見直しや入試制度、センター試験の改革を進め、さらに全国に200校以上の指定校があるスーパーサイエンスハイスクール（SSH）や国際科学技術コンテスト、科学の甲子園、グローバルサイエンスキャンパス（GSC）、次世代科学者育成プログラム、中高生の科学研究実践活動推進プログラムなどの取り組みを行っている。また、民間企業によるSTEM教育を軸にしたプログラミング教育・ロボット工作教室など様々な企業がその取組みを行っている。
2020（平成32）年から新学習指導要領の完全実施により、理科、算数、総合的学習の時間の授業の一環として小学生がプログラミングを学ぶことになった。したがって、日本のICT教育における大きな変化になることが注目されている。
中学校におけるプログラミング学習の内容も倍増となった。高校では「情報I」という科目を新設し、これが全生徒必修となるようである。したがって、小・中・高の全でプログラミング教育の比重が高くなる。
小・中・高のすべてでプログラミング教育の必修化により、STEM教育への期待も高まっている。
６．AIと教師の資質・能力
感覚・機動性・知性が強化されたスマートロボットによる作業の機械化、自動化、人間活動の可能性など、現在の常識を覆す高度な技術が目前に迫っている。
AI時代における教育改革のキーワードは「AI」と「知恵を獲得する深い学び」であると考える。
児童生徒が未来社会に対応して「生き抜く力」を獲得するには、学校においては授業の質的転換を図ることが最も重要かつ必要である。
新学習指導要領において、学習の目的が「主体的・対話的で深い学び」になったことを、教師はしっかりと理解し、このような改革の中で、教師が身につけるべき資質・能力は何かを検証していくことが重要である。
これまで、教師の不易な資質・能力として、例えば使命感や責任感、教育的愛情、教科や教職に関する専門的知識、実践的指導力、総合的人間力、コミュニケーション能力などがこれまでの答申等においても繰り返し提言されてきた。
グローバル化社会とAI時代に求められる教師の資質・能力は、これまで不易としてきた資質・能力に加えて、「確固たる価値観に基づき、他者と協働しながら勇気を持ってグローバルに行動する力」、「自ら課題を発見し、仮説を構築し、持てる知識を駆使し、独創的な課題に挑む力」、「高い専門性や国際性はもとより幅広い知識に基づいて、物事を俯瞰し本質を見抜く力」などと考える。
したがって、文科省はじめ、各教育委員会は、教師に優れた人材が集まる改革や「教職員定数の充実や予算面での支援」、「業務改善アドバイザーの派遣」などを通じて教師の業務負担の軽減に向けた支援を早急に強化することが何よりも必要である。
♦ 注釈
注1 機械学習：AIにおける研究課題の1つで、人間が自然に行っている学習能力と同様の機能をコ
ンピュータで実現しようとする技術・手法
注2 機械翻訳：ある自然言語を別の自然言語に翻訳する変換を、コンピュータを利用して全て自動
的に行おうとするもの
注3 エキスパートシステム：専門分野の知識を取り込んだ上で推論し、その分野の専門家のように
振る舞うプログラム
注 4 Android：Googleが開発したスマートフォン用のOS
注 5 スマートロボット：知的なロボットで、自律的に行動したり、ネットに接続したりして、IT技
術を活用したロボット
注6 IoT：Internet of Things（モノのインターネット）の意味
♦ 引用参考文献
1 人工知能（AI）の現状と未来（総務省デジタル版）
2 ヒト型ロボット「Pepper」がAndroidに対応」（ソフトバンクロボティクス株式会社、ソフト
バンク株式会社（デジタル版）
3 NTTドコモ教育ICTフォーラム（デジタル版）
4 新学習指導要領（総則編）
5 教育再生実行会議（第七次提言）
2017.9.15
AIの進歩は日々、目覚ましい。最近では、2016（平成28）年3月、囲碁における世界のトップ棋士の一人である韓国のイ・セドル九段とディープマインド社の「アルファ碁」との5番勝負がソウル市内で行われた。アルファ碁の4勝1敗となり、世界に大きな衝撃を与えた。
既に、チェスでは米IBMが開発した「ディープ・ブルー」が1997（平成9）年に当時の世界チャンピオンであるカス
◀︎（出典：Google画像）
▲写真-1 アルファ碁の対戦風景
Pepperは、ソフトバンクロボティクス株式会社のAIを搭載したヒト型ロボットである。現在、4つの利用の仕方が紹介されている。
① 家族の一員として（家庭向け）
② 働くスタッフとして（ビジネス向け）
③ 学習（教育）向け
④ ロボアプリ開発（開発者向け）
などである。
◀「Pepper」（出典：Google画像）
▲写真-2 日常生活に浸透するAI
◀（出典：ソフトバンクロボティクス株式会社）
2017（平成29）年4月より開始した「Pepper社会貢献プログラム」では、合計282の小中学校でPepperを活用した授業を実施している。
同社は、「Pepper社会貢献プログラム」のノウハウや実績に基づいて、より多くの児童生徒にプログラミング学習への機会を提供するため、2017（平成29）年8月には、第2弾の取り組 みとして「Pepper社会貢献プログラム2」を実施すると発表した。
▲写真-3 AIを授業に導入
◀（出典：Google画像）
2017（平成29）年7月28日、NTTドコモは、教育現場の情報端末およびインフラ環境整備担当者などを対象とした教育ICTフォーラムを、ベルサール八重洲で開催した。そして、渋谷区公立小中学校の児童生徒、一人1台のタブレット端末を貸与する「渋谷区モデル」導入の決定を公表した。そして、導入にあたり、2016（平成28）年度から、渋谷区立代々木山谷小学校において、NTTドコモのサポート企業と共同で進めてきた実証研究の成果が紹介された。
▲写真-4 NTTドコモ教育ICTフォーラム