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国際情報オリンピック：次世代を育む情報科学教育のさきがけ
2015 年 58 巻 8 号 p. 606-615
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2015 年 58 巻 8 号 p. 606-615
中等教育課程にある生徒を対象とした国際科学オリンピックの1つである国際情報オリンピックが，2018年に日本で開催されることが決まった。日本国内では，情報オリンピック日本委員会が国内大会の運営や日本代表選手選抜などを行っている。情報オリンピックの概要および情報オリンピック日本委員会の活動を紹介する。
国際情報オリンピック（International Olympiad in Informatics, IOI）1）は，中等教育段階の生徒を対象として科目ごとに毎年開催される国際科学オリンピックの1つである。2018年のIOIは，日本で開催することが決まっている。図1に，IOI 2015 カザフスタン大会の閉会式前の様子を示す。
情報の他には，数学・物理・化学・生物・地学・地理といった分野で国際科学オリンピックが開催されている。運営は分野ごとに独立して行われているが，どの科目においても，競技を通して多くの生徒にその分野への興味をもってもらうことと，その分野で秀でた生徒を見いだしその才能を伸ばすのをサポートすることを目的としているようである。サポートには，選手間の交流（図1）を図ることやコミュニティ形成も含まれる。科学オリンピックの代表や代表候補の生徒は，その分野において同レベルで議論したり切磋琢磨（せっさたくま）したりする仲間を同じ学校や地域で見つけられないことも多い。科学オリンピックの国際大会や国内大会は，同じ分野に興味をもつ仲間を見つけるよい機会となっている。科学オリンピック全般についてより詳しく知りたい場合は，高校生向けの書籍ではあるが参考文献2）を参照するとよい。
国際科学オリンピックで競われる内容は，目的や問題意識を含む諸事情に基づき分野ごとに定められている。日本国内のカリキュラムと国際科学オリンピックで競われる内容に乖離（かいり）がある分野もある。そもそも，日本を含めた多くの国・地域の中等教育において，「情報」の科学的側面は必修として教育されることは最近までなかった。では，「情報」の科学的側面とは何であろうか？ また，情報オリンピックで競う「情報」は，どのような内容であろうか？ IOI規則3）では，IOIは，“informatics”に関する競技で，「IOIにおいては，“informatics”という概念は，コンピューターサイエンス，コンピューティングサイエンスおよび情報技術として知られている分野を意味し，コンピューター工学を含まない。」と記されている。
情報オリンピックの競技では，選手たちは，与えられた課題を解決するアルゴリズムを考案し，そのアルゴリズムの性能（効率や解の質）を競う。よい成績を収めるには，課題を解析しよいアルゴリズムを設計するための高い数理的能力が要求される。ただし，プログラムを解答として提出するため，考案したアルゴリズムを適切にプログラムとして実装する能力も必要である（IOI 2013 オーストラリア大会の競技会場の様子を図2に示す）。解答はプログラムとして提出することから，情報オリンピックは競技プログラミング4）の1種と見なすこともできる。
また，数理的な能力とアイデアを実現する能力の両方を要求されるという面で，情報オリンピックは，スポーツの複合競技のようなものともいえる。情報オリンピックで活躍した選手は，数理的な能力とアイデアを実現する能力とを高い次元で持ち合わせている人材としての活躍が期待される。
ただし，情報オリンピックでは，コンピューターサイエンスの特定の領域を定められた競技規則に基づき競うという点に注意されたい。IOIの課題に取り組むのに必要な能力のアウトラインは，国際科学委員会が管理しているシラバス5）で示されている。どのような課題が出題されるかに興味がある方は，無料公開されている参考文献6）を参照されたい。
これまで多くの国・地域において中等教育段階では必修で情報科学教育が行われていなかったと述べたが，最近，情報科学教育を取り巻く環境は急激に変化している。小学生からすべての生徒がコンピュータープログラミングを含むコンピューターサイエンスを“Computing”7）で学ぶ英国に限らず，多くの国・地域において，情報に関する教育の軸を，情報通信技術の利活用から，コンピューターサイエンスや“Computational Thinking”に移し始めている。わが国においても，閣議決定された世界最先端IT国家創造宣言8）で「初等・中等教育段階におけるプログラミングに関する教育の充実に努め」と述べられるなど，その動きが始まっている。初等・中等教育段階におけるプログラミングを含む情報科学教育を，どのような目的でどのように実施するかについては議論があるが，その必要性については論をまたない。
科学オリンピックは競技が中心の事業であるため，トップ層の選抜・育成に注目が集まりがちであるが，最初に述べたように「多くの生徒にその分野への興味を持ってもらう」ことを主目的としている。情報オリンピックの国内大会である日本情報オリンピック（Japanese Olympiad in Informatics, JOI）を開催し，IOI日本代表選手選抜を担っている情報オリンピック日本委員会9）は，情報科学に関する普及活動も行っている。それらの活動は，初等・中等教育段階における情報科学教育のさきがけといえる。そこで，以下では，IOIの概要，および，JOIとIOI日本代表選手選考について紹介したのち，情報オリンピック日本委員会が実施している情報科学に関する普及活動を紹介する。最後に，日本で開催されるIOI 2018に触れる。
1987年の第24回ユネスコ総会において，ブルガリアのセンドフ氏が行った提案が契機となり，IOI第1回大会がブルガリアで1989年5月に開催された。第1回大会には，13の国・地域から46名の選手が参加した。日本が最初に参加した第6回大会のIOI 1994 スウェーデン大会では，49の国・地域から189名の選手が参加するまでに大会の規模は拡大していた。さらに，2015年にカザフスタンで開催された第27回大会では，参加国・地域数は83に，参加選手数は322名にまで増えている。第1回大会（1989年）～第32回大会（2020年）の開催国・地域，都市の一覧10）を表1に示す。
2.2 IOIの大会形式IOIの競技は個人戦で，大会期間中に，5時間で3問の課題に挑戦する競技が2回行われる。現在は，各国・地域から最大4名の選手が参加できる。競技結果に基づき，金メダルは参加者の約12分の1に，銀メダルは同12分の2に，銅メダルは同12分の3の選手に与えられる。表1に，IOIにおける日本選手の成績を示す。
IOIでは，競技だけを行うのではなく，社会的行事や文化的行事を伴うと規則3）に明記されている。競技日の前後の日は非競技日とすることが規則で定められているので，競技日の翌日には社会的・文化的行事が開催されることが多い。選手が参加する主な行事は，開会式と閉会式，競技に関する行事（プラクティス，競技，競技後の結果解析），社会的・文化的行事となる。表2は，一般的なIOIのスケジュールである。実際，2010年の第22回大会以降は，おおよそ表2のようなスケジュールで実施されている。図3はIOI 2015 カザフスタン大会の閉会式前の様子である。IOIの詳しい様子は，情報オリンピック日本委員会のWebページ9）や参考文献11）を参照されたい。
各国・地域の選手団は，選手の他に，団長1名と副団長1名から構成される。選手が4名未満や副団長を伴わずに参加する国・地域もある。また，必要に応じて，たとえば，翻訳の補助など，団長・副団長以外の役員を同行させることもできる。日本選手団の場合，2〜3名のチューターが翻訳を補助するための随行員として同行することが多い。次に日本選手団の同行役員の主な任務を掲げる。
大会によって異なるが，IOI会期中に6〜8回の総会が開催される。
IOI開催中にIOI Conferenceという情報オリンピックや情報科学競技を活用した情報科学教育に関する学術会議が開催される。この会議への参加は同行役員の任務ではないが，多くの役員が参加し，新しい提案や取り組みが議論される。
ここで，IOIの運営について紹介する。規則3）で，IOIの最高機関は各参加国・地域が1票の投票権をもつ総会と定められている。総会はIOI期間中にしか開催されないため，実質的な運営は，代表（President），国際委員会（International Committee），国際科学委員会（International Scientific Committee）に委ねられている。代表は，総会において選挙で選出される。国際委員会と国際科学委員会の委員は，総会で選挙により選出された者とその年の前後のIOI開催国・地域から推薦された者からなる。国際科学委員会は競技に係ることを担当し，それら以外を国際委員会が担当する。著者は，IOI 2018開催国である日本から推薦された国際委員会委員を務めている。
開催国・地域は，それぞれの国・地域の事情に応じて，大会運営に必要な委員会を組織する。必ず，開催国科学委員会が組織され，国際科学委員会と協力して競技を実施する。国際科学委員会と開催国科学委員会の役割分担は開催年の事情により異なるが，国際科学委員会は課題の提案，評価に関する責任を負い，開催国科学委員会は競技環境に関する責任を負う場合が多い。
IOI競技で出題される課題の素案は，開催前年12月を締め切りとして公募されるのが通例である。日本から提案された課題が最終候補になったり実際にIOIで出題されたりしたこともある。国際科学委員会は，提出された素案を活用して，課題候補を準備する。IOIの競技ではアルゴリズムの性能を競うため，提出された解答プログラムの性能を判定できるよう，巧妙なテストデータを用意する必要がある。国際科学委員会が委ねられている課題の準備には，このようなテストデータの設定も含まれる。
競技環境に関しては，これまで開催国・地域に委ねられていたが，IOIとして継続的組織的に支援しようという動きがでている。そのため，2015年より試行的に国際技術委員会が組織された。
IOIの大会運営には，開催国・地域のボランティアの活躍が欠かせない。たとえば，各国・地域選手団には，国・地域ごとに1名のガイドが付き，選手の世話をしてくれる。最近は，日本選手団のガイドは日本語が堪能なことが多く，ありがたい。また，競技実施時や会議実施時，それに翻訳時にも多くのボランティアがスタッフとして働いている。大会の円滑な運営は，彼らの活躍に負うところが大きい。
現在，IOI日本代表選手は，日本情報オリンピック（JOI）およびJOI成績優秀者を招待して行う春季トレーニング合宿中の競技結果に基づき選考される。参加者は毎年増加しており，前回大会のJOI 2014/2015では，参加者数は1,000名を超えるまでになった。しかし，他の科学オリンピック国内大会に比すると参加者数は多くはない。
JOIは，12月にオンラインで実施する予選と，2月に開催される予選成績優秀者が一会場に集う本選の2ラウンド制である。2015/2016のシーズンでは，約80名が本選に招待される。本選で特に優秀な成績を収めた選手には金賞，銀賞，銅賞が授与される。また，本選の成績優秀者約20名は，3月に開催される春季トレーニング合宿に招待され，合宿中に実施される日本代表選手選考最終競技の上位4名が日本代表選手に選出される。JOI参加者数，本選招待者数，春季トレーニング合宿招待者数の推移を表3に示す。
春季トレーニング合宿中には，4回の競技と5〜6回の講義が行われる。参考のため，JOI 2014/2015春季トレーニング合宿のスケジュールを表4に示す。競技の日は，IOI競技を模して朝から5時間の競技を実施する。昼食後，選手にはその競技の評価結果とテストデータが与えられ，自分の解答を解析する。評価結果に疑問があれば，アピールすることも可能である。その後さらに講義があり，夕食後にその日の競技課題が解説される。
IOI日本代表選手は，競技結果にのみ基づき選考されるため，競技結果が確定した時点で决定する。その年のIOI日本代表選手は，表4にあるように，春季トレーニング合宿中に発表される。選手决定からIOIまでの期間のトレーニングとして，次の2つを活用している。
ほかに，2007年からは，IOI出発前に直前合宿を実施している。この直前合宿では，競技規則の確認やチューターによる現地での注意点に関するアドバイスが行われている。
春季トレーニング合宿中の講義のテーマは，IOI型の競技やプログラミングに直接関連するものと，情報科学／コンピューターサイエンスの最先端の話題などを紹介するものとが，バランスよく配置されている。講師は，大学や企業の研究者，ソフトウェア開発者，大学生を対象とした代表的なプログラミングコンテストであるACM-ICPC（ACM International Collegiate Programming Contest，ACM国際大学対抗プログラミングコンテスト）の国際大会経験者などに協力いただいている。最近では，過去の合宿参加者でチューターとして合宿参加者を指導するなど春季トレーニング合宿の運営に協力してくれている人が，講義を担当することもある。
4.2 夏季セミナー春季トレーニング合宿では，競技に直接関連しない講義があるとはいえ，どうしても日本代表選手選考競技が中心になる。そこで，競技を行わない合宿形式の夏季セミナーを開催している。夏季セミナーでは，参加者は少人数のグループに分かれ，グループごとに情報科学／コンピューターサイエンスの大学生向け教科書などを輪講する。最終日には，輪講した内容や，それに触発されて作成したプログラムなどを発表する。
4.3 地域密着型の学習支援講習会「レギオ」情報オリンピック日本委員会では，これからJOIへ挑戦しようという生徒のために，プログラミングとアルゴリズムの基礎的なトレーニングを行う地域密着型の学習支援講習会「レギオ」（Regional Training Centerの略称）を開講している。実践的なトレーニングを通じて，プログラミングやアルゴリズムの効果的な独習方法を身につけてもらうことを目的としている。2015年は，茨城県，埼玉県，神奈川県，静岡県，愛知県，兵庫県，広島県，愛媛県で開催した。
4.4 他のコンテストとの協力JOIの本選招待手順に「提携プログラミングコンテスト優勝チームメンバーの中で本選へ参加を希望する者」という項目がある。国内にはJOI以外にも，高校生や高専生を対象とした情報科学に重点をおいたプログラミングコンテストがあるが，その中でも，SuperCon（SupercomputingContest，スーパーコン），パソコン甲子園（全国高等学校パソコンコンクール）アルゴリズム部門，プロコン（全国高等専門学校プログラミングコンテスト）と提携をしている。これらのコンテストは，それぞれ異なる競技方式を採用している。たとえば，個人戦であるJOIに対して，他のコンテストは団体戦である。また，JOIとパソコン甲子園アルゴリズム部門は，数時間で想定解法が存在する課題に取り組むのに対して，SuperConやプロコンは数日かけてオープンエンドな課題に取り組む。これらのコンテストは，いずれも開催時期が異なっているため，年間を通して異なる形式で課題に挑戦することができる。表5に，提携プログラミングコンテストも含めたIOI/JOIに関連した年間スケジュールを示す。
これまで紹介した活動は，競技プログラミングに関するものや夏季セミナーなど，すでに情報科学あるいは競技プログラミングに興味を持っている生徒を対象としたものである。これらに加えて，情報オリンピック日本委員会では，情報科学の普及・啓発のために，対象を広げた活動をジュニア部会12）で行っている。たとえば，小中高生向けのイベント開催やWebコンテンツの開発・公表を協賛企業とのコラボレーションで行っている。その中には，小学生を対象にコンピューターサイエンス・アンプラグドを実践するイベントもある。コンピュータサイエンスアンプラグド13）は，「コンピュータを使わずに情報科学を教えるため」に「カードなどを用いたゲームやグループ活動を通して，コンピュータの基本的な仕組みを楽しく学ぶ」手法で，多くの児童・生徒にコンピューターサイエンスを学んでもらうために有用な手法の1つといえる。
また，小中高生を対象としたジュニア向け国際情報科学コンテストBebras（ビーバーコンテスト）14）を日本でも開催している。Bebrasはリトアニア語でビーバーのことで，賢い動物の象徴としてキャラクター（図4）やコンテスト名に使われている。ヨーロッパを中心に広く普及しており，2014年には，30の国・地域から90万人以上が参加した。日本からは約4,500名の児童・生徒が参加した。日本では2013年よりJOIのジュニア大会という位置付けであるが，プログラミングをしないコンテストで，また，日本では順位を付けて競い合うことを目的としないなど，その性格はJOIとはかなり異なる。コンピューターサイエンスに関連した親しみやすい問題に取り組むことで，コンピューターサイエンスの背景や基礎に対する児童・生徒の興味を高めることを目的としている。論理的思考力を問う問題が多く出題され，児童・生徒の「考える力」「自分で考えるという意識」を向上させる一助になることが期待される。
IOI 2018日本開催は，初等中等教育段階における情報科学教育・プログラミング教育の推進に大いに貢献することが期待される15）。これまで紹介してきた情報オリンピック日本委員会の2015/2016シーズンの活動は，科学技術振興機構の助成および協賛企業や賛助団体に支えられて実施されている。80を超える国・地域から選手だけでも300人以上が参加するIOIの運営には，より多くの方々からのご支援・ご協力をいただく必要がある。すでに，茨城県とつくば市は，開催地16）としてご協力いただけることが決まっている。IOI大会運営には，競技課題，競技環境，宿泊・食事，移動，社会・文化活動，会議運営，ボランティア，広報などのそれぞれの領域で適切な運営体制を構築する必要がある。そのため，IOI 2018 日本大会組織委員会を2015年度中に設立の予定であり，委員長には元情報処理学会会長でもある国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構理事長の古川一夫が就任の予定である。
理学博士。日本大学文理学部情報科学科教授。特定非営利活動法人 情報オリンピック日本委員会専務理事。2006年より2010年までIOI日本選手団団長を務め，2011～2015年IOIにも参加。2015年より，日本選出の国際情報オリンピック国際委員。
