幼児期のパターン化能力は算数の成績を予測する ～ その鍛え方は？

「パターン化能力」は、「数的能力」、「空間認識能力」とともに、数学の成績を予測する三大因子の一つです。

この記事では、この能力を幼児期に育成することの重要性と、その発達を促す知育遊びについて解説します。

パターン化能力とは？

パターンとは、並びのパターンをいいます。並びのパターンには、次の二つのタイプがあります。

・繰り返しパターン：
「■■■■■■」、「１２３１２３１２３」のように同じ並びが繰り返されるパターン

・成長パターン：
「■■■■■■■■■」、「１３５７９」のように、一定の規則で増加（または減少）するパターン

パターン化能力とは、これらの並びのパターンを形成する能力をいいます。具体的には、次の四つによって測られます。

1. パターンを複製する：モデルとなるパターンの正確なレプリカを作成する。
   【例】■■■■ ➔ ■■■■
2. パターンを拡張する：同じパターンを繰り返す。
   【例】■■■■■■ ➔ ■■■ ■■■ ■■■ ･･･
3. パターンの不足しているアイテムを特定する：
   【例】■■■■■■？？■ ➔ ■■■ ■■■ ■✓■✓■
4. パターンを抽象化する：別の素材を用いて同じパターンを作成する。
   【例】ＡＡＢＡＡＡＢＡ ➔ ■■■■ ■■■■

パターン化能力と算数の関係

幼児期のパターン化能力は、幼児期から学童期の算数のスキル（計数、計算、代数、幾何学など）の強力な予測因子です。(たとえば、01, 02, 03, 04, 05, 06, 07, 08）

パターン化に必要なのは、規則性や構造的関係を認識することです。
たとえば、100まで数えるときの１の位と10の位との構造的関係の理解や、「２、４、６、８、･･･」、「５、10、15、20、･･･」という数え方の理解などは、パターン化能力がサポートしていると考えられています。(08）

より専門的にいうと、パターン化能力は、代数的思考の基礎となる一般化を可能にします（専門的な話なので、理解できなくても大丈夫です）。

「子どもの数学的な成長に、パターン探索が欠かせない」といわれるのは、そのためです。

パターン探索を引き出す知育遊び

二つのパターンタイプのうち、増加パターンは少し扱いが難しいので、幼児期は、繰り返しパターン化能力を養うとよいでしょう。
繰り返しパターンが形成できるようになると、しだいに増加・減少パターンも形成できるようになります。(09)

この能力の発達を促すのに有効な遊びの一つに、「ビーズの紐とおし」があります。
「ビーズの紐とおし」は、「数」の探索もさることながら、それ以上にパターンの探索を引き出すことが確認されています。(10)

ビーズの代わりに、キューブタイプのブロック（または、積み木）を利用する手もあります。
ブロックや積木だと、紐を通さなくてよいので、より手軽に子どものパターン探索の相手ができます。
また、この手の玩具は、数や空間など、算数にかかわる学びに広く利用できるというメリットもあります。

始める年齢

パターン化能力は、４歳で既に大きな個人差があることがわかっています。(11)
したがって、３歳ごろからトレーニングを始めると、より大きな効果が得られる可能性があります。

一方、パターン化能力は、４歳から７歳の間にも大きく発達することがわかっています。(たとえば、08, 09）
したがって、５，６歳からトレーニングを始めても、遅すぎることはありません。

パターン探索のやり方

幼児期のパターン探索は、「パターンの複製」、「繰り返しパターンの拡張」が中心となります。

パターンの複製

最初は、「パターンの複製」から入ります（2，3歳～）。

モデルとなるパターンを見て、そのとおりにビーズ（または、ブロック）をつなげていきます。
モデルは、パターンカードを使用するか^※、親がパターンをつくります。
つくりかたは、ビーズ（または、ブロック）を５，６個、任意に選んで一列に並べる（つなげる）、これだけです（たとえば、■●▲■●）。

「パターンの複製」は、数回試行して全てできるようなら、それでOKです。

※ ビーズゼットやキューブブロックのセットには、パターンカードがついているものがあります。

繰り返しパターンの拡張

・「ビーズの紐通し」

遊び方は、並びのパターンを決めて（たとえば、■■■）、そのパターンでビーズをつなげていきます（たとえば、■■■■■■■■■… ）。これが唯一のルールです。

１ユニットの個数は、とりあえずは２個（■■）から始めて、３個（■■■／■■■／■■■／■■■）、４個（たとえば、■■■■）と増やしていきます。

幼児期のパターン化スキルとしては、１ユニット４個か５個の繰り返しパターンが形成できれば、十分かと思います。
　

・キューブブロック

キューブブロックの場合も、まず、１ユニットの個数と配列を決めます（たとえば■■■）。

次に、それを２つ以上つなげます（たとえば、■■■■■■）。
ここまでは、親の作業です。

パターンをセットしたら、子どもに「次は何がくるかな？」、「その次は？」などと言って、パターンをもう１ユニット形成するように促します。

１ユニットの個数は、２個からはじめて、３個、４個と増やしていきます。
幼児期のパターン化スキルとしては、４個までのいろいろなパターンを認識できるようにしておくとよいでしょう。

子どもがパターンを認識できないときは、ユニットとユニットを切り離してパターンの認識を促します。
【例】
■■■■■■■■？ ➔　■■■■　■■■■　？
■■■■■■■■■？ ➔　■■■■　■■■■　■？

クイズを出すような感じで、パターン化課題を出してあげると、子どもは楽しくパターン探索をすることができます。

パターンの不足しているアイテムを特定する

・キューブブロック

ユニットを二つか三つつなげ、アイテムの一つか二つを抜いて、そこに何が入るかを問います。
繰り返しパターンの拡張と変わりはないです。

【例】■■■■■■?■■■■■　➔　■■■■ ■■■✓■ ■■■■

玩具の選び方

ビーズやキューブブロックを選ぶポイント（パターン探索の側から見たポイント）は、次のとおりです。

• 扱いやすさ： その年齢で扱えるかどうか（大きさ、つなげやすさ）

• ビーズやブロックの種類と数：その種類と個数で任意のパターンが何回繰り返せるか
  
  ビーズの場合は、１種類につき10個以上あるとよいですが、市販されているセットだとかなり限定されます。
  その場合は、工夫をしましょう。１種類10個以下でも、かなりのパターンに対応できます。
  たとえば、「■■■■ ■■■■ ■■■■ ■■■■」だと、■が12個必要ですが、「■■■■ ■●●● ■■■■ ■●●●」のように、■と●を交互に用いると、それぞれ６個ですみます。
  
  キューブブロックの場合は、「１ユニット４個」を最大とすると、これを３つつなげるのに必要なブロックの数は、１色最大９個になります（たとえば、■■■■を３つつなげると■が９個必要）。
  販売されているものは、たいていこれを満たします。
  

• 活用範囲： 他の知育領域（数、空間）を考慮するかどうか

• 子どもの好み

３歳ぐらいから遊べますが、子どもによっては、３歳では紐を通すのが少し難しい場合があります。その分、巧緻性は鍛えられます。
パターンカードは、「パターンの複製」用です。「繰り返しパターンの拡張」には、対応していません。「繰り返しパターン」のモデルは、親が別途作成する必要があります。

上記の製品のパターンカードがついていないバージョンです（通常、こちらのほうが安い）。
「パターンの複製」は、簡単にモデルを作成することができるので、こちらで十分かもしれません。

キューブタイプの積み木ですが、繰り返しパターンの作成に使用できます。
付属のパターンカードは、ストラクチャード・ブロックプレイ用です。

ラーニング リソーシズ社のマスリンク・キューブ（算数の基礎を学ぶためのキューブブロック）のセットです。
このセットには、たくさんのシリーズがありますが、紹介しているのは、Numberblocksバージョンです。Numberblocksは、イギリスBBCが作成する子供が算数を学ぶためのアニメです（YouTubeでも視聴できます）。
３歳ごろから、楽しく算数を学ぶことができ、パターン探索にも使えます。
※ ブロックの接合が固いため、3歳では接合に親の補助を必要とする可能性が高いです。