教科学習を横断するプログラミング的思考のパタン - JSTEM · 2018-12-22 · STEM教育研究 Vol.1 (2018) - 19 - 教科学習を横断するプログラミング的思考のパタン
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過 程 学習活動 ◆iPad 活用場面 他教科・活動
第1時 ○高度情報化社会の中で求められている能力につ
いて、実際のデータを用いながら紹介する。
○コンピュータの思考の仕方を理解する。
・ペアで活動を行う。
・動作が書かれた題をどちらか一方に見せ、その言
葉を使わずにペアの子に伝え動作をさせる。
※気持ちを伝えることが難しいことを理解する。
第2時 ○宝探しゲームを行う。
・iPad に隠した宝物を見つけるための案内を吹き
込む。
・ペアの子は指示通りに動き、宝を見つける。
※歩幅など、明確な規定がないと難しいことを理解
させる。
※「前に進む」「右を向く」など、どのグループに
も共通したワードが出てきたことを抑える。
第3時 ○Swift Playgrounds の紹介をする。
・実際に全員で2問目までをクリアさせている。
・やり方を理解した後は、ペアで活動させる。
※関数の前まで行うが、全て終わらなくてもよい。
※Swift の用語については、黒板に位置付け、定着
させる。
・外国語活動「道案内を
しよう」において、
Swift の用語を使いな
がら学習を行う。
第4時 ○Swift Playgrounds を関数まで進める。
・新たな支持を出したいときには、これまで使った
支持を用いて新たな関数を組めばできることを
・朝活動のスピーチや
様々な活動の中でのプ
レゼンテーションの作
教科:総合的な学習の時間 学年:第6学年 時間:全6時間
単元:プログラミング学習 iPad:2 人で 1 台 アプリ:SwiftPlaygrounds コードを学ぼう ・ カメラ
ねらい
プログラミングの基本的な知識を学ぶと共に、その思考的な特徴を理解し、実践を通し
て体感することで理解を深める。さらに、他教科や他の活動などでも適宜扱うことで、そ
の思考力の有用性を実感することができる。
理解する。
・理解した後には、ループの前までペアで作業を行
う。
※スタートからではなく、ゴールをイメージして一
つずつ必要な支持を整理していく。
成についても、ゴール
をイメージし、そこに
向けた必要事項を分解
して考えることができ
る。
(デコンポジション)
第5時 ○Swift Playgrounds をループまで進める。
・繰り返される支持があることに気付き、ループを
使うことで、すっきりとしたプログラムで複雑な
支持を出すことができることを理解する。
・理解した後には、ループの問題をペアで解いてい
く。
※いきなり最後まで作るのではなく、何度も繰り返
し動作をさせることで、バグを見つけやすくして
いく。
・ループについては、ス
フィロを使って、理解
を深める。
第6時 ○これまで作ったプログラミングの小集団で交流
する。
・互いのプログラミングを見て、もっとすっきりと
したプログラミングにすることができないかを
考える。
※関数を組めるところ、ループにすればよいところ
などを見つけさせる。
・改善点を仲間に紹介する。
※同じ目的でも過程が違うことに気付かせる。(ど
んな過程でもクリアすることができる。)
・委員会活動や学級活動
においても、最終的なゴ
ールだけ振り返るのでは
なく、その過程を大切に
していくことが必要だと
いうことを理解する。
活用のポイント
・Swift Playgrounds を進めていくと、と
にかく周りの子よりも早くやろうという意
識になりがちである。また、ゲームに夢中
になり、大切な思考力の育成に向けた意識
がおろそかになりかねない。適宜様々な活
動の中で、学習したことを生かしていく方
法を提示していくことで、プログラミング
学習を行う意図を理解させていく。
過 程 学習活動 ◆iPad 活用場面
導 入 ・プログラミングがどんなところで使われているかを知る。
◆平昌オリンピックの開会式での様子を紹介し、1218 機のドローンによる光
のショーで、五輪が描かれた場面を見せる。
・Decomposition を説明する。
◆「カップソング」の動画を視聴。
展 開 ・教師の実演を見る(五輪のイラストを EV3 で描く)
◆教師のプログラムを見せながらプログラミングを指導。
・課題を提示する。(3 つの円をずらして描く)
◆ペアでプログラムを作成する。
◆プログラムが作成できた生徒は、EV3で試走する。
終 末 ・作成したプログラムを提出。
◆スクリーンショットし、AirDrop で先生に送信する。
・本時学習したプログラミング的思考を確認する。
活用のポイント
・iPad を 2 人に1台配布し、より多くの生徒が
主体的・対話的にプログラミングを学習でき
た。
・平昌五輪やカップソングなど身近な話題を取り
入れ、生徒がとりかかりやすいよう導入の工夫
をした。
教科:数 学(中学 1 年生)
単元:平面の図形
iPad:2人に 1 台 アプリ:教育版レゴマインドストーム EV3プログラミング
本時のねらい
いくつかの円をずらして描くプログラミングをつくることを通して、Decomposition
というプログラミング的思考を理解し、複雑な事象を小さく分解し、結合して考えること
ができる。
過 程 学習活動 ◆iPad 活用場面
導 入 ◆京都市の町並の特徴を振り返る。
・Keynote を用いて前時の学習内容を想起させる。
展 開 ◆学習課題に対して資料をもとに追究する。
・iPad 内に追究で使用する資料を入れておき、グループ内で相談しながら課
題解決をする。
・グループの話し合いの中から出た新たな疑問については iPad を活用し、イ
ンターネットで検索して問題解決につなげる。
終 末 ◆学習課題に対しての自分の考えを書く。
・ノートに本時のまとめを書き、それを大型カメラに映し出して価値付ける。
活用のポイント
・導入で Keynote を用いて視覚的資料を用
いたことで生徒の興味が高まり、スムーズ
に課題化することができた。
・3、4人で iPad1 台にすることにより、対
話しながら学習を進める。
・話し合いの中から生まれた新たな疑問を自
分たちで調べ考えを深めることができた。
本時のねらい
景観条例を何度も改定して歴史的景観を保護する理由を、観光産業、経済活動、人々の
願いの視点から考察することを通して、歴史的な町並を守ることで、経済効果を生み出し
ていることがわかる。
教科:社会(中学2年生)
単元:近畿地方
iPad:3~4人に1台 使用アプリ・機器:Keynote・AppleTV・大型モニタ
過 程 学習活動 ◆iPad 活用場面
導 入 ◆自然物や参考作品を鑑賞する
・題材にあこがれと課題意識をもたせる導入
・自然物の画像、題材の動画を見せる
展 開 ◆追求の方向、方法を知る
・見通しをもたせる資料提示や示範
◆追求活動を行う中で、制作の過程を撮影する。
・課題意識を継続させるためのペア活動
・造形の確認、やり方に関わって助言させる
・基本的には手出しをしない。撮影者は助言、撮影のみ
終 末 ◆できたところまでの動画を確認する
・本時の振り返りをする
活用のポイント
・1の人1台。ペアで制作を進める。
(1人は資料として iPad を使う。1人は写真撮
影用として使う)
・すべての iPad に作成した資料を入れておき、い
つでも確認できるようにする。
・静止画をつなげることで、動画を作成する。デジ
タル機器を使った作品づくり体験に最適である。
教科:美 術(中学1年生)
単元:クレイ DE アニメ(彫刻)
iPad:1人に1台 使用アプリ:iMovie・GIF Maker
本時のねらい
IT機器を使用したアニメーション制作に関心をもち、球形から自然物に変化していく
姿を細かく写真に残すことを通して、ICT機器の使い方や制作の方法を知り、自然物特
有の曲線や凹凸の美しさを粘土で表現することができる。
・写真の撮り方 ・追求の流れ(示範)
・道具の使い方 ・造形の仕方
過 程 学習活動 ◆iPad 活用場面
導 入 ◆前期に製作した作品で上手く動作しなかった時、どのように対応したか付箋
に書く。
・少しの失敗で作品が上手く動かないなど、エラーをなくすことの必要性を理
解する。
展 開 ◆ミスを修正するときの流れを理解する。
・書いた付箋を2人1組で時系列毎に紙に貼っていき、同じないようのものを
まとめていく。
・その後、他のグループと交流し、エラーを修正するときの流れを理解する。
◆SwiftPlaygrounds のコースに従い、実際のコードを修正する活動を行う。
終 末 ・プログラミングで正しく動かなかった時に、どのような手順で修正するとよ
いかについて、また、振り返りをパソコン上のアンケートに修正する作業の
必要性について記入する。
活用のポイント
・2人で一台の iPad にすることにより、全員が
アプリを活用できるようにした。
・実際の活用場面では、隣と相談したり、操作し
ている iPad に交互に触れて学習する姿が見ら
れた。
・SwiftPlaygrounds のコースを活用すること
で、体験して学習することができた。
教科:技術・家庭科 技術分野(中学2年生)
単元:情報(計測と制御)
iPad:2人に1台 使用アプリ:Swift playgrounds
本時のねらい
コードを正しく動かすために、どのような手順で間違いを見つけ、修正すればよいのか
を考え、コードを修正することができる。
過 程 学習活動 ◆iPad 活用場面
導 入 ◆正確に説明する。指示することの難しさを実感させる。
・一つ一つの指示を丁寧にすることで、分かりやすい説明になるという見通し
をもつ。
展 開 ◆SwiftPlaygrounds の操作方法を理解する。
(「キャラクタ」への指示の出し方・コマンドの意味)
・示範操作をモニタで見せ、キャラクタの動きを理解させる。
全てのペアが第1ステージをクリアするのを確認する。
◆コマンドを増やし、第2ステージをクリアできるかペアで考える。
・クリアをしたペアから立つように指示する。(全ペアのクリアを確認する。)
◆第3.4,5ステージをクリアできるかをペアで考える。
◆第3,4,5のステージのプログラミングを確認する。
終 末 ◆教師が指示を出し、宝を見つけ出せるかをやる。(アンプラグトで実際にや
ってみる。)
★論理的に順序立てて説明をする上で大切なことは何かを考えて、振り返りを
書く。
活用のポイント
・2 人に1台で iPad を活用することにより、全ての
生徒が考えて学習をすることができる。また、1
人では戸惑う生徒もペアでなら、対話しながら学
習をすることができる。
・順序よく指示を出すことは、説明においても大切
で、論理的な思考力の問われる数学において最適
な導入と考える。
教科:数学(中学1年生)
単元:量の変化、比例・反比例
iPad:2 人に1台 使用アプリ:Swift Playgrounds
ねらい
「SwiftPlaygrounds コードを学ぼう1」を使い、試行錯誤しながら、キャラクターに的
確に指示を出すことを通して、論理的に説明する技能を高める。
過 程 学習活動 ◆iPad 活用場面
導 入 ・羽島市の現状について調べる。
◆iPad を用いて、羽島市の公式ホームページや羽島市人口ビジョンを調べ、
羽島市の現状を調べる。
展 開 ・調べて分かったことについて、根拠を明らかにしてノートにまとめる。
◆自分の考えの根拠となる資料について iPad を用いて、スクリーンショット
で保存し、注目してほしいところや強調したいところにマーカーでチェック
する。
・小集団交流、全体交流で仲間と交流する。
◆大型テレビに映し出し、根拠を明らかにして仲間に自分の考えを発表する。
終 末
・羽島市の現状から共通して言える課題について考える。
・本時の学習についてまとめる。
活用のポイント
・2人で1台の iPad にすることで、コミュニケー
ションツールの一つとして活用し、対話的な学習
につなげる。
・適切な資料を選択してまとめていくことで資料活
用の技能を高めていくことができると考える。
・大型テレビを活用し、根拠を示しながら説明させ
ることで、相手意識をもって話をさせることがで
きる。
教科:社 会(中学3年生)
単元:「地方自治と私たち」
iPad:2人に1台 使用機器:AppleTV・大型モニタ
本時のねらい
羽島市の公式ホームページや羽島市人口ビジョン等の資料から、羽島市の現状の課題と
根拠となる具体的な事実を読み取ることができる。
過 程 学習活動 ◆iPad 活用場面
導 入 ○人の子どもは、母体の中でどのように育つのだろうか。班ごとに調べ学習を
しよう。(1時間)
◆子宮の中で赤ちゃんはどのような様子で育つのだろうか。予想して図に書き
入れてみよう。その図を iPad と大型TVに映して、発表しよう。
・模造紙に調べたことをまとめよう。
展 開 ○子宮のなかでの子どもの育ち方を調べる。(2 時間)
調べたい題材をひとつ決め、その答えとなるものを調べる。
◆「Yahoo きっず」で検索
◆「NHK for School」の動画を見て、メモをとる。
・本や図鑑や教科書で調べる。
○おうちのかたや出産経験のある教師にインタビューをして、子どもがお腹の
中にいるときのエピソードを書こう。
終 末 ○班ごとに、発表しよう。(1 時間)
◆iPad の動画で撮影しておく。
活用のポイント
・「Yahoo きっず」および「NHK for School」
はスタート画面にブックマークをしておき、フ
ィルターのない他のサイトへ行かないように
しておく。
・ノートやワークシートを大型TVで映し出すこ
とで、小さい図も学級全体で共有できる。
・発表の様子を動画で保存しておき、評価の材料
とする。
教科:理 科(5 年生)
単元:人のたんじょう
iPad:1 班に1台(4 人に1台) 使用アプリ等:AppleTV 大型TV
本時のねらい
母体内での子どもの成長について、選べる課題や方法などの計画を立てたうえで、計画
に沿って詳しく調べ、記録することができる。
過 程 学習活動 ◆iPad 活用場面
導 入 ◆Playgrounds のコードを見せ、何が書かれているか考える。
「turn は曲がれ、Left は左だから、左に曲がれってことかな」
「move は動く、Forward は何だろう?forward へ動けってことは・・・」
展 開 ◆アプリ「Swift Playgrounds」を使ってコードを書く
「moveForward は前に進んだ、Forward は前ってことか」
「moveForward1回だけでは、1マスしか進まない。ということは3マス進
ませるためには、3回 moveForward を書けばいいんだ」
◆より複雑なステージに取り組む
「思ったように byte が動かない」「そうじゃないのに・・・」
◇一旦、iPad から離れて、紙の上で考えたり、実際に動いたりする
「コードのようにここで前に進んだらおかしいな」
「turnLeft が一回少ないから、回っていないんだ」
終 末 ◆アプリ上で行うこと、unplugged で行うことの両方を試しながら行うこと
の大切に気がつく。
◆何度も繰り返しコードを書き換え、実行することで必ず成功することを実感
させる。
活用のポイント
うまくいかない時には、いつまでも画面上で悩
んでいるのではなく、unplugged の世界で、コ
ードを実体験させる。
いきなり全てのコードを書かせるのではなく、
コードを細切りにして、「ここまでは出来た」と
実感させながら、コードづくりに取り組ませる。
教科: 英 語(特別支援学級)
単元: 命令文
iPad: 1人に1台 使用アプリ: Swift Playgrounds
本時のねらい
byte に命令を出しながら、自分が思ったように byte を動かす。
過 程 学習活動 ◆iPad 活用場面
導 入 ◆教師のモデルプレゼンテーションを見せて、気がついたことを発表する。
「写真が合って、プレゼンが分かりやすかった」
「見せた写真と話している内容がマッチしていた」
展 開 ◆「Safari」を使って画像を検索し、「Keynote」への貼り付け方を知る。
※本体などに保存することなく、画像データを貼り付ける(保存するのでは
なく、長押し→コピーをして、アプリを切り替え、ペーストすることによ
って可能になる。)
◆「Safari」を使って画像を検索し、「Keynote」に貼り付けながらプレゼン
資料を作る。
◇自分の原稿を読み直し、作ったプレゼンのページと原稿の内容が合っている
かを確認する。
◆再び「Safari」を使って画像を検索し、「Keynote」に貼り付けながらプレ
ゼン資料を作る。
◆教師のモデルプレゼンテーションその2を見せて、ページを切り替えるタイ
ミングやページのトランジションについて気がついたことを発表する。
※資料にインパクトをもたせるには、ページのトランジション効果は有効的
ではあるが、全てのページにトランジションを付けると、逆効果になるこ
とを確認する。
終 末 ◆プレゼン資料と合わせながらもう一度自分の原稿を読み直し、ページを切り
替えるタイミング確認したり、ページのトランジション効果を付けたりし
て、プレゼン資料を完成させる。
活用のポイント
画像を保存して不要な学習の足跡を残すので
はなく、コピー&ペーストをうまく活用する。タ
スクの切り替え画面(ホームボタンダブルクリッ
ク or 画面下から上へスワイプ)を使うことで、
操作数を減らして素早く作業を進めることが出
来るようにする。
教科 : 英 語(3年生)
単元 : Lesson 5 “Places to Go, Things to Do
iPad : 1人に1台 使用アプリ: Safari, Keynote
本時のねらい
自分がお薦めする場所についてのプレゼンテーションを作る活動を通して、自分の原稿
に合った写真などをインターネット上から検索して、プレゼンテーションアプリに画像を
貼り付けながら、より効果的な発表資料を作ることができる。
過 程 学習活動 ◆iPad 活用場面
導 入 ◆世の中のプログラムを実感させる。
・iPad を用いてプログラムを作成する授業の見通しをもつ。
展 開 ◆viscuit の操作方法を理解する。
めがねの使い方、タッチボタンの使い方
・示範作品を見て、変態する生き物を viscuit でプログラミングすることを理
解する。
・班でどのようなものを表現するのか、表現するためにはどのような絵が必要
で、どのようにめがねに入れ、動かすのか、プログラムの設計をする。
(ホワイトボード活用)
◆プログラミングをする。
◆制作したプログラムを発表する。
終 末 ・プログラミングをする上で大切なことが何かを考えて、振り返りを学習プリ
ントに記入する。
活用のポイント
・3 人~4 人で iPad1 台にすることにより、対
話しながら学習を進める。
・中学校の技術につなげることを考え、ホワイト
ボードで設計を行う。
・意図したプログラムをつくるために、順序よく
命令を組合せること(アルゴリズム的な思考)
に比重を置いたプログラミングの導入として
最適と考える。
教科:理 科(5 年生) 2 時間続き
単元:形を変えて成長する生き物 iPad:3 人~4人に1台 使用アプリ:viscuit
変態する生き物の成長過程を表現するために、どのような絵が必要かわかり、どのよう
に組み合わせたらよいのか、記号の組合せをどのように改善していけば、より意図した表
現に近づくのか論理的に考えることができる。