系統性を意識したプログラミング教育～ガチャを実装しよう～

Transcript

1. 系統性を意識した プログラミング教育 ～ガチャを実装しよう～ 福島県立いわき総合高等学校 情報科 教諭 古川達規
2. いわき総合高校 について • 単位制総合学科 • ２，３年で音楽、美術、演劇、 情報、商業、福祉、家庭など の専門科目を履修可能 • 学力はあまり高くない （全国偏差値４０を切る）
3. Monaca Educationを 導入する理由 • 興味を引きやすい • アプリ制作へ移行しやすい • デバッグがわかりやすい
4. 昨年度との比較 • 昨年度はJavaScript • アプリ制作がメイン • JavaScript本を使用した授業 • 今年度はPython • 共通テストを意識 • オリジナルスライドで授業 配当時間：１４時間 ① スマホアプリ企画書作成（２時間） ② 企画発表会（１時間） ③ JavaScript本を使用して基礎を学習 第１章～第６章＋DOM（７時間） ④ アプリ制作（３時間） ⑤ アプリ発表会（１時間） 配当時間：１２時間 ① 表示関数、変数、計算、乱数などの基本事項を学習 ② くじ引きを例に分岐処理を学習 ③ 当たり確率の調整をする中で、不等号を使った分岐処理を学習 ④ 単発ガチャを作成（レアリティ：LR, UR, SSR, SR, R, N） ⑤ 繰返し処理を学習し、１００連ガチャを実装 ⑥ 何が何回排出されたかをカウントする処理を実装 ⑦ 配列を学習し、各レアリティに複数の種類を準備する処理を実装
5. スマホアプリ企画書 テーマ：身近な問題を解決するアプリ 昨年度の生徒の作品
6. 丸亀千円 昨年度の生徒の作品
7. 提案の背景、目的、実現したいこと ・丸亀製麺はうどんからおにぎりメニューが豊富で選びにくい。 ・更に、麺類以外にも天ぷらを乗せるか乗せないか、又何を乗せる かという問題がある。 我々は、その問題を解決するために1000円の予算以内でメニューをランダムに 選んでくれるアプリを提案します。 昨年度の生徒の作品
8. 関連するアプリの調査 実際にGoogleで似たようなアプリがないか探したところ、サイ ゼリアのファンが制作した、サイゼリア1000円ガチャというア プリが見つかりました。 そのアプリは数あるメニューの中からランダムでメニューを決め てくれるというものです。また、他にもマクドナルドやすき家な どの多種多様の飲食店の千円ガチャがありました。 しかし、私たちの考案する丸亀製麺のガチャは見つかりませんで した。更に、このアプリは1000円の予算でメニューを選んでく れる上、塩分と脂質の合計をそれぞれ出してくれるため、こちら の方が優れています。 昨年度の生徒の作品
9. 丸亀千円 ガチャ ガチャを回す メ ニ ュ ー 合計 ◦◦円 ◦◦kcal 塩分 〇ｇ 脂質 〇ｇ 戻る もう一回 メ ニ ュ ー 合計 ◦◦円 ◦◦kcal 塩分 〇ｇ 脂質 〇ｇ 戻る メ ニ ュ ー 合計 ◦◦円 ◦◦kcal 塩分 〇ｇ 脂質 〇ｇ 戻る もう一回 昨年度の生徒の作品 もう一回 画面遷移図
10. 最後に 皆さんもぜひこのアプリを活用して快 適なうどんライフをお楽しみください。 ご清聴ありがとうございました。 昨年度の生徒の作品
11. 昨年度の生徒の作品
12. 【今年度】 プログラミング 単元について 配当時間：１２時間 ① 表示関数、変数、計算、乱数などの基本事項を学習 ② くじ引きを例に分岐処理を学習 ③ 当たり確率の調整をする中で、不等号を使った 分岐処理を学習 ④ 単発ガチャを作成（レアリティ：LR, UR, SSR, SR, R, N） ⑤ 繰返し処理を学習し、１００連ガチャを実装 ⑥ 何が何回排出されたかをカウントする処理を実装 ⑦ 配列を学習し、各レアリティに複数の種類を 準備する処理を実装
13. シミュレーション の単元への接続
14. 「ガチャ」の確率シミュレーション • 当たり1%のガチャを100回引くとき、自分は何回目くらいで 最初に当たるか？ • 当たり1%のガチャを、クラスの40人がそれぞれ100回ずつ引 く。1回も当たりが出ない人は何人いるだろう？ 14
19. 生徒の振り返り分析
20. 生徒の振り返り分析
21. 令和７年度試験の問題作成の方向性（試作問題）/大学入試センター
27. 次年度の活用予定 • 領域複合で実習時間を確保 • プログラミング、シミュレーション、情報デザイン、問題解決など • 言語はPython , HTML + CSS • 系統性を持たせた指導は必要、でも自由制作も必要
28. 以下、参考資料
29. 福島県立いわき総合高等学校 プログラミングの基本を身につけよう１ 情報科
30. 福島県立いわき総合高等学校 今日やること ① 期末テストの平均点と偏差値を求めるプログラムの作成 ② アタリ、ハズレのあるくじ引きをシミュレーションする プログラムの作成 ③ １等、２等、３等などのあるくじ引きをシミュレーションする プログラムの作成 ④ くじの出る確率を調整する
31. 福島県立いわき総合高等学校 ① 期末テストの平均点と偏差値を求める ◼ Pythonにおける標準出力 print（ ） （）内に数値を入れると画面に数値が出る やってみよう！ print(5) 31
32. 福島県立いわき総合高等学校 ① 期末テストの平均点と偏差値を求める ◼ Pythonにおける標準出力 print（ ） （）内に””で括って文字を入れると 画面に文字が出る やってみよう！ print(”こんにちは”) 32
33. 福島県立いわき総合高等学校 ① 期末テストの平均点と偏差値を求める 33 基本的に変数名は自由に付けられる
34. 福島県立いわき総合高等学校 ① 期末テストの平均点と偏差値を求める 34 やってみよう！ num = 123 print(num)
35. 福島県立いわき総合高等学校 ① 期末テストの平均点と偏差値を求める 35 ◼ 四則演算
36. 福島県立いわき総合高等学校 ① 期末テストの平均点と偏差値を求める 36 やってみよう print(1+3) print(3*5) a = 3 b = 5 c = 12 print(a*b-c)
37. 福島県立いわき総合高等学校 ① 期末テストの平均点と偏差値を求める 37
38. 福島県立いわき総合高等学校 ① 期末テストの平均点と偏差値を求める 38 やってみよう！ print(5) print(”こんにちは”) num = 123 print(num) print(1+3) print(3*5) a = 3 b = 5 c = 12 print(a*b-c) まとめてコメントアウトしてみよう
39. 福島県立いわき総合高等学校 ① 期末テストの平均点と偏差値を求める 39 クラスの平均点を求めてみよう goukei = ???? heikin = ???? print(????)
40. 福島県立いわき総合高等学校 ① 期末テストの平均点と偏差値を求める 40 自分の偏差値を求めてみよう hensachi = ???? print(????) 偏差値は「（個人の得点ー平均点）÷標準偏差 ×10＋50」という式で計算できます。 標準偏差は１１．４２
41. 福島県立いわき総合高等学校 ② アタリ、ハズレのあるくじ引き 41 import random ran = random.randint(1,2) if ran == 1: print("アタリ") else: print("ハズレ") 開始 ランダムを使う準備 変数ranに１か２を ランダムに代入 ranの値 は1？ アタリと表示する ハズレと表示する Yes No プログラム フローチャート
42. 福島県立いわき総合高等学校 ③ １等、２等、３等などのあるくじ引き 42 import random ran = random.randint(1,3) #print(ran) if ran == 1: print("１等が当たりました") elif ran == 2: print("２等が当たりました") else: print("３等が当たりました") 開始 ランダムを使う準備 変数ranに１から３を ランダムに代入 ranの値 は1？ １等が当たりました と表示する ２等が当たりました と表示する Yes No ranの値 は2？ Yes ３等が当たりました と表示する プログラム フローチャート
43. 福島県立いわき総合高等学校 課題 43 １等、２等、３等、４等、はずれ がある くじ引きを作りなさい。
44. 福島県立いわき総合高等学校 ④ くじの出る確率を調整する 44 振り分け:１等(5%),２等(10%),３等(15%),４等(20%),はずれ(50%) import random ran = random.randint(1,100) #print(ran) if ran <= 5: print("１等が当たりました") elif ran <= 15: print("２等が当たりました") elif ran <= 30: print("３等が当たりました") elif ran <= 50: print("４等が当たりました") else: print("はずれ")
45. 福島県立いわき総合高等学校 宿題 ガチャを作ろう 45 振り分け LR(1%),UR(5%),SSR(10%),SR(14%),R(20%),N(50%)
46. 福島県立いわき総合高等学校 次回予告 46 １００連ガチャ 実装 確率の壁を越えろ
47. 福島県立いわき総合高等学校 プログラミングの基本を身につけよう２ 情報科
48. 福島県立いわき総合高等学校 今日やること ① １００連ガチャを作ろう ② １００連ガチャで何が何回出たかカウントしよう ③ 標準入力のやり方を覚えよう
49. 福島県立いわき総合高等学校 ① １００連ガチャを作ろう ◼ Pythonにおける繰り返し処理 49 Range関数の書き方によって カウンター変数の増え方が変わるよ
50. 福島県立いわき総合高等学校 ① １００連ガチャを作ろう ◼ Pythonにおける繰り返し処理 やってみよう # 1～100までの数字を表示しよう for i in range(1,101): print(i) 50
51. 福島県立いわき総合高等学校 ① １００連ガチャを作ろう ◼ Pythonにおける繰り返し処理 やってみよう # 1～100までの偶数を表示しよう for i in range(1,101): if i % 2 == 0: print(i) 51 もし、i を割った余りが０ならば %は、割った余りを計算する算術演算子 詳しくは前回のスライドを 確認しよう！
52. 福島県立いわき総合高等学校 ① １００連ガチャを作ろう ◼ Pythonにおける繰り返し処理 課題 # 1～100までの奇数を表示しよう 52
53. 福島県立いわき総合高等学校 課題 53 前回のガチャプログラムを利用して １００連ガチャ を作ろう
54. 福島県立いわき総合高等学校 ② １００連ガチャで何が何回出たかカウントしよう 54 # 出現した回数をカウントして表示する count1 = 0 count2 = 0 for i in range(1,101): import random ran = random.randint(1,100) print(ran) if ran <= 10: count1 += 1 elif ran >= 90: count2 += 1 print("10以下は" + str(count1) +"回出ました") print("90以上は" + str(count2) +"回出ました") 数値と文字は同時に出力できないため、数値を文字列に変換する必要がある。 → 変数をstr()で囲む カウントするための変数を初期値０にして作成する カウントするための変数「count1」に１を足す処理 カウントするための変数「count2」に１を足す処理
55. 福島県立いわき総合高等学校 課題 55 ガチャプログラムを利用して １００連ガチャ で何が何回出たかカウントしよう 出力例
56. 福島県立いわき総合高等学校 ③ 標準入力のやり方を覚えよう 56 ◼ キーボードから入力した値を利用する ＃文字を入力する場合 A = input("文字を入力してください") print(A + "が入力されました") ＃数値を入力する場合 B = int(input("数値を入力してください")) print(str(B) + "が入力されました") Aに入っているのは文字なので、そのままつなげて出力できる。 Bに入っているのは数値なので、文字に変換して出力する。
57. 福島県立いわき総合高等学校 ③ 標準入力のやり方を覚えよう 57 ◼ 計算をする ＃Print文の中で計算する場合 C = int(input("数値を入力してください")) print(5 * C) ＃Print文の前で計算する場合 D = int(input("数値を入力してください")) D = 8 * D print(D)
58. 福島県立いわき総合高等学校 課題 58 ◼ 太郎君の所持金はＡ円である(Ａは入力する) １本５円の鉛筆を何本買えるか計算する プログラムを作ろう 入力例 １００ 出力例 ２０
59. 福島県立いわき総合高等学校 発展課題 59 次郎君は、一直線の道路上で散歩をしている。 次郎君は以下の行動を、行動 A → 行動 B → 行動 A → … のように 交互に繰り返す。 行動 A : 3 m 前に進む。 行動 B : 2 m 後ろに戻る。 行動 A と行動 B を合わせて X 回行ったとき、 はじめの位置から何 m 前に移動したことになるかを計算する プログラムを作ろう 入力例 ３、出力例 ４ 入力例 ６、出力例 ３ ヒント(if を上手に使いましょう)
60. 福島県立いわき総合高等学校 プログラミングの基本を身につけよう３ 情報科
61. 福島県立いわき総合高等学校 今日やること ① 配列を使ってガチャをよりリアルにする ② 練習問題を解く ③ 二重ループ（for文）について理解する ④ 二重ループ（for文）についての練習問題を解く
62. 福島県立いわき総合高等学校 ① 配列を使ってガチャをよりリアルにする ◼ Pythonにおける配列（リスト） 配列（リスト）名 = [ ] で表現される sample_list = ["A", "B", "C", "D", "E"] ◼ 変数と配列（リスト）の違い 62
63. 福島県立いわき総合高等学校 ① 配列を使ってガチャをよりリアルにする ◼ Pythonにおける配列（リスト） 63
64. 福島県立いわき総合高等学校 ① 配列を使ってガチャをよりリアルにする ◼ Pythonにおける配列（リスト） 64
65. 福島県立いわき総合高等学校 ① 配列を使ってガチャをよりリアルにする ◼ Pythonにおける配列（リスト） やってみよう sample_list = ["A", "B", "C", "D", "E"] print(sample_list[0]) print(sample_list[1]) print(sample_list[2]) print(sample_list[3]) print(sample_list[4]) 65
66. 福島県立いわき総合高等学校 ① 配列を使ってガチャをよりリアルにする やってみよう import random ran1 = random.randint(1,100) ←レア度の抽選用 ran2 = random.randint(0,9) ←各レア度における種類の抽選用 #print(ran1) #print(ran2) LR = ["LR①","LR②","LR③","LR④","LR⑤"] UR = ["UR①","UR②","UR③","UR④","UR⑤"] SSR = ["SSR①","SSR②","SSR③","SSR④","SSR⑤"] SR = ["SR①","SR②","SR③","SR④","SR⑤","SR⑥","SR⑦","SR⑧","SR⑨","SR⑩"] R = ["R①","R②","R③","R④","R⑤","R⑥","R⑦","R⑧","R⑨","R⑩"] N = ["N①","N②","N③","N④","N⑤","N⑥","N⑦","N⑧","N⑨","N⑩"] 各レア度における種類を配列で準備する 次ページに続く 66
67. 福島県立いわき総合高等学校 ① 配列を使ってガチャをよりリアルにする if ran1 <= 1: ← レア度がLRだった場合（１％） if ran2 <= 1: print(LR[0] + "が当たりました") elif ran2 <=3: print(LR[1] + "が当たりました") elif ran2 <=5: print(LR[2] + "が当たりました") elif ran2 <=7: print(LR[3] + "が当たりました") else: print(LR[4] + "が当たりました") elif ran1 <= 6: ← レア度がURだった場合（５％） UR,SSR,SR,R,Nの場合も続けて作ってみよう UR,SSRは５種類、SR,R,Nは１０種類ある 67 レア度LRの種類を抽選して 表示する処理を追加
68. 福島県立いわき総合高等学校 課題 各レア度における種類を追加した １００連ガチャ（カウント付き）を作ろう！ 68 LR①は１回出ました LR②は０回出ました LR③は０回出ました LR④は１回出ました LR⑤は０回出ました UR①は０回出ました … N⑩は３回出ました 出力例
69. 福島県立いわき総合高等学校 ② 練習問題を解く ◼ Q1. 変数の練習 xという変数に2を代入し、それを3倍した数を出力してください。 期待する出力：6 69
70. 福島県立いわき総合高等学校 ② 練習問題を解く ◼ Q2. 四則演算の練習 変数aに10を代入、変数bに2を代入し、aとbの和、差、積、商を出力 してください。 期待する出力： 12 8 20 5.0 70
71. 福島県立いわき総合高等学校 ② 練習問題を解く ◼ Q3. 余りを計算する練習 変数aに5を代入、変数bに3を代入し、aをbで割った時の余りを求め てください。 期待する出力：2 71
72. 福島県立いわき総合高等学校 ② 練習問題を解く ◼ Q4. べき乗を計算する練習 変数aに5を代入、変数bに10を代入し、aのb乗、 つまりabを出力してください。 期待する出力：9765625 72
73. 福島県立いわき総合高等学校 ② 練習問題を解く ◼ Q5. if,比較演算子の練習 変数aに5を代入し、aが偶数ならTrue、そうでなければFalseを出力 してください。 期待する出力：False 73
74. 福島県立いわき総合高等学校 ② 練習問題を解く ◼ Q6. forの練習 1以上50以下の整数を小さい順に、1行ずつ改行して出力してくださ い。 期待する出力： 1 2 3 … 50 74
75. 福島県立いわき総合高等学校 ③ 二重ループ（for文）について理解する やってみよう for i in range(1, 10): for j in range(1, 10): print(i * j, end=" ") print() 75 外側のループが縦（１の段、２の段） 内側のループが横 を表している 改行せずに 続ける方法 改行だけ出力
76. 福島県立いわき総合高等学校 ④ 二重ループ（for文）についての練習問題を解く ◼ Q7.二重ループの練習 以下の図形を出力してください。 期待する出力： * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 76
77. 福島県立いわき総合高等学校 ④ 二重ループ（for文）についての練習問題を解く ◼ Q8.二重ループの練習 以下の図形を出力してください。 期待する出力： * * * * * * * * * * * * * * * 77 ヒント：range(a,b)には変数も指定できるよ
78. 福島県立いわき総合高等学校 モデル化とシミュレーション 情報科
79. 福島県立いわき総合高等学校
80. 福島県立いわき総合高等学校
81. 福島県立いわき総合高等学校
82. 福島県立いわき総合高等学校
83. 福島県立いわき総合高等学校 実習1 83 ガチャプログラムで 確率シミュレーションを 行ってみよう
84. 福島県立いわき総合高等学校 「ガチャ」の確率シミュレーション • 当たり1%のガチャを100回引くとき、自分は何回目くらいで 最初に当たるか？ • 当たり1%のガチャを、クラスの40人がそれぞれ100回ずつ 引く。1回も当たりが出ない人は何人いるだろう？ 84
85. 福島県立いわき総合高等学校 ファイル名入力 （なんでもOK） デスクトップの 「Project」を選択 「ガチャ」の確率シミュレーション
86. 福島県立いわき総合高等学校 9回目と77回目で LRが2回当たった場合 「ガチャ」の確率シミュレーション
87. 福島県立いわき総合高等学校 87 シミュレータを作り、理論確率を調べよう
88. 福島県立いわき総合高等学校 88 シミュレーションの結果は？ ①100回引いたときに、すべて外れている人の確率はいくつ だろう。 ②クラスのほぼ全員（95％）が当たりを引くためには何回 ガチャを引けばいいだろうか。 ③レア度を1％から10％にすると当たる確率はどうなるか。 （「確率」シートから考えてみよう）
89. 福島県立いわき総合高等学校 実習2 アイテムをコンプリートするには 何回ガチャを引けばいいのか？ 89
90. 福島県立いわき総合高等学校 全てのアイテムをコンプリートするためには？
91. 福島県立いわき総合高等学校 金額を変えてシミュレーション
92. 福島県立いわき総合高等学校 アイテムの数が増えると・・・？
93. 福島県立いわき総合高等学校 まとめ