図形でプログラミング教育

東京学芸大学教育学部共通SE科目
小学校におけるプログラミング教育
図形でプログラミング教育
2023/5/30更新

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1. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 共通SE科目 東 東京 京学 学芸 芸大 大学 学 I IC CT Tセ セン ンタ ター ー 教 教育 育情 情報 報化 化研 研究 究チ チー ーム ム 加 加藤 藤直 直樹 樹 Programming Education in Elementary School 小学校における プログラミング教育 図形でプログラミング教育
2. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU はじめに 学習指導要領で例示された単元 情報化社会に関する 探究的課題の中での プログラミング 総合 教科 課程外 正多角形と円 電気の利用 手引き 分類A
3. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU はじめに 算数科 第３ 指導計画の作成と内容の取り扱い ２ (２) 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行う場合 には，児童の負担に配慮しつつ， ・・・正多角形の作図を行う学習に関連し て，正確な繰り返し作業を行う必要があり， 更に一部を変えることでいろいろな正多角 形を同様に考えることができる場面などで 取り扱うこと。 （小学校学習指導要領 p.75）
4. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU はじめに 教科書にも掲載 右上：大日本図書webサイトより：https://www.dainippon-tosho.co.jp/introduction2020/sansu/ex_programming.html 左下：東京書籍webサイトより：https://ten.tokyo-shoseki.co.jp/text/shou/sansu/introduction/page13.html
5. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU はじめに 「正多角形と円」の教材 東京書籍 プログル Scratch
6. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 図形を描くカリキュラム 図形でプログラミング教育
7. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 図形を描くカリキュラム 系統的な学びが重要 創造的プログラミング 図形の学びに 絡めた プログラミング 総合 教科 課程外 正多角形と円 楽しく創造的な 活動にするには
8. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 図形を描くカリキュラム 図形関連のカリキュラム 正方形，長方形，直角三角形 ２年 正三角形と二等辺三角形 ３年 平行四辺形とひし形 正多角形と円 ４年 ５年 拡大縮小 対称 角度 合同 ６年
9. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 図形を描くカリキュラム モデルカリキュラム 図 図形 形 数 数 m mi ic cr ro o: :b bi it t ロ ロボ ボッ ット ト系 系 v vi is sc cu ui it t ６ アート ５ ４ ３ ２ スイミー １ きせつをえ がこう
10. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 図形とプログラミング教育 ２年：正方形と長方形（準備） https://scrapbox.io/IML-Lab/正方形と長方形 順次
11. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 図形とプログラミング教育 ２年：正方形と長方形 https://scrapbox.io/IML-Lab/正方形と長方形 順次
12. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 図形とプログラミング教育 ２年：正方形と長方形（発展） https://scrapbox.io/IML-Lab/正方形と長方形 順次 回数指定 繰り返し
13. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 図形とプログラミング教育 ４年：平行四辺形とひし形（角度の導入） https://scrapbox.io/IML-Lab/四角形と三角形をえがく（角度指定） 順次 回数指定 繰り返し ※繰り返しが未修の場合は用いない
14. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 図形とプログラミング教育 ４年：平行四辺形とひし形 https://scrapbox.io/IML-Lab/平行四辺形とひし形を描く 順次 回数指定 繰り返し ※繰り返しが未修の場合は最初は用いず 発展として導入する
15. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 正多角形と円 図形でプログラミング教育
16. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 正多角形と円 正多角形と円（1/2） https://scrapbox.io/IML-Lab/正多角形 正方形（一斉） 三角形（個別） （できた子は六角形） 回る角度の確認 ※繰り返しが未修の場合は最初は用いずここで導入する
17. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 正多角形と円 正多角形と円（2/2） https://scrapbox.io/IML-Lab/正多角形 三角形（復習） 六角形，五角形，．．． を描きながら表を作成 三 三角 角形 形 四 四角 角形 形 六 六角 角形 形 内角の和 180 360 720 角の数 3 4 6 内角 60 90 120 回転 120 90 60
18. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 正多角形と円 算数科 第３ 指導計画の作成と内容の取り扱い ２ (２) 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行う場合 には，児童の負担に配慮しつつ， ・・・正多角形の作図を行う学習に関連し て，正確な繰り返し作業を行う必要があり， 更に一部を変えることでいろいろな正多角 形を同様に考えることができる場面などで 取り扱うこと。 （小学校学習指導要領 p.75）
19. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 正多角形と円 正N角形を描く 端点を結ぶ 線分を描く 特定の長さの 線分を描く X度の方向を 調べる 同じ長さの 線分を描く N回繰り返す X=180-360/N パタン認識 ↓ パラメタライズ ＝一般化 正三角形を描く 正方形を描く 正五角形を描く
20. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 正多角形と円 正多角形と円（2/2） https://scrapbox.io/IML-Lab/正多角形 三角形（復習） 六角形，五角形，．．． を描きながら表を作成 三 三角 角形 形 四 四角 角形 形 六 六角 角形 形 内角の和 180 360 720 角の数 3 4 6 内角 60 90 120 回転 120 90 60 回転する角を導く 1）180 ‒ 内角 2）360 ÷ 角の数
21. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 正多角形と円 正多角形と円（2/2） https://scrapbox.io/IML-Lab/正多角形 順次 回数指定 繰り返し 変数 四則演算
22. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU うまくいく正多角形と円
23. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 正多角形と円 この正多角形と円では 角ごとに 360÷n だけ回ればいいんだ！ 一般化 どんな正N角形でも 描けるプログラム プログラミング的思考 コンピュータ プログラムの凄さ
24. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 正多角形と円 多角形と円では・・・ 三 三角 角形 形 四 四角 角形 形 六 六角 角形 形 角の数 3 4 6 内角 60 90 120 回転 120 90 60 かけると360だ！！ 360÷角の数だ！！ “教科書” の範囲ではない
25. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 正多角形と円 でも，多角形と“円”を考えたときは 一回転（360度）を回りきる 一回転（360度）を 角の数で回りきる 360÷角
26. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 正多角形と円 教科等の捉え方を広げれば 従来の教科等 の学び 教科等で育てる資質・能力 プログラミング教育 （プログラミング活動） で育てられる 資質・能力 教科等の学び
27. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 超おまけ 対称図形でプログラミング教育 図形でプログラミング教育
28. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 対称図形でプログラミング教育 課題：下半分を描いて図形を完成 l 図形のかき方を論理的に考え 手順を視覚的に整理し捉えさせる
29. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 対称図形でプログラミング教育 線対称図形
30. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 対称図形でプログラミング教育 点対称図形
31. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 「対象な図形」での学び
32. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 対称図形でプログラミング教育 「対象な図形」での学び ア (ｲ) 対称な図形について理解すること。 イ (ｱ) 図形を構成する要素及び図形間の関係に着目し，構成の仕 方を考察したり図形の性質を見いだしたりするとともに，その性 質を基に既習の図形を捉え直したり日常生活に生かしたりするこ と。 （小学校学習指導要領 p.71-72） 対応する辺の長さや 対応する角の大きさ は等しい 対応する点を結ぶ線分 と対象の軸は直角 折り返すと 一致
33. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 対称図形でプログラミング教育 「対象な図形」での学び ア (ｲ) 対称な図形について理解すること。 イ (ｱ) 図形を構成する要素及び図形間の関係に着目し，構成の仕 方を考察したり図形の性質を見いだしたりするとともに，その性 質を基に既習の図形を捉え直したり日常生活に生かしたりするこ と。 （小学校学習指導要領 p.71-72） 対応する辺の長さや 対応する角の大きさ は等しい 回転すると 一致
34. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 対称図形でプログラミング教育 「対象な図形」描きでの学び ア (ｲ) 対称な図形について理解すること。 イ (ｱ) 図形を構成する要素及び図形間の関係に着目し，構成の仕 方を考察したり図形の性質を見いだしたりするとともに，その性 質を基に既習の図形を捉え直したり日常生活に生かしたりするこ と。 （小学校学習指導要領 p.71-72） 対応する点を意識 折り返しを イメージ
35. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 対称図形でプログラミング教育 「対象な図形」プログラミングでの学び ア (ｲ) 対称な図形について理解すること。 イ (ｱ) 図形を構成する要素及び図形間の関係に着目し，構成の仕 方を考察したり図形の性質を見いだしたりするとともに，その性 質を基に既習の図形を捉え直したり日常生活に生かしたりするこ と。 （小学校学習指導要領 p.71-72） 折り返しをイメージ 左右は同方向 上下は反対方向 で描ける！ 論理性
36. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 対称図形でプログラミング教育 ちなみに 折り返しをイメージ 左右は同方向 上下は反対方向 180度回転をイメージ 左右は反対方向 上下は反対方向 一次変換 の考え方へ
37. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 論理的思考のポイント は規則性を見つけるところ
38. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 対称図形でプログラミング教育 規則性の発見のパターン l 図形の性質から l 描き方を考えながら l できた手順から
39. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 対称図形でプログラミング教育 思考：線対称だから・・・ 上の時は下だ！
40. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 対称図形でプログラミング教育 思考：線対称だから・・・ 左の時は左だ！
41. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 対称図形でプログラミング教育 思考：点対称は・・・ 左の時は右だ！ 上の時は下だ！
42. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 対称図形でプログラミング教育 規則性の発見のパターン l 図形の性質から l 描き方を考えながら l できた手順から
43. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 対称図形でプログラミング教育 思考：または線対称だから・・・ 対象線を軸に 折り返せばいいから 描き方も 対象線に対して 引っくり返せば・・・
44. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 対称図形でプログラミング教育 思考：または点対称は・・・ 描き方も 対象点を中心に 180度回すから・・・ 対象点を中心に 180度回せばいいから
45. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 対称図形でプログラミング教育 規則性の発見のパターン l 図形の性質から l 描き方を考えながら l できた手順から
46. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 対称図形でプログラミング教育 算数の学びとプログラミング教育 図形の性質 プログラミング活動 描く時の規則性 上下はひっくり返し why? 試行錯誤
47. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 規則性をプログラミング
48. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 対称図形でプログラミング教育 ただ デタラメ試行錯誤で成功してしまう可能性 l 規則性を考えさせる活動へ あれ？ こっち？
49. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 対称図形でプログラミング教育 上半分を描く命令と命令通り描くコード 上半分用命令
50. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 対称図形でプログラミング教育 線対称になるように下半分を描くコード l 論理的に規則を見つける活動に どれなのか？ 上半分用命令
51. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 対称図形でプログラミング教育 プログラミングのすごさも！ l 下半分は自動で描いてくれる機械に！ 上半分用命令を変えるだけで
52. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU 教科とプログラミング教育 「対象な図形」プログラミングでの学び 学ぶことが 変わる 対応する点を意識 左右は同方向 上下は反対方向 で描ける！
53. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU おわりに 図形でプログラミング教育
54. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU おわりに 図形で系統的なプログラミング教育 創造的プログラミング 図形の学びに 絡めた プログラミング 総合 教科 課程外 正多角形と円
55. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU おわりに モデルカリキュラム 図 図形 形 数 数 m mi ic cr ro o: :b bi it t ロ ロボ ボッ ット ト系 系 v vi is sc cu ui it t ６ アート ５ 正多角形と円 ４ 平行四辺形と ひし形 ３ ２ 長方形と正方 形 スイミー １ きせつをえ がこう
56. ©2016- Naoki Kato, IML at TGU おしまい 図形でプログラミング教育