印刷用紙   :B5 縦 1ページの行数:46 1行の文字数 :76        技術・家庭科学習指導案 1.日  時  平成5年2月18日(木) 午前11時20分〜12時10分 2.学  級  花巻市立南城中学校 2年A組  男子10名 女子15名  3.場  所 岩手県立総合教育センター  第2情報処理実習室 4.単 元 名  『コンピュータのしくみ』 (情報基礎領域) 5.指 導 者 総合教育センター研究員  高 橋 昭 三 6.単元について (1)単元のねらい  「情報基礎」領域の目標はコンピュータの操作等を通して、その役割と機能につい て理解させ、情報を適切に活用する基礎的な能力を養うことである。そのうち「コ ンピュータのしくみ」に関しては、コンピュータが情報を処理するための各部の働 きとそれらの関連やシステムについて知らせること。さらに、それらの装置を働か せて情報を処理するためのソフトウェアの必要性や機能について指導することにな っている。すなわち、入力・出力・記憶・演算・制御の5大機能について知らせる とともに、処理に必要なデータは2進数で処理されていることを理解させることに なっている。 ところで、情報基礎の学習内容に対する生徒の興味・関心を調査し た結果は、「ゲームを作ること、絵や図を書くこと、プログラミング、文書の作成」 という順序である。すなわち、情報を処理する道具としての使い方に興味・関心の 大半があり、コンピュータにはどのような機能があり、処理のしくみはどうなって いるかといった「しくみ」に関することは、低くなっている。 そこで、この単元の前半である「情報の表現」「論理回路のしくみ」については、 処理の基本である2進数の学習を日常生活と関連をもたせながら指導し、さらに昨 年度から開発している教材を用いて、実験操作しながら、視覚的・体験的に理解で きるような指導を試みている。(本年度 研究紀要 参照) (2)本時の指導にあたって 今回の授業クラスは、平成4年7月に「コンピュータのしくみ」として4時間授業 している。「情報の表現」として2進数と10進数の違い、2進数で文字も表現さ れていること。モータも2進数で回転できること。「論理回路のしくみ」として、 AND・OR・NOT回路の組み合せにより、電気的な信号で足し算ができること を学習した。そして、選択制により、補充コースはFCAIによる補充学習、発展 コースは「OUT命令」を利用した発光ダイオードの点灯プログラミングを1時間 実施している。 本時の授業は、「コンピュータのしくみ」のまとめとして、全員に「OUT命令」 でのプログラムングを体験させた後に「INP命令・TIME$」により、信号の 入力と時計機能を取り上げ、コンピュータの機能の概要をとらえさせようとするも のである。 フォトトランジスタを用いた光センサーで信号を入力し、発光ダイオードやモータ を制御し、入出力の関係を理解させたい。また、「PRINT TIME$」によ り時刻を表示させ、コンピュータは時計を内蔵していることを理解させたいと考え た。これにより、炊飯器・洗濯機など身の回りにある専用機としてのマイコン内蔵 機器のしくみの理解につながるばかりでなく、コンピュータは、入出力装置やプロ グラムを変えることによりさまざま機能を発揮する汎用機であるということを理解 させることができると考えた。 なお、今回のクラスは電気領域での授業実践であり、情報基礎でのプログラミング は3年生での履修が予定されていることから、コンピュータのキー操作等に不慣れ である。指導にあったては、できるだけキー入力を少なくし、プログラムの読み込 みなどもファンクションキーを用いておこなうことにしている。 7.指導計画   『コンピュータのしくみ』 1 情報を表す単位とその表現方法 ・・・・・・・・・ 2時間    2 論理回路のしくみ      ・・・・・・・・・・ 2時間         3 ソフトウェアのはたらき   ・・・・・・・・・・ 2時間 4 コンピュータによる制御のしくみ・・・・・・・・・ 1時間(本時) 8.本時の指導 (1)本時のねらい a 光センサーにより発光ダイオードの点灯やモータの回転を制御できるこ     とがわかる。 b コンピュータは時計機能を内蔵していることがわかる。 c コンピュータはプログラムや入力出力装置を変えることにより、さまざ     まな機能を発揮できることがわかる。 印刷用紙   :B4 横 1ページの行数:40 1行の文字数 :130 学 習 指 導 案 +−+−−−−−−−−−−−−−−−+−−−+−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−+−−−−+−−−−+−+ |項| |本時の| |指導時数|累計時数|4| | |4 プログラムの作成 | |2 プログラム作成手順と直線型プログラム | +−−−−+−+ |目| |主 題| | 2時間| 総時数|8| +−+−−−−−−−−−−−−−−−+−−−+−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−+−−−−+−−−−+−+ |目|1 ダイレクトモードとプログラムモードの違いがわかる。 | |標|2 プログラム作成の手順を理解し、フローチャートの書き方わかる。 | |行|3 コンピュータの基本的処理手順(基本型)がわかる。 | |動|4 直線型プログラムの働きと作成の仕方がわかる。 | | | | +−+−+−−−−−−−−−+−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−+−−−−−−−−−−−−−−+−−−−−−−−−+ |段|時| | | | | | | | 学 習 内 容 | 学  習  の  流  れ | 進度差に応じる手だて | 教材・ 教具等 | |階|間| | | | | +−+−+−−−−−−−−−+−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−+−−−−−−−−−−−−−−+−−−−−−−−−+ | | | | −−−−−−− | | | | | | | は じ め | | | |課| | | −−−+−−− | | | |題| |・プログラムの作成| +−−−+−−−+ |・一斉指導 |・紙板書 | |の|10| 手順と直線型プロ| |前時の学習事項| | | | |把| | グラムの作成 | |本時の学習事項| | |・OHP | |握| | | | 学習の進め方 | |・CAI教材による学習につ | | | | |  | +−−−+−−−+ | いて |(LANシステム)| | | | | | | | | +−+−+−−−−−−−−−+−−−−−−−−−−−+−−−−−−−−−−+−−−−−−−−−−−−−−+−−−−−−−−−+ | | | | | | | | | | | | +−−−−−+−−−−−+ | | | | | |・プログラムモード| | プログラム作成の手順 | |・一斉指導 |・紙板書 | | | | について | | 処理手順の基本型 | | | | | | |・プログラム作成の| |フローチャートの書き方| | |・OHP | |課| | 手順について | +−−−−−+−−−−−+ | | | | | |・プログラムの基本| | | |(LANシステム)| | | | 型について | | | | | | | | | +−−−−+−−−−+ | | | |題| |・直線型プログラム| | 直線型プログラム | | | | | | | 働きと作成につい| +−−−−+−−−−+ | | | | | | て | | | | | | | | | | | | | |の|80| | −−−−−+−−−−− | | | | | |・プログラム変更に| 入力・実行・変更 |・机間巡視による個別指導 | | | | | よる働きの違い | −−−−+−−−− | (座標、色、半径等いろいろ| | | | | | | |  変更させる。) | | |追| | | | | | | | | | | | | | | | | |    +−−   課題選択 −−+ | | | | | | |   |     | | | | |求| |・既習事項の確認と| | | | | | | | | | BASICについ| −−−+−−− −−+−− −−+−− |・CAI教材で選択学習 |・CAI教材 | | | | ての発展内容 | 数値計算 CIRCLE文 LINE文 | | | | | | | (INPUT,PRINT) |・演習問題 | | | | | | −−+−−− −+− −+− | | | | | | | +−−−−−−+−−−−−−+ |・机間巡視による個別指導 | | | | | | | | | | +−+−+−−−−−−−−−+−−−−−−−−−−−+−−−−−−−−−−+−−−−−−−−−−−−−−+−−−−−−−−−+ | | | | | | | | | | | | +−−−−−+−−−−−+ | | | | | |・プログラム作成の| | プログラム作成手順と | |・一斉指導 |・紙板書 | |ま| | 手順について | | 直線型プログラム作成 | | | | | | | | | のまとめ | | |・OHP | | | |・直線型プログラム| +−−−−−+−−−−−+ | | | | | | の作成について | | | |(LANシステム)| |と|10| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |め| | | −−−+−−− | | | | | | | お わ り | | | | | | | −−−−−−− | | | | | | | | | | +−+−+−−−−−−−−−+−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−+−−−−−−−−−−−−−−+−−−−−−−−−+ 学習の流れ(フローチャート)の記号 「情報処理用流れ図記号(JIS C6270 1970/4/1制定)」に準拠する。 1)端子記号  流れずの起点と終点 2)処理記号  あらゆる学習情報の処理機能を表現する。学習指導案では、         教師の授業活動いっさいをこの記号で表す。すなわち、説明         ・示範・提示・指示・個別指導など教師がする行動を表し、 それらの内容をこの中に書き入れる。学習方法や提示方法を         示しておくのもよい。 3)手作業   学習が行う学習作業(ノート記入・計算・演習・実験・実習など) を表す。 4)判断    授業の進行途中における判断点を示すもので、チェックの記号とか 判断記号と呼ばれる。レディネス調査やプレ・ポストテストなど の検査による判断や各学習段階での評価反応による教師の判断 に用いる。記号の中には判断内容を記述することになっているが 判断の方法(挙手・反応分析装置・ペーパーテストなど)や通過率 を記述することもある。検査結果や評価結果が望ましい(YES) よくない(NO)によって、いずれか一方の経路をとる。 5)流れ線 記号と記号を結ぶものであって、原則として左から右へ、上から下 への流れを示す。これに反して右から左、下から上の場合は矢印 をつける。 6)補助操作 学習の展開で補助的な説明が必要な場合に用いる。学習指導案を を一見した時、判断記号が多ければ学習過程を丁寧にチェックする 授業である。 7)結合子   次のページにまたがる時小円に中に同じ記号(数字)を書き入れて 続きの関係を表す。 印刷用紙   :B4 横 1ページの行数:46 1行の文字数 :130 学 習 指 導 案 +−+−−−−−−−−−−−−−−−+−−−+−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−+−−−−+−−−−+−+ |項| |本時の| |指導時数|累計時数|8| | |4 プログラムの作成 | |4 自由プログラミングと発表 | +−−−−+−+ |目| |主 題| | 2時間| 総時数|8| +−+−−−−−−−−−−−−−−−+−−−+−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−+−−−−+−−−−+−+ |目|1 分岐型、反復型プログラムの流れの違いを説明できる。 | |標|2 IF〜THEN文の意味がわかり、使える。 | |行|3 FOR〜NEXT文の意味がわかり、使える。 | |動|4 簡単なプログラムを作成できる。 | | |5 作成したプログラムについて発表できる。 | +−+−+−−−−−−−−−+−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−+−−−−−−−−−−−−−−+−−−−−−−−−+ |段|時| | | | | | | | 学 習 内 容 | 学  習  の  流  れ | 進度差に応じる手だて | 教材・ 教具等 | |階|間| | | | | +−+−+−−−−−−−−−+−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−+−−−−−−−−−−−−−−+−−−−−−−−−+ | | | | −−−−−−− | | | | | | |   は じ め | | | |課| | | −−−+−−− | | | |題| | | | | | | |の|10| | +−−−+−−−+ |・一斉指導 |・紙板書 | |把| |・分岐型と反復型プ| |前時の学習事項| | | | |握| | ログラム | |本時の学習事項| | |・OHP | | | |  | | 学習の進め方 | |・CAI教材による学習につ | | | | | | +−−−+−−−+ | いて |(LANシステム)| | | | | | | | | +−+−+−−−−−−−−−+−−−−−−−−−−−+−−−−−−−−−−+−−−−−−−−−−−−−−+−−−−−−−−−+ | | | | | | | | | | | | | | | | | |・分岐型、反復型の|    +−−   課題選択 −−+ |・CAI教材で選択学習 |・FCAI教材 | | | |  |   |     | | | | | | | プログラムについ| | | | |・机間巡視による個別指導 | | | | | | −−−+−−− −−+−− −−+−− | | | | | | て理解を深める。| 数値計算 CIRCLE文 LINE文 | | | | | | | (INPUT,PRINT) | | | |課| |・IF〜THEN文| −−+−−− −+− −+− | | | | | | | | | | | | | | | | FOR〜NEXT| +−−−−−−+−−−−−−+ | | | | | |  | | | | | |題| | 文の意味、使い方| | | | | | | | | −−−−+−−−− | | | | | | の確認と発展内容| 演 習 問 題 |・机間巡視による個別指導 | | | | | | −−−+−−− | | | |の|80| | | | | | | | | | | | | | | | |・目的を持つ簡単な| −−−−−+−−−−− | | | | | | | |・自分なりの目的を持ったプロ| | |追| | プログラムを作成| 自由プログラミング | グラムを作成 |・発光ダイオード | | | | | |・机間巡視による個別指導 | | | | | | −−−−+−−−− | |・ステッピングモー| | | | | | | | タ | |求| | | | | | | | | |・発表の仕方 | −−−−−+−−−−− | | | | | | | 自作プログラミング |・各自の発表方法について |・OHP | | | |・いろいろなプログ| | | | | | |  | 発  表  会 | |(LANシステム)| | | | ラムについて理解| −−−+−−− | | | | | | | | | | | | | | を深める。 | | | | | +−+−+−−−−−−−−−+−−−−−−−−−−−+−−−−−−−−−−+−−−−−−−−−−−−−−+−−−−−−−−−+ | | |・BASIC言語に| | | | | | | | ついて | +−−−+−−−+ |・一斉指導 |・紙板書 | |ま| |・コンピュータの基| |ま  と  め| | | | | | | 本的処理手順につ| +−−−+−−−+ | |・OHP | |と|10| いて | | | | | | | |・プログラムの作成| | | |(LANシステム)| |め| | について | | | | | | | | | −−−+−−− | | | | | | | お わ り | | | | | | | −−−−−−− | | | +−+−+−−−−−−−−−+−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−+−−−−−−−−−−−−−−+−−−−−−−−−+ 学習の流れ(フローチャート)の記号 「情報処理用流れ図記号(JIS C6270 1970/4/1制定)」に準拠する。 1)端子記号  流れずの起点と終点 2)処理記号  あらゆる学習情報の処理機能を表現する。学習指導案では、         教師の授業活動いっさいをこの記号で表す。すなわち、説明         ・示範・提示・指示・個別指導など教師がする行動を表し、 それらの内容をこの中に書き入れる。学習方法や提示方法を         示しておくのもよい。 3)手作業   学習が行う学習作業(ノート記入・計算・演習・実験・実習など) を表す。 4)判断    授業の進行途中における判断点を示すもので、チェックの記号とか 判断記号と呼ばれる。レディネス調査やプレ・ポストテストなど の検査による判断や各学習段階での評価反応による教師の判断 に用いる。記号の中には判断内容を記述することになっているが 判断の方法(挙手・反応分析装置・ペーパーテストなど)や通過率 を記述することもある。検査結果や評価結果が望ましい(YES) よくない(NO)によって、いずれか一方の経路をとる。 5)流れ線 記号と記号を結ぶものであって、原則として左から右へ、上から下 への流れを示す。これに反して右から左、下から上の場合は矢印 をつける。 6)補助操作 学習の展開で補助的な説明が必要な場合に用いる。学習指導案を を一見した時、判断記号が多ければ学習過程を丁寧にチェックする 授業である。 7)結合子   次のページにまたがる時小円に中に同じ記号(数字)を書き入れて 続きの関係を表す。 印刷用紙   :B4 横 1ページの行数:46 1行の文字数 :130 (2) 本時の展開 +−+−−−−−−−−−−−−−−−−+−−−+−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−+−−−−+−−−−+−+ |項|・ コンピュータのしくみ |本時の| |指導時数|累計時数|7| | |  〜コンピュータが行う | |4 コンピュータによる制御のしくみ | +−−−−+−+ |目|  情報処理のしくみ〜 |主 題| | 1時間| 総時数|7| +−+−−−−−−−−−−−−−−−−+−−−+−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−+−−−−+−−−−+−+ |目|1 光センサーによる発光ダイオードの点灯やモータの回転を制御できることがわかる。 | | |2 コンピュータは時計機能を内蔵していることがわかる。  | | |3 コンピュータはプログラムや入力出力装置を変えることにより、さまざまな機能を発揮できることがわかる。 | |標| | +−+−+−−−−−−−−−−+−−−−−−−−−−−−−−−−−+−−−−−−−−−−−−−−−−−−−+−−−−−−−−−+ |段|時| | | | | | | | 学 習 内 容 | 学  習  の  流  れ |  指 導 上 の 留 意 事 項 | 教材・ 教具等 | |階|間| | | | | +−+−+−−−−−−−−−−+−−−−−−−−−−−−−−−−−+−−−−−−−−−−−−−−−−−−−+−−−−−−−−−+ | | | | −−−−−−−− | | | |課| | |  は じ め |・ハードディスクからのBASIC98の立ち上 | コンピュータ | |題| |前時の復習 | −−−−+−−− |げは、ゆっくり丁寧に指導する。 | | |の| | | +−−−−−−+−−−−−−+ |・全員「OK」が表示されたところで、前時| BASIC98 | |把| |生徒の作成プログラム| |  前 時 の 復 習 | |の作成プログラムをFILE名を確認後、ファ| | |握| |の紹介 | +−−−−−−+−−−−−−+ |ンクションキーの操作により読み込み、実 | | | |10| | +−−−−−−+−−−−−−+ |行させる。 | 入出力インタフェース | | | | | | プログラム紹介 | |・代表例を紹介する。 | | | | |本時課題の把握 | +−−−−−−+−−−−−−+ | | | | | | | −−−−−−+−−−−− |・「OUT命令」の反対語として「INP | | | | | | 課 題 の 把 握 |命令」に気づかせる。 | | | | | | −−−−−+−−−− | | | | | | +−−+−−−−−−−−+−−−−−−−−+−−−+ | | +−+−+−−−−−−−+ コンピュータに信号を入力できないだろうか +−−−−−−−−−−−−−−−+−−−−−−−−−+ | | | +−−+−−−−−−−−+−−−−−−−−+−−−+ | | | | | | −−−−−−+−−−−− | | | | | |「INP命令」のプロ| INP1の読み込み |・INP命令により、光の明暗を電気信号| | | | |グラムの読み込み | −−−−−+−−−− |として取り出すプログラムを各自のディス| | |課| | | +−−−−−−−+|クから読み込ませる。 | | | | | | −−−−−−+−−−−−− || | | | | | プログラムの実行 | INP命令の実行と ||・プログラムを実行させ、光の明暗により| | | | | |  動作の確認 ||入力される数値が「0」と「128」に変化す| | |題| | | −−−−−+−−−− ||ることを確かめさせる。 | | | | |「INP命令」の利用| −−−−−−+−−−−−−− || 「明 128」「暗 0」 | | | | | |  グラフィックの制御 ||・INP命令とIF〜THEN〜ELSE| | |の| | |  発光ダイオードの制御 ||を利用することにより、光により取り込ん| | | | | | −−−−−+−−−−−− ||だ信号をさまざまに出力できることに気づ| | | | | | | ||かせる。 | | |追| | |  チェック −−−−+| | | | | | | | 机間巡視 | ステッピングモータ回転 | | | | | | | | 装置 | | | | | +−−−−−+−−−−−+ | | | |求| | | | INP命令とモータ | |・教師実験により確かめる。 | | | | | | | の制御 | | | | | | | | +−−−−−+−−−−−+ |+−−−−−−−−+ | | | | | | −−−−−−+−−−−− ||10 PRINT TIME$ | | | | | | |  内蔵時計の表示 ||20 GOTO 10 |キーボードから入力| | | | | 時計機能の利用 | −−−−−+−−−− |+−−−−−−−−+させる。 | | | | | | +−−−−−−−+| | | | | | | −−−−−−+−−−−−−− || | | | | | | 時計機能と発光ダイオ ||・演示用プログラムを読み込み時刻をセッ| | | | | | ードの制御 ||トし、発光ダイオードとブザーを動作させ| | | | | | −−−−−+−−−−− ||る。 | | | |35| | || | | | | | | チェック −−−−+|机間巡視 | | | | | | | | | +−+−+−−−−−−−−−−+−−−−−−−−+−−−−−−−−+−−−−−−−−−−−−−−−−−−−+−−−−−−−−−+ | | | 入力装置 | +−−−−−+−−−−−+ | | | |ま| | 出力装置 | | コンピュータ各装置 | |・各装置のはたらきを人間と対比しながら|紙板書 | | | | 制御装置 | | のはたらき | |まとめる。 | | |と| | 演算装置 | +−−−−−+−−−−−+ | | | | | | 記憶装置 |    | | | | |め| | センサー | −−−−−+−−−−− | | | | | 5| プログラム |   ま と め | | | | | | | −−−−−−−−−−− | | | +−+−+−−−−−−−−−−+−−−−−−−−−−−−−−−−−+−−−−−−−−−−−−−−−−−−−+−−−−−−−−−+