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「ひみつの手紙」で学ぶ暗号化

学校種 小学校 学年 6年生 教科等 総合的な学習の時間(3時間) 使用教材 プログルラボ「ひみつの手紙コース」 第1時:インターネット上の通信は、複数のコンピュータを経由して送信されていることを理解することができるとともに、暗号化の必要性について考えることができる。 物理的な体験をとおしてサーバー間のバケツリレー方式でデータのやり取りをしていることを理解するため、教室内で手紙の受け渡しを行う。     インターネット上の通信は、複数のコンピュータを経由して送信されていることを知る。 第2時:暗号化されたメッセージのやり取りを通して、鍵の受け渡しの方法を粘り強く考えることができる。 ひみつの手紙コースを使って、暗号化されたメッセージのやり取りを体験する。 何らかの方法で鍵の受け渡しが必要なことを捉える。 第3時:暗号化の良さや特徴を理解した上で、身近な生活や社会の中におけるインターネット通信の適切な活用の仕方について考えることができる。 鍵の受け渡しの方法を考えながら、改めてひみつの手紙コースを使って、暗号化されたメッセージのやり取りを体験する。 これまでの学習を振り返る。  本実践は、児童が日々何気なく使うインターネットの機密性について考える機会となる実践である。暗号化と復号について、手を動かして学んだ後に、子どもたちが慣れ親しんでいるチャットのコミュニケーションで、利用する活動をするという学習の流れを計画した。授業終了後も「ひみつの手紙コース」教材を使い、チャットのやり取りをしていた点からも子どもたちが興味をもって学習していたことが伺えた。情報モラルについては多くの実践が行われているが、情報の科学的な見方・考え方を働かせて体験的に学ぶことの意義は大きい。  児童は、自分たちの安全を守るために暗号化されていることを知る中で、自分たちが行ったやり取りではなく、実際にはどのように暗号化が行われているのか、その仕組みに興味をもった。

「卒業制作」をつくろう

学校種 小学校 学年 6年生 教科等 総合的な学習の時間(7時間) 使用教材 Scratch micro:bit Teachable Machine 第1時:身の回りの問題を見出し、コンピュータの特性を生かして解決する課題を設定し、見通しをもつことができる。 コンピュータを用いた問題解決例を調査し、どのような特性を生かしているのかを共有する。 小学校生活をより豊かに、より便利にするアイデアを出し合う。 これまでに学習したことを想起しながら、実現可能性を検討し、学習計画を立てる。   第2時:手順や構造を図示しながら具体的にコンテンツ等の設計を考えることができる。 様々な視点から、プログラムの手順やウェブサイトの構造を検討する。 コンテンツの企画書を作り、ポートフォリオにまとめる。 第3・4時:設計したコンテンツ等を、コンピュータ上でプログラミングし表現できる。 制作活動に取り組む。 (例1)センサの調整とプログラミング (例2)AIの学習とプログラミング (例3)ウェブ上での表現と利用規約 等   第5・6時:コンテンツを相互にレビューすることの社会的な意義を理解するとともに、新たな改善点を見出し修正しようとすることができる。 コンテンツを紹介したり、試したりする。 様々な立場からコンテンツを評価する。 見出した改善点について、優先順位を付けて修正を行う。   第7時:コンテンツの紹介を通じて、学習をふり返ることができる。 作成したコンテンツをオンラインで紹介する。 どのようなコンピュータの特性を生かして解決することを考えたのか、ふり返る。 本単元は単にコンピュータや情報について知るだけでなく、これまでの知識を活用したり、必要なことを改めて自ら学んだりしながら、自分たちにとって意味のある制作に挑戦した。児童は自ら課題を見付け、それぞれで試作し、クラス内のフィードバックから改善し、発表していった。実際にプログラムを組む過程では、ゼロから作るのではなく、先人が公開しているものを調査し、解決したい問題に合わせて必要な部分を抽出したり組み替えたりする姿が見られた。教師は、参考事例の提示や教室内のコミュニケーションの促しに徹していて、児童が自ら学び、社会に関わる力を育めるよう心がけた。 単元の終末に、開発したコンテンツ等についてPRを行い、自分たちの学びをふり返った。 公開してから改善ができるソフトウェアならではのものづくりのよさやゲーミフィケーションという考え方、コンピュータの特性を生かして問題解決に迫ったことなどを価値付けた。 問題を解決するにあたって、変数の利用やライセンスの付与、ユーザーインターフェースの改善など、それぞれの学びの文脈に情報の科学的な見方・考え方を働かせていることが感じられた。

AIって何だろう?

学校種 小学校 学年 5 ・6年生 教科等 総合的な学習の時間 使用教材 Teachable Machine, TM2Scratch, プログルラボ「みんなで生成AIコース」 これからAI について学んでいくことを知らせる。(5分) 身近なAIの紹介(スマホの音声アシスタント、掃除ロボット、顔認証など) 今後さらにAIの利用が広がる可能性について知らせ、学習への意欲を高める。 AI (人工知能)についてのイメージ、これまでに知っていること、知りたいことや学びたいことをワークシートなどに書き出す(5分) 書いたことをグループで話し合い、さらに全体で共有する(10分) AI を使ったじゃんけんのプログラム(あらかじめ作成しておく)を紹介する(20分) 実演する プログラムの中身を見てみる 手の形の特徴を学習し、どれだけ近いかによって判定していることを理解させる AI を使わない従来のプログラム→事前に設定した画像と全く同じか AI を使ったプログラム→学習したデータにどれだけ近いか 次時の予告 画像認識 AI に学習させてみる活動について(5分) 国旗の画像を撮影して AI に認識させることを知らせる。 スライドを利用して手順を知らせる。 じゃんけんのプログラムに書かれている手順で日本・韓国・アメリカ・サウジアラビアの国旗を撮影しモデルをトレーニングする。 【付属資料】AIって何だろう?_TeachableMachineの使い方を児童に提示( 画像認識用国旗 )も活用 6年社会科の「世界の中の日本」で教科書に取り上げられている国を候補としたが、他の国でもよい。 国旗のような図柄がはっきりしているものは誤認識の可能性が低い。 うまく認識させられた(出力の表示が思い通りだった)ら、じゃんけんなど自分が認識させたいものをトレーニングしてみる。 活動を通して気付いたことを交流する。 次回は画像認識モデルを使ったプログラムを作成することを知らせ、どんなものを作るか考えておく。児童の実態に応じて、いくつかの例を提示することも考えられる。 この時間で作成した画像認識モデルを次回利用する場合はじゃんけんのプログラムに書かれている「プロジェクトをファイルとしてダウンロード」を実行し保存しておく。 実際に画像認識が使われている例を紹介する。(第5時の終末に回すことも考えられる。) デジタルの力で日本の未来にさらなる可能性を。– AIが切り開く農業の未来 – (3分) 作りたいプログラムのアイデアをいくつか発表する。 最初からうまくできるわけではないことを知らせ、思い通りの結果にならない場合はどこに原因があるのか、どう変えればいいのかを考えることが大事なこと、うまくいかないときこそ学びの機会になるという心構えを確認する。 スライドを児童に提示して流れを説明する。 Classroom などで共有し、個々に参照できるようにしておくとよい。 途中で作業を中断し、困っていることや見つけたワザなどをグループ内で共有する。広く知らせたいことがあれば全体で共有する。 […]

SNSって何?〜自分が投稿するなら〜

学校種 小学校 学年 5年生 教科等 社会/総合的な学習の時間  (4時間) 使用教材 第1時 SNSの種類や特性について理解する。 知っているSNSについて交流する。 それぞれのSNSの特徴や機能を調べる。 第2時 自分のしたい投稿に合わせた写真を選ぶ。 自分がしたい投稿がどのような投稿なのか話し合う。 いくつか写真を撮影し、自分がしたい投稿に合わせた写真を選ぶ。 第3時 自分のしたい投稿に合わせた文面を考える。 前時に選んだ写真をもとに文面を作る。 写真や文面を合わせることで、投稿を完成させる。 第4時 友達の投稿を見比べながら、それぞれの投稿のよさや危うさについて考え、判断する。 友達の投稿を見比べる。 SNSの特性を踏まえながらそれぞれの投稿の良さや危うさについて話し合う。

コンピュータとなかよし

学校種 小学校 学年 1年生 教科等 生活(10時間) 使用教材 第1〜3時 実際に操作することを通して、コンピュータには目的に合わせたソフトウェアがあることに気付く。 端末を使うときの約束を確認する。 端末を使ってできることを考え、実際に使ってみる(写真、動画、時計等)。 第4・5時 実際に操作することを通して、カメラで静止画や動画を撮影したり、端末やファイル共有サーバに保存したりする。 静止画や動画を撮影するときの約束を確認する。 共有フォルダの使い方を知る。 実際に共有フォルダに写真を入れて、お互いに写真を見合う (他授業で活用していく。) 第6〜8時 実際に操作することを通して、様々な機能の使い方を知り、使う。 Classroomの存在を知る。 実際に様々な機能に触れてみる。 第9・10時 学校生活の場面で、コンピュータをどのように活用できるか考える。 どのようなときに端末を使うことができるか、使っていきたいと思うか考える。

コンピュータに伝えるしくみ

コンピュータを使ってアンケートを作ろう

学校種 小学校 学年 4年生 教科等 国語/総合的な学習の時間  (3時間) 使用教材

コンピュータを使って自己紹介をしよう

学校種 小学校 学年 5年生 教科 国語/総合的な学習の時間  (4時間) 使用教材

じゃんけんゲームを作ろう

Pythonを使って、コンピュータとじゃんけんをするプログラムを作ってみましょう。 最初はコンピュータの手をランダムで出すところから始め、最終的には「3回勝負して先に2勝した方が勝ち」というゲームが完成します。 複雑な機能は使わず、基本的な書き方だけでステップを踏んで学んでいきます。 以下の問題はコピペでそのまま授業に利用できます。各問題を1つずつ取り組んでいきましょう。 ①randomモジュールを使って、コンピュータの手(0〜2)をランダムに表示するプログラムを作成してください。結果として、ランダムに0,1,2のいずれかが表示されれば良いです。(0はグー、1はチョキ、2はパーとして扱う想定です。) 解答例: import random computer = random.randint(0,2) print(computer)   ②コンピュータの出した手(0〜2)を、「グー」「チョキ」「パー」の文字で表示するようにしてください。(if文を使って判定しましょう) 解答例: import random computer = random.randint(0,2) if computer == 0:     print(“グー”) if computer == 1:     print(“チョキ”) if computer == 2:     print(“パー”)   ③input関数を使って、人間の出す手(0〜2)を入力できるようにしてください。その後、人間の出した数字を表示してください。 解答例: hand = input(“0=グー, 1=チョキ, 2=パー のどれかを入力してください:”) print(“あなたの手は”, hand)   ④人間の出した手(0〜2)を、「グー」「チョキ」「パー」の文字で表示するようにしてください。ここから、リスト hands […]

プログラミングの例題

プログラミングを学ぶ際、生徒に身近な題材を使って、実感できるようにすることが重要です。シミュレーションを行う際にも、最初はあまり複雑なものにせず、シンプルな話題が取り組みやすいでしょう。 最もシンプルで簡単なシミュレーションとして「サイコロ」などが取り組みやすいと思います。変数名などは指定せず、生徒に自分で考えさせたり、あえてシミュレーション回数を問題に含めず、自分で決めさせるなど、少し曖昧にするとより自身で考える力がつくと思います。また、あまり手順を詳しく説明せず、結果のイメージを与えることによって「何をすべきか」を生徒自身に読み取らせることも有効です。 Pythonを用いて、以下の6つの簡単な問題でシミュレーションを体験する例題を提示します。 randomモジュールの使い方、結果のリストへの追加、結果の表示などについて段階的に学べる構成になっています。 なお、「プログル情報」では先生のオリジナル問題を生徒に出題し、それぞれの生徒からコードを回収し、一覧表示することができます。 以下の問題もコピペで簡単に授業に取り入れられますので、ぜひ試してみてください。 ①実行すると、「1〜6」のいずれかの数値が表示されるプログラムを作成してください。何度か実行して、毎回ランダムに結果が変わることを確認してください。(このプログラムには random モジュールを使います) 解答例: import random dice = random.randint(1,6) print(dice) ②繰り返し処理を使って、「1〜6」のいずれかの数値が10回表示されるようなプログラムを作成してください。 解答例: import random for i in range(10):     dice = random.randint(1,6)     print(dice) ③「1〜6」の数値が、指定した回数ぶん表示されるプログラムを作成してください。(繰り返す回数は変数で指定します) 解答例: import random kaisu = 10 for i in range(kaisu):     dice = random.randint(1,6)     print(dice) ④サイコロを指定した回数ぶん振り、その「出た目の履歴」をリストとして記録し、最後にそのリストを表示するプログラムを作成してください。(出た目を一つずつ表示するのではなく、リストとしてまとめて表示してください)結果のイメージ(10回を指定した場合):[3, 5, 2, 6, […]