情報科教育法A第７回 情報の科学的な理解２　 非常勤講師 菅宮　恵子

本日の予定 １．先週の復習 ２．情報検索 ３．問題解決 ４．問題解決の手法 ５．共通教科情報科の採用状況など ６．本日の課題

本日の予定 １．先週の復習 ２．情報検索 ３．問題解決 ４．問題解決の手法 ５．共通教科情報科の採用状況など ６．本日の課題

パリティビットとは 通信時やハードウェアでの誤り検出ビット このビットのチェックで誤り検出 数学や物理のパリティとは異なる 伝送中に周囲のノイズでエラーが発生 数学や物理のパリティとは異なる エラーによるデータは主に再送される パリティチェックでエラー発生 PC・ハードウェア データ再送 OKです サーバ・ハードウェア

実習 先週、ダウンロードした問題を指示に従い解答

パリティ２ 垂直パリティは1個の誤りのみ バースト誤り（2個連続のエラー）は検出できない 水平パリティと組み合わせると 2ビット以上の誤り検出 1ビットの誤り訂正 誤り検出されたら、再送信が多い

教材として 科学的理解を促すのは、ゲームでも可能 苦手意識を払しょくできる 楽しく考えるのが一番！ パリティは碁盤や磁石を使ってもできる

センター試験　数学 　情報関係基礎にも 平成２８年度センター試験　本試験の問題よりhttp://www.dnc.ac.jp/albums/abm.php?f=abm00007100.pdf&n=2801-0603+jouhou.pdf　2019/05/16

本日の予定 １．前回の復習 ２．情報の科学的な理解（先週の続き） ３．情報科学：アルゴリズムとプログラミングの指導方法 ４．本日の課題

アルゴリズム 解き方、解法、やり方、方法、算法のこと 教科では 「情報の科学」現行学習指導要領解説p27 具体的な問題の解決手順のため コンピュータによる処理手順の自動実行の有用性を理解させる モデル化とシミュレーション 問題を抽象化して作成したモデルに対して解決方法を求める 「アルゴリズムとプログラム」現行学習指導要領解説p66

アルゴリズム２ 新学習指導要領では 「情報I」 アルゴリズムを表現する手段・・・について理解し技能を身に付けること 文章，フローチャート，アクティビティ図 アルゴリズムによって処理の結果や効率に違いが出る アルゴリズムを正確に記述することの重要性 目的に応じたアルゴリズムを考え適切な方法で表現し・・

情報Iでの具体例 考える、表現する 単純なアルゴリズム 典型的なアルゴリズム 表現方法 正確に表現することの重要性 効率の違い 数値の合計，平均 最大値，最小値 典型的なアルゴリズム 探索 整列 学習 表現方法 正確に表現することの重要性 効率の違い

指導のポイント ソフトウェアの役割の特徴の理解 コンピュータは勝手に動いているわけでは無い プログラムは単純な構造の組み合わせ 良いプログラムでコンピュータは良い働き 携帯「アプリ」との関連性

プログラムを構成する単純な構成 アルゴリズムをフローチャートで表現 順次処理 分岐処理 反復処理 この３つでプログラムが作成できることを伝える

順次処理の例 朝の行動 顔を洗う 着替える 食事する

分岐と順次の例 銀行ATMのアルゴリズムの一部分 処理を選択 入金なら 出金なら 通帳に記入 入金か出金か 入ってきたお金を数え、残高に足し算 出金なら 金額分を出金し、残高から引き算 通帳に記入

フローチャートは順次と分岐 プログラム名 Y 出金？ N 金額を数える 金額を出金 残高←残高 ＋金額 残高←残高 ー金額

反復処理の例 ・バイトの給与計算 バイトの人数分繰り返す 時数入力 給与←時数×時給 給与出力

アルゴリズムの実習１ 次の条件でのアルゴリズムを考えよ。 クラス人数繰り返す 生徒の点数を入力 クラスの合計点を求める ＝クラスの合計を求める領域に生徒の点数を足しこむ

アルゴリズムの実習２ 次の条件でのアルゴリズムを考えよ。 クラス人数繰り返す 生徒の点数を入力 クラスの合計点を求める ３０点以上なら何もしない ３０点未満なら「追試」と印刷

アルゴリズムの教材例 アルゴロジック ゲーム感覚で楽しめる 　　アルゴロジック　ゲーム感覚で楽しめる http://home.jeita.or.jp/is/highschool/algo/index.html　2019/05/17

プログラミング 言語 DNCL センター試験情報関係基礎 Squeak 神奈川県立総合情報センター EXCEL の VBA C,C++ JavaScript　など　　 http://www.dnc.ac.jp/albums/abm.php?f=abm00003020.pdf&n=H23_dncl.pdf　2018/05/12 http://www.edu-ctr.pref.kanagawa.jp/kankoubutu/h21/jouhouweb/keikaku/keikaku04.html　2018/05/12

センター試験の例 平成２９年度センター試験情報関係基礎問題よりhttp://www.dnc.ac.jp/albums/abm.php?f=abm00009418.pdf&n=情報関係基礎.pdf 2018/05/12

教科書の実例　日本文教出版「情報の科学」

教科書の実例２

教科書の実例３ 他に問題解決の自動化で素数表示など

データ構造 データ型 上記を複数集めた型 整数型 -1,0,1,2,3・・ 論理型 ０か１、YesかNo 実数型 固定小数点、浮動小数点 整数型　-1,0,1,2,3・・ 論理型　０か１、YesかNo 実数型　固定小数点、浮動小数点 文字型 上記を複数集めた型 配列型　　 レコード型 ポインタ型 キーバリュー型 5 9 2 4 16 杉並区善福寺 65.9 12 菅宮恵子 5/7 カード -10000 5/5 ATM201 -20000 吉祥寺 中央線

配列型データの使用例 2145 5897 124 457 54 データの足しこみ（全部足す） A TOTAL INDEX TOTAL　＝　TOTAL　＋　A(0) TOTAL　＝　TOTAL　＋　A(1) TOTAL　＝　TOTAL　＋　A(2) TOTAL　＝　TOTAL　＋　A(3) TOTAL　＝　TOTAL　＋　A(4) 　 TOTAL = TOTAL + A(INDEX)

リスト、二分木 リスト 二分木(木構造） 分岐がmax2本 A B C D F C G A B C D A D I A B C D B E H J

整列のアルゴリズム ここでコンピュータを使わないで実習 整列：ある順番で並べ替えること ソート 基本選択法 基本交換法（バブルソート） 整列：ある順番で並べ替えること　ソート 基本選択法 最小（最大）を選んで端に入れ替える 基本交換法（バブルソート） 隣と比較して大きければ入れ替える 基本挿入法 比較して適切な位置にデータを挿入する クイックソート 基準値を選び、左に小さい値、右に大きい値を揃える。これを繰り返す。 シェルソート 適当な間隔で数字を選び、ソート。間隔値が１になるまで－１ずつ 　　減らしソート。１になったら挿入ソートする。 ここでコンピュータを使わないで実習

探索のアルゴリズム 探索：データを探すこと 線形探索 二分探索 ハッシュ法 順番に比較していく 整列済みデータから真ん中の値を取って比較 データ格納時に工夫。ある数で割って余りを利用。

文字列検索のアルゴリズム 文字列照合 文字列置換 文字列圧縮（データ圧縮） 文字列を探す方法 例 ＡＡＡＡＢＢＣＣＣＣＣ → Ａ４Ｂ２Ｃ５ 例　ＡＡＡＡＢＢＣＣＣＣＣ　→　Ａ４Ｂ２Ｃ５ ランレングス符号化 例　（41 41 41 41 41 42 43 43 43 43 43 43）16　　　 　 →　（04 41 00 42 05 43）16 平成19年度秋期　情報セキュリティアドニミニストレータ　午前より一部抜粋

ファイル処理のアルゴリズム 単一ファイル 集計（足しこみ） 複数ファイル 併合　 複数の分類済みファイルのデータを比較、１ファイルにまとめる。　　

本日の予定 １．先週の復習 ２．情報検索 ３．問題解決 ４．問題解決の手法 ５．共通教科情報科の採用状況など ６．本日の課題

データベースp74 大量のデータの集まり（データの基地） データベースの種類 関係データベース（ＳＱＲ型、SQL型） 表の形でデータが整理されている NoSQR（NoSQL)型 例）キーバリュー型データベース 識別キーと１つの値のみで構成される 単純なデータ構造や検索に向く そのため速い

関係データベース SQLでデータ 抽出 請求書 日別売上 顧客別売上 品別売上

用語 DBMS：データベースを管理するソフトウェア スキーマ：構造、関係の定義 クエリ：問い合わせ言語。SQLが代表的 インデックス：検索のためのキー 正規化：データを無駄の無いように表に分解　　

情報検索の注意点 検索エンジンの理解 検索件数の多さ ＳＥＯ トップに表示されるアルゴリズム ＡＮＤ検索、ＯＲ検索、ＮＯＴ検索 ＳＥＯ　トップに表示されるアルゴリズム ＡＮＤ検索、ＯＲ検索、ＮＯＴ検索 検索オプション

検索実習 ＡＮＤ検索 ＯＲ検索 ＮＯＴ検索 サイト選択

クリティカルシンキング 批判的見方の思慮 非難ではない 客観的に分析し、深く読み解き、理性的に判断（ｐ９３） うのみにしない

例 Ｗｉｋｉｐｅｄｉａ 信頼性に疑問？ 誰でも編集できる？信頼性は？ クリティカルシンキングの考え方だと 他の信頼できるサイトで検証 例　Ｗｉｋｉｐｅｄｉａ 信頼性に疑問？ http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%A1%E3%82%A4%E3%83%B3%E3%83%9A%E3%83%BC%E3%82%B8　（2019/05/26参照） 誰でも編集できる？信頼性は？ クリティカルシンキングの考え方だと 他の信頼できるサイトで検証 信頼できるサイトは　専門性のある大学、政府系、誤情報を出すと損失になる企業 ただし大学生やサークル発信情報も有るので注意

例　新聞記事 有名新聞であっても、情報に差がある。 編集方針、編集者の意向、情報のソースなど。

オンライン新聞１ 朝日新聞　

オンライン新聞2 読売新聞(20:15)　

オンライン新聞3 毎日新聞　

オンライン新聞連続1 毎日新聞　

オンライン新聞連続2 毎日新聞　

オンライン新聞連続3 毎日新聞　

オンライン新聞連続4 毎日新聞　

Wikipedia、新聞記事の 教材を通して 情報を盲信してはいけない 信頼できるソースにも情報に差がある いくつかのソースを比較して最も必要な情報を手に入れる

その他にも 情報の出典が明記されていること 情報の発信年も確認 複数のソースを検証 誰が書いたか？専門家か？ サイトの種類は？ 法律が変われば、違法化することも 所得税など税の計算方法 複数のソースを検証 誰が書いたか？専門家か？ サイトの種類は？ ブログ、ＳＮＳ、ウェブページなど

本日の予定 １．先週の復習 ２．情報検索 ３．問題解決 ４．問題解決の手法 ５．共通教科情報科の採用状況など ６．本日の課題

問題解決とは 　一般的に「自らの理想の姿と現実とのギャッ　プ」や「解決や解消を必要とする状況」への解を求めること

情報科目における問題とは 世の中にはたくさんの問題が有る。 問題の中心にいると、客観的判断不可。 情報科目では、問題の中心点の解析や 就職 結婚 収入 親・親戚 問題の中心にいると、客観的判断不可。 情報科目では、問題の中心点の解析や 　データを集めて、より科学的に解決を図る。

情報科目と問題解決 現状から問題点を探り、発見し、問題の所在を明確にし、解決に向けて自ら取り組みことができる資質や能力が求められている 現行学習指導要領(p2) 問題を発見・解決することができる能力をはぐくむ指導をより一層重視する 情報モラルと共に柱

問題解決への私見 現状を把握する。 問題点を絞る。 解決のための情報を集める。 現状と照らし合わせる。 解決策を決定する。 データの収集　なるべく多く、必要量 現状と照らし合わせる。 解決策を決定する。

問題解決の学習手順 ①問題の発見・設定 ②情報の収集・処理 ③情報の分析・検討 ④情報の発信・伝達 ⑤解決案の実施 （⑥実施結果の評価、再実施）

共通科目情報科における問題解決 情報の科学(現行学習指導要領p28) 社会と情報 問題解決とコンピュータの活用 情報の管理と問題解決 モデル化とシミュレーション 検索エンジン データベースの比較 問題解決型の総合実習 　など 社会と情報 情報社会における問題の解決（学習指導要領ｐ23) ブレーンストーミング アンケート など　　 （神奈川県教育センター　指導案例より http://www.edu-ctr.pref.kanagawa.jp/kankoubutu/h21/jouhouweb/keikaku/keikaku03.html　2018/05/20）

新情報I科目における問題解決 目標（新学習指導要領p22) 情報に関する科学的な見方・考え方を働かせ，情報技術を活用して問題の発見・解決を行う学習活動を通して，問題の発見・解決に向けて情報と情報技術を適切かつ効果的に活用し，情報社会に主体的に参画するための資質・能力を次のとおり育成することを目指す。

専門教科情報科における問題解決 「情報と問題解決」 （新学習指導要領指導要領ｐ59）

EXCELや統計など学習した内容を用いる 問題解決における学習指導 ①問題の発見・設定　←教師が設定 ②情報の収集・処理　 ③情報の分析・検討　 ④情報の発信・伝達　 ⑤解決案の実施 （⑥実施結果の評価、再実施） EXCELや統計など学習した内容を用いる

本日の予定 １．先週の復習 ２．情報検索 ３．問題解決 ４．問題解決の手法 ５．共通教科情報科の採用状況など ６．本日の課題

問題解決の手法の例 （プログラミングを除く） 個人で データ収集・相談 コンセプトマップ グループで　=　協働作業に活用 カード ブレーンストーミング ＫＪ法 アローダイアグラム図 ABC分析　など

ABC分析 経済（売上など）で主に使われる。７０％までをA,９０％までをBランクとする。 京都府中小企業診断士会http://www.kcs-net.or.jp/bp/d/61.htm 2016/05/21参照

類似問題 平成26年度秋期基本情報処理技術者試験 決定表（ディシジョンテーブル） 改善額２０万円期間短縮３日で賞金いくら？ 平成20年度秋期基本情報処理技術者試験より 類似問題　平成26年度秋期基本情報処理技術者試験

日科技研 http://www.i-juse.co.jp/statistics/product/func/qc7/ 2019/05/26 QC7つ道具 特性要因図 パレート図 チェックシート ヒストグラム 散布図 グラフ 管理図 日科技研　http://www.i-juse.co.jp/statistics/product/func/qc7/　2019/05/26　

新QC7つ道具 これらは高校では必要ないかも PDPC法 連関図法 親和図法 系統図法 マトリックスデータ解析法 マトリックス図法 アローダイアグラム図 富士通クオリティ・ラボ　 http://www.fujitsu.com/jp/group/fql/services/consulting/education/new-qc7/ 　2019/05/26

アローダイアグラム図 平成24年秋期基本情報処理技術者試験より

MECE(ミーシー、ミッシー） 漏れなく重複なく分解しよう Mutually Exclusive and Collectively Exhaustive 漏れが有ると解決できないかも 重複があると非効率かも

MECEの問題例１ 文化祭のお客様の年齢 　抜けが有るか？ 　幼児は？小学生は？ 大人 高校生 中学生

MECEの問題例２ 文化祭のお客様の年齢 　重複が有るか？ 　お年寄りは大人に入るので重複 大人 未成年 お年寄り

ロジックツリー 枝葉や樹のような形にものごとを分解・整理

ロジックツリーの例１　ｗｈｙ 日本文教出版社　情報の科学より

ロジックツリーの例２　ｗｈｙ

ロジックツリーの例３　how

実習1 今自分が問題だと感じていることに対して ロジックツリー（ｗｈｙ）で原因を見つけてください 提出の必要は無い

情報の分析：統計 数値化したデータをEXCELを使って分析 平均 最大値 最小値 中央値 データ群の真ん中の値 最頻値 データ群で最も多い値 中央値　　データ群の真ん中の値 最頻値　　データ群で最も多い値 分散　　　　散らばり具合 標準偏差　散らばり具合を示す値のひとつ

中央値 正規分布に近ければ平均は意味を持つ 差が大きければ中央値を使用 貯金額の差や年収の差 ここで中央値の実習 正規分布図 富士通クオリティ・ラボhttp://www.fujitsu.com/jp/group/fql/services/consulting/education/statistical-method/ 　2018/05/20 正規分布図

最頻値 データ群の中で最も多い数値 次のデータ群の最頻値は？ 　 1　1 3 3 2 2 2 4 4 5 5 6

EXCELでの度数分布 FREQUENCY関数を用いる ①求めたい領域を選択 ②=frequency(1組の通学時間範囲,5分毎範囲）と入力 ③control+shift+returnキーを同時に押す この関数は覚える必要はない

度数分布表からグラフを作る ヒストグラムと呼ばれる

実習2 授業用Webより実習用ファイルをダウンロード 平均などの統計値を求めなさい 5分毎、10分毎の度数分布を求めなさい グラフにしなさい

KJ法 KJ法とは 1枚のカードに１つの意見を書く。 それらのカードを集め、内容別に分類する。 カードの内容の意味を質問して理解を深める。 カードの意見を集約し、結論をまとめるために使う。

イメージマップ 問題を整理する手法の１つ ある事柄に対して自分が持っているイメージや連想したり想起したりしたことを言葉で書き表して作る。 商品名で「マインドマップ」 島根大学http://www.edu.shimane-u.ac.jp/_files/00107075/kyouiku45.pdf　2019/05/26

イメージマップの利点 図と言語による整理 全体を見通しやすい カテゴリーと階層が明確 記憶しやすくなる 言語以外の発想が生まれる

イメージマップの教育使用例 （小学生） 福島大学 http://is2.sss.fukushima-u.ac.jp/fks-db/txt/60000.kiyou/kiyou_vol.029/kiyou_vol29_123/html/00025.html　2018/05/26

ウィリアム・リード著 記憶力発想力が驚くほど高まるマインドマップ・ノート術 P73より イメージマップのつくり方 ウィリアム・リード著　記憶力発想力が驚くほど高まるマインドマップ・ノート術　P73より

ウィリアム・リード著 記憶力発想力が驚くほど高まるマインドマップ・ノート術 P１２７より イメージマップの例 ウィリアム・リード著　記憶力発想力が驚くほど高まるマインドマップ・ノート術　P１２７より

hｋｙ株式会社 http://www.sky-school-ict.net/icthint/mapping/ 2019/05/26 イメージマップのICT化 クラスで比較する hｋｙ株式会社 http://www.sky-school-ict.net/icthint/mapping/ 2019/05/26

本日の予定 １．先週の復習 ２．情報検索 ３．問題解決 ４．問題解決の手法 ５．採用状況 ６．本日の課題

公立校の採用状況 東京都 高校情報 6名（平31年度採用） 神奈川県 高校情報 8名 (平31年度募集) 東京都　　高校情報　6名（平31年度採用） 神奈川県　高校情報　8名 (平31年度募集) 　 都道府県により、非常勤・臨任経験者優遇措置など　　　 http://www.kyoiku.metro.tokyo.jp/staff/recruit/guide/files/h31recruit_result/besshi.pdf　2019/05/26 http://www.pref.kanagawa.jp/docs/y4g/20190409/documents/h31_yoko.pdf　2019/05/26

本日の予定 １．先週の復習 ２．情報検索 ３．問題解決 ４．問題解決の手法 ５．共通教科情報科の採用状況など ６．本日の課題

本日の課題 自分の問題点について ロジックツリーのwhyを2回使って分析しなさい。 　また、ロジックツリーのhowを2回使って、解決策を考えなさい。 結果は 　①WordのSmartArtの階層構造（次ページ例）　 　②フリーハンドで書いたものを写真で取る　 ①②のいずれかをメール添付で提出 　　　　　　　締め切り　５月２９日（火）１８時

WordのSmartArtの階層構造を使用。その後、挿入→図形で楕円を挿入し、書式設定で塗りつぶし無で線の色を変更。テキストボックスで丸付き数字を挿入し、書式設定で枠を削除。