新教科「情報」現職教員等講習会報告書 学習指導案

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\title{
$$\begin{flushright}{\footnotesize 受講番号 B217}\end{flushright}$$
\\
\vspace{3cm}
２００１年度 \\
新教科「情報」現職教員等講習会 \\
学習指導案}\\
\vspace{3cm}
\author{
$$\begin{tabular}{ll} 科　　　　　目 & 情報C\\ \\ 項　　　　　目 & （1）ア 情報のディジタル化の仕組み\\ \\ \\ \\ \\ \\ 提　　出　　日 & ２００１年８月２９日\\ \\ 提出者職・氏名 & 教諭 氏家　悟 \\ \\ 所　　　　　属 & 県立東葛飾高校 \end{tabular}$$
}
\date{2001年8月29日}
\pagestyle{plain}


$$\begin{document} \maketitle \newpage \noindent \textbf{\large 項目名} \begin{tabular}{ll} (1)& 情報のディジタル化 \\ ア & 情報のディジタル化の仕組み \end{tabular} \noindent \textbf{\large 目　標} 文字データ，画像データ，音声データ等様々なデータがあるが， それらが，どのようにしてコンピュータで扱えるディジタル情報になるかを学ぶ． \noindent \textbf{\large 指導計画} \begin{description} \item[第1時]2進数表現，論理計算 コンピュータのデータ表現の基礎である２進数について学ぶ． 簡単な論理計算を２進数で行う． \item[第2時]コンピュータ内部の整数，実数の表し方，半加算器 簡単な論理計算により，加算ができることを学ぶ． この際，あまり専門的な知識に深入りしないように留意する． 整数と実数では内部のデータの持ち方が違うこと， 実数には丸め誤差が生じることを学ぶ． （Micorsoft Access や 言語ソフトは数の型を明示的に指定する． もしパソコンに入っていれば，その部分だけを見せても良い．） \item[第3時]文字情報のディジタル化 互いに同じ文字コードを用いることにより， 互いに情報を共有できることを学ぶ． 特に，日本語については様々な問題があり， 実際に文字化けを体験させて， その解決方法についても考えさせる． \item[第4時]画像や音のディジタル化の実際 ディジタル画像，CD がどのようにデータを扱っているかを実習を通して学ぶ． \item[第5時]通信のディジタル化 2進数によって，通信の品質が劣化しないことを学び，有用性を考える． また，相手とうまく通信するためには，約束を取り決めることを理解させ， ネットワークの基礎の予告にする． \end{description} \noindent \textbf{\large 留意点} あまり，専門的な内容に深入りせずに， 手作業などを含めた実習を基本として， 全体的なイメージがつかめるように留意する． \newpage \noindent \textbf{\large 実施時間} 第1時／5時間　2進数表現，論理計算 \noindent \textbf{\large 本時の目標} コンピュータのデータ表現の基礎である２進数について学ぶ．簡単な倫理計算を２進数で行う． \noindent \textbf{\large 評価の観点} 10進数を2進数に変換できたか． 論理計算について理解できたか． \noindent \begin{tabular}{|l|l|l|}\hline 学習展開 & 学習活動 & 指導上の留意点 \\ \hline \begin{minipage}[t]{0.13\textwidth}% 導入 （10分） \end{minipage} & \begin{minipage}[t]{0.38\textwidth}% コンピュータは ON, OFF の繰り返しを行っている． これを数字の1, 0に人間が理解することで 様々な情報をやり取りしていることを理解させる． \end{minipage} & \begin{minipage}[t]{0.38\textwidth}% ON を電圧5V，OFF を電圧0Vとする． たとえば10進法を使うとすると， 0.5ボルトずつ割り当てることになるが， ノイズに弱いことを考えさせる． \end{minipage} \\ \hline \begin{minipage}[t]{0.13\textwidth}% 展開 （35分） \end{minipage} & \begin{minipage}[t]{0.38\textwidth}% 10進数は10個の数字を用いて数える． 2個の数字で数える場合どうなるかを考えさせる． すぐに位上がりが生じることを理解させる． \vspace{1\baselineskip} 10進数の2, 4, 8, 16を２進数に表すとどうなるか．他の数はどうか． 2進数を10進数に変換して見る． AND計算，OR 計算，NOT計算を理解する． 電気回路のON, OFF も作ってみる． 表計算ソフトの AND, OR,NOT などの関数を使い， 複雑な論理計算をさせる． \end{minipage} & \begin{minipage}[t]{0.38\textwidth}% 知っている生徒がいるだろうから，発表させる． \vspace{2\baselineskip} 機械は単純作業が得意で，桁が多いことはなんともない． 公式を教えるのではなく，手作業を中心とする． 生徒の実態によっては，公式を作らせても良い． \vspace{1\baselineskip} はじめは手作業で理解させる． \end{minipage} \\ \hline \begin{minipage}[t]{0.13\textwidth}% まとめ （5分） \end{minipage} & \begin{minipage}[t]{0.38\textwidth}% ２進数，１０進数の変換ができたかを確認． \end{minipage} & \begin{minipage}[t]{0.38\textwidth}% 次回，AND, OR, NOT だけで足し算ができることを学ぶことを予告． \end{minipage} \\ \hline \end{tabular} \newpage \noindent \textbf{\large 実施時間} 第4時／5時間　画像や音のディジタル化の実際 \noindent \textbf{\large 本時の目標} ディジタル画像，CD がどのようにデータを扱っているかを学ぶ． \noindent \textbf{\large 評価の観点} ディジタル化の方法が理解できたか． \noindent \begin{tabular}{|l|l|l|}\hline 学習展開 & 学習活動 & 指導上の留意点 \\ \hline \begin{minipage}[t]{0.13\textwidth}% 導入 （5分） \end{minipage} & \begin{minipage}[t]{0.38\textwidth}% 身の回りにある，CD, MD などのように， 音をディジタル化するには，どのような工夫をするかを考えさせる． \end{minipage} & \begin{minipage}[t]{0.38\textwidth}% \end{minipage} \\ \hline \begin{minipage}[t]{0.13\textwidth}% 展開 （40分） \end{minipage} & \begin{minipage}[t]{0.38\textwidth}% 方眼紙に曲線を描いたものを配布し，目盛りを読み取らせる． 四捨五入して，整数にする． 整数を２進法に直す． \vspace{1\baselineskip} 整数を新しい方眼紙にプロットする． プロットした点を滑らかな曲線で結び，始めの曲線との違いを考えさせる． \vspace{1\baselineskip} 画面を観察させて，画像は点に色をつけていることを，理解させる． 色は三原色からなっていることを，画面の点から理解させる． 三原色それぞれの強さにより，点の色が決まる． 強さを数値化すればディジタルデータになりうる． \end{minipage} & \begin{minipage}[t]{0.38\textwidth}% 実際のサンプリングとコーディングを手作業で行わせる． \vspace{3\baselineskip} 実際のデコードを体験させる． 表計算ソフトのグラフ機能を使用しても良い． 方眼紙の目の荒さと正確さについて考えさせる． 虫眼鏡を事前に用意しておく． \vspace{1\baselineskip} よく見えないかもしれないので， 事前に拡大しておいた写真などを見せる． ディジタル化の本質は数値化，量子化であることを強調する． \end{minipage} \\ \hline \begin{minipage}[t]{0.13\textwidth}% まとめ （5分） \end{minipage} & \begin{minipage}[t]{0.38\textwidth}% とにかく，数値データにする工夫さえ見つかれば， すべてディジタルデータになる． \end{minipage} & \begin{minipage}[t]{0.38\textwidth}% 今後，どんなものをディジタル化したいか考えさせてもよい． \end{minipage} \\ \hline \end{tabular} \end{document}$$