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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\textheight50\baselineskip
\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}