私が勤務する学校は、高校から入学を募集しない中高一貫の公立の中等教育学校です。3学年（中学3年生相当）の技術・家庭科と4学年（高校1年生相当）の情報科に学習内容を連続させたカリキュラムを組むことができます。そこで、昨年度から今年度にかけて技術と情報の授業において、ライントレーサーを用いた「計測と制御」とそれに関連するアルゴリズムを学ぶ授業を実施しました。

問題解決の解決案をアルゴリズムで記述させ、理解させる

平成25年度より、後期課程(4～6学年)が新学習指導要領となり、本校でも4学年に「情報の科学」が必履修科目として設置されました。学習指導要領によると「情報の科学」で指導する内容は「問題解決とコンピュータの活用」の中で、問題解決の解決案をアルゴリズムで記述させ、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もの、というものがあります。

幸いにして例年「計測と制御」は3学年の後期で学ぶので、4学年の「アルゴリズムによる問題解決」は前期の一番はじめに設定することで、連続したカリキュラムをすることは容易でした。

その授業実践に要した時間は、3学年の「計測と制御」に計７時間、4学年の「情報の科学」では計15時間です。授業の簡単な流れを述べたうえで、成果と課題についてお話します。

1. 3学年技術・家庭科「計測と制御」の授業実践（７時間）

3学年の授業は、(1)コンピュータの動作原理（2時間）、(2)プログラムの構造（2時間）、(3)マインドストームNXTを用いたライントレース実習（3時間）に分かれます。

(1)では、コンピュータの5大機能と、各機能とハードウエアとの対応について整理した後、プログラムで実行される仕組みを解説しました。

２．４学年「情報の科学」の授業実践～ライントレースアルゴリズムを理解する学習（3時間）

4学年に進級してから、ライントレースカーでコースを一周するアルゴリズムについて、プログラムの構造を意識しながら理解する学習をしました。どの部分に条件分岐が隠されているのか、どの部分に繰り返しがあるのかと、自分でプログラムを組んだ気持ちになって、その手順を日本語で記述し、車が走行するアルゴリズムを理解しました。

5．まとめ

本実践では、中等教育学校３学年の技術の授業時間を有効に活用しながら、4学年の情報の科学で学ぶ「アルゴリズム」の理解へと発展させる授業を、計画通りうまく実施できたと思います。

反省点もあります。3学年の学習で、DNCLで手続きを検討しましたが、その後マインドストームNXT付属のソフトウェアを用いたライントレースカーの実習は実施しないで、すぐにNXC言語で記述するアルゴリズム演習を行った方がよかったのではないかという反省です。その方が、3学年の最初の4時間の学習成果を活かせたスマートなカリキュラムになったのではないかと思います。マインドストームNXT付属のソフトウェアを用いたライントレース実習を行ったのは、車を走行させて理論を可視化させるほうがアルゴリズムの理解が進むだろうと思ったからですが、生徒からも「要らなかったのでは」という同様のコメントもありました。それだけ、DNCLでの手続きとNXCによる手続きの間にはギャップが少なく、アルゴリズム演習はうまくいったということなのだろうと思います。