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情報科 情報の科学 学習指導案
1 単元名 第1 章 情報とコンピュータ 1 節 情報の表し方 2 単元設定の理由 ○単元観 本単元では、コンピュータにおいて情報が処理される仕組みや表現される方法に関する基礎的な知識と技 能を習得させることをねらいとしている。具体的には次のことができるようにする。 (1) アナログとデジタルの違いを理解し、図形をデジタルに変換することができる。 (2) デジタル化された情報の特徴を理解している。 (3) 2 進数, 10 進数, 16 進数について相互に変換できる。 (4) 論理積, 論理和, 否定, 否定論理積, 否定論理和, 排他的論理和, 真理値表を理解し、半加算器の真理値表 や論理回路を作成したり、階段のスイッチ回路を考察したりすることができる。 本単元は次のような点で価値がある。 普段自分たちが使っているパソコンやスマートフォン内部でデジタル情報がどのように処理されてい るのか知ることができる。 デジタル化された多様な情報を統合することが、例えば、Web ページの表現力を高めたり、多様な情報 を盛り込んだスライドを作成することで、より説得力のあるプレゼンテーションを可能にしたりするな ど、情報のデジタル化による長所を具体的な学習活動の中で体験的に理解させることができる。 また、論理回路については、情報の検索の単元で学んだAND, OR, NOT 等の論理演算子や、数学Ⅰの集合 と論証で学んだベン図と関連が深い。 ○生徒観 本クラスは普通科で、入学して2 ヶ月ほど経過した。大人しい生徒が多いクラスである。授業中の発言な どは少ないが、授業前後の個別の質問に関しては他のクラスと比べ多い傾向にある。初回授業時に実施した アンケートの「自分用スマートフォンを持っているか」という質問に、「持っている」と回答した生徒は37 人（92.5%）、「パソコン（家族共有含む）を持っているか」という質問に「持っている」と回答した生徒は 32 人（80.0%）であった。また、「パソコンの操作全般が得意か」という質問に、「得意」と回答した生徒が 40 人中 0 人（0.0%）、「普通」が 17 人（42.5%）、「少しだけ」が 19 人（47.5%）、「得意ではない」が 3 人 （7.5%）であり（1 人無回答）、パソコンの操作に自信の無い生徒が多く見受けられる。加えて、タイピング に関しては「得意」が40 人中 0 人（0.0%）、「普通」が24 人（60.0%）、「少しだけ」が15 人（37.5%）、「得 意ではない」が0 人（0.0%）であった（1 人無回答）。そのため、生徒が授業を通してパソコンの基本操作 を習得できるようにする工夫が必要である。 これまでに2 進数について学習したことがあるか（または知っているか）という質問では「学習したこと がある」が40 人中 4 人（10.0%）であり、論理回路について学習したことがあるかという質問では「学習し たことがある」が40 人中 0 人（0.0%）となっており、ほとんどの生徒が高校で初めて学ぶ内容である。進 数計算については普段10 進数を使っているため、2 進数変換や 16 進数変換で戸惑う生徒も多いと予想され る。そのため、対応表などを用いてビジュアル的に理解できるようにする工夫が必要である。 ○指導観 本単元では、コンピュータにおいて情報が処理される仕組みや表現される方法に関する基礎的な知識と技 能を習得させることをねらいとしている。そのために、学んだことを実際に実行して確かめたり、試行錯誤 したりしながら練習問題に取り組めるよう、シミュレーションサイト等を活用して知識の定着や学習への動 機付けを図る。また、問題演習の際は一度自力で問題を解き、分からなかったところや難しかったところを 教えあう、学び合うようなグループ活動を行わせる。これにより、学習内容を深めさせ、他者と協働して問 題解決をする力を育む。2 3 単元指導目標（到達目標） ・コンピュータ内部の数値の表現に関心を持ち、例題などに積極的に取り組んでいる。【関心・意欲・態度】 ・適切な単位を用いて情報量を表せる。【知識・理解】 ・2 進数や 10 進数への変換など論理的に考えて表現できる。【思考・判断・表現】 ・論理的に考えて真理値表を作成できる。【思考・判断・表現】 ・論理演算子の図記号を組み合わせて適切な論理回路を作成できる。【思考・判断・表現】 4 指導計画（単元の配当時間） 全 3 時間 第1次 アナログとデジタル, デジタル情報の特徴, 情報量と単位, 2 進数と 16 進数 1 時間 第2次 コンピュータが計算する仕組み 2 時間（本時 2/2） 5 本時 (1) 本時の指導目標（到達目標） 前時に学習した論理演算子の図記号を用いて適切な回路を作成したり、真理値表を作成したりすることができ るようになることを目標とする。 ・論理的に考えて真理値表を作成できる。【思考・判断・表現】 ・論理演算子の図記号を組み合わせて適切な論理回路を作成できる。【思考・判断・表現】 (2) 本時の手立て ・例題に取り組む際に、論理回路シミュレーションサイトを用いて出力結果を確認させる。 ・個人で問題に挑戦した後、グループで協議する時間を設ける。 ・本時はコンピュータが計算する仕組み（論理回路）の2 時間目であるが、学校行事の関係で 2 週間ぶりの授業 である。そのため前時に学習した内容を忘れてしまっている生徒も多いと予想される。したがって、普段より も丁寧に復習を行い、問題演習の際も手が止まっている生徒がいる場合は机間指導の際にヒントを与えるなど の工夫が必要である。 (3) 本時の授業仮説 論理回路シミュレーションサイトで出力結果の確認をさせることで、自分が考えた回路が正しい動きをするか どうか瞬時に確認することが出来る。そのため、個人やグループでトライアルアンドエラーを繰り返しながら理 解を深め、論理演算子の図記号を用いて適切な回路を作成したり、真理値表を作成したりすることができる生徒 が育つであろう。 (4) 教材 ・生徒 教科書（実教出版 最新情報の科学新訂版）、プリント、
論理回路シミュレーションサイト（The Logic Lab: http://www.neuroproductions.be/logic-lab/）
3 (5) 学習の展開（学習指導過程） 学習内容・活動 教師の支援 指導上の留意点 教材 配当 時間 学習 形態 評価 導入 ○前時の復習を行う。 ○本時の目標を確認する。 「論理演算子の図記号を用い て適切な回路を作成したり、 真理値表を作成したりするこ とができるようになる。」 ○前時のプリントと スライドを用いて、 基本論理回路につい て復習を行う。 スライド プリント 5 分 一斉 展開1 ○3 入力の AND 回路・OR 回路の真理値表を作成す る。 ○手が止まっている 生徒には、2 入力の AND 回路・OR 回路 の真理値表から3 入 力の真理値表を予想 させる。 プリント 教科書 スライド 5 分 個別 ○論理的に考えて真 理値表を作成できる。 【思考・判断・表現】 （挙手させる・プリン トの記述） 展開2 ○2 進数の加算と半加算器 について学習する。 ○AND 回路と XOR 回路を 使った半加算器を考える。 →The Logic Lab で実際に 動きを確認する。 ○応用として、下位 からの桁上げを考慮 した全加算器につい ても触れる。 ○XOR 回路・AND 回路の真理値表と半 加算器の真理値表を 比較させ、出力C が AND 回路、出力 S が XOR 回路になってい ることを確認させ る。 ○時間が余った生徒 には、プリントの半 加算器の真理値表を 確かめさせる。 プリント 教科書 スライド プリント PC 5 分 10 分 一斉 個別 グループ ○論理演算子の図記 号を組み合わせて適 切な論理回路を作成 できる。【思考・判断・ 表現】（挙手させる・プ リントの記述） 展開3 ○階段のスイッチ回路を予 測する。→The Logic Lab で実際に動きを確認する。 （実態に応じて発展問題に も取り組む） ○XOR 回路の真理値 表と階段のスイッチ 回路の真理値表を比 較させ、XOR 回路の 否定になっているこ とを確認させる。 プリント 教科書 スライド PC 20 分 個別 グループ ○論理演算子の図記 号を組み合わせて適 切な論理回路を作成 できる。【思考・判断・ 表現】（挙手させる・プ リントの記述） まとめ ○本時のまとめを行う。 ・半加算器について ・すべての論理回路は基 本論理演算子で実現で きることについて ・真理値表から論理回路 を作成する手順につい て ○パソコンをシャットダウ ンする。 ○プリントの回収を行う。 ○生徒のパソコンを ロックする。 スライド 5 分 一斉
