第３学年○組 技術・家庭科（技術分野）学習指導案
指導者 １ 題 材 「プログラムによる計測・制御」（Ｄ：情報に関する技術） ２ 指導観 ◯ スマートフォンやエアコンなど 現在私たちが日常的に使用している多くの機械や機器は，コン ピュータによって周囲の状況を計測し て動きを制御し，便利で快適な生活を送るための手助けを している。しかし，説明書等を読んで機器を操作 することはできてもその情報処理の仕組みはほ とんど知られていない。そこで普段の生活の中で利用され ているコンピュータによる計測・制御 の基本的な仕組みや情報処理の手順を知り，プログラムを作成させることで計測・制御の基礎や プログラムの概念を学ばせたい。また ，課題を解決する過程を通して，日々進歩する社会におい て柔軟に対応できる力と問題を見出し，課題を設定し解決する力を身につけさせたい。 本題材では，計測・制御のためのプログラムを通して，コンピュータを用いた計測・制御の基 本的な仕組みを理解し，簡単なプログラムの作成や情報処理の手順を工夫することをねらいとし ている。学習内容としては，センサ，インタフェース，コンピュータ，アクチュエータなどの計 測・制御システムのしくみ，順次処理型，繰り返し型，分岐処理型を利用したプログラムの作成 および修正，これからの情報化社会における技術の在り方などがある。 今回主教材として取り扱 う「プロロボ」は，簡単にプログラミング学習ができる走行型の ロボットである。このプロロボ を使って，様々な課題を解決するプログラムを，フローチャートを用いて考え，試行し，そのプ ログラムを修正することを通して，計測・制御に必要な基礎的な力を身に付けさせることが でき ると考える。また，根拠のある解決法を導かせるために，ペアごとに論理的に考え試行錯誤する 活動を設定し，交流活動の充実を図ることで，課題の解決に向けて工夫・創造し，最適な解決策 を導き出す能力を育成することもできると考える。 ◯ 本学級の生徒は，これまでの技術の授業において，基本的なコンピュータの構成や操作，情報 ネットワークの仕組みなどについて学習している。事前調査においては，「関心・意欲・態度」 の観点で，ＡまたはＢの生徒が〇％以上を占めているが，「創意・工夫」の観点においては，Ｃ の生徒が〇％にものぼっている。また ，「知識・理解」の観点もＢ，Ｃの生徒が〇％を占めてい る。このことから，コンピュータに関する授業への関心・意欲は高いが，基本的なコンピュータ に関する知識の習得や活用が不十分な生徒が多いことが分かる。そのため，生徒が取り組みやす いプロロボを題材とし，コンピュータによる計測・制御に関する基本的な知識を身に付けさせ， プログラムをフローチャートで視覚的に捉え，考えさせるなどの工夫をしながら，目的や条件に 応じた課題を解決させることを通して，工夫・創造することの楽しさを実感させたい。 ◯ 本題材の指導にあたっては，目的や条件に合わせてプログラムを作成させる。実際に プロロボ を動作させる活動を通して，目的や条件に合うプログラムを作成するためには ，プログラムの処 理手順を工夫することを実感させたい。そのためにまず，導入の段階で，計測・制御の仕組みに ついて身近なものを用いて調べさせる。次に，プログラムの基本的な考え方やプログラムの作成 の仕方について学習させる。プログラムの基本的な型である順次処理型 ，繰り返し型，条件分岐 型について考えさせ，それぞれの情報処理の仕組みを捉えさせる。そして ，条件や目的に合った プログラムや，センサを活用したプログラムを作成させる。最後に，制御させるための技術を評 価させる。ここでは，これからの情報社会で生活していくなかでの社会的側面，環境的側面，経 済的側面の３つの側面から，プログラムによる計測・制御について評価させる。３ 目 標 ◯ 情報に関する技術に関わる倫理観を身に付け，知的財産を 創造・活用しようとしている。 （学びに向かう力，人間性等） ◯ 目的や条件に応じて、情報処理の手順を工夫することができる。 （思考力，判断力，表現力等） ◯ コンピュータを用いた計測・制御の基本的な仕組みについての知識を身に付け、簡単なプログ ラムを作成することができる。 （知識及び技能） ４ 題材の指導計画（８時間） （1）計測・制御の仕組みを身近なものを用いて調べる。 ・・・・・・・・１時間 （2）計測・制御の情報処理の手順を知る。・・・・・・・・・・・・・・１時間 （3）目的や条件合ったプログラムを作成する。 ・・・・・・・・・・・・５時間（本時４／５） （4）これからの情報社会について考える。・・・・・・・・・・・・・・１時間 ５ 本 時 令和○年○月○日（○）第○校時 パソコン教室にて （1） 本時の指導観 前時までに生徒は，コンピュータが多くの機器を制御してい ることや，コンピュータによる計 測・制御の基本的な仕組み，情報を処理する手順に沿ってプログラムを作成することなどを学習 し，「プロロボ」の基本操作を習得している。そこで本時は，繰り返し型プログラムを活用し， 目的や条件に合ったプログラムを作成すること をねらいとしている。そのためにまず学習課題を 把握させ，本時のめあてを確認させる。ここでは，生徒の解決意欲を高めるために，学習課題の 模範走行の映像を視聴させる。次に，円形に走行するプログラムを考えさせ，プログラムを作成 し，試行する。ここでは，円形に走行するプログラムに必要な処理や命令に気づかせるために， 前時に学習した正方形や六角形に走行するプログラムを想起させる。また，プログラム試行の際 プログラムによる走行の違いを捉えさせるために，フローチャートと走行動画を発表させる。さ らに，課題のコース上を走行するプログラムに修正させる。ここでは，円の大きさや走行の滑ら かさを調整させるために，ペアで改善点を話し合わせる。また，課題のコースをクリアしたペア にフローチャートと走行動画，改善点や工夫点を発表させる 。最後に，本時の振り返りをする。 ここでは，学習課題を解決する過程において，どのような考え方や着目点が解決に繋がったかを 振り返らせる。 （2） 主 眼 ◯ 繰り返し型プログラムを活用し，目的や条件に合ったプログラムを 作成することができる。 （3） 準 備 ①学習プリント ②走行型ロボット（プロロボ） ③プロロボエディタ（プロロボ用ソフト） ④学習課題コース ⑤フラッシュカード ⑥模範走行動画
（4） 過 程 学習活動・内容 指導上の留意点 【手だて（○），研究の手だて（内，交，振），評価（◇）】 形 態 配 時 １ 学 習課 題 を把 握 し， 本時 の めあ て を確 認する。 ・順次処理型プログラム ・繰り返し型プログラム ○ 本 時 と の つ な が り を も た せ る た め に ， 前 時 ま で に 学 習 し た 内 容 を 確 認 さ せる。 内 生 徒 の 解 決 意 欲 を 高 め る た め に ， 学 習 課 題 の 模 範 走 行 の 映 像 を 視 聴 さ せ る。 全 体 5 ２ 円形に走行するプログラムを考える。 ・円形の走行に必要な命令や秒数の設定 「前進」「旋回」「ツイスト」 ・繰り返し型プログラム ３ 円 形に 走 行す る プロ グラ ム を作 成 し， 試行する。 ・学習プリントへフローチャートの記入 ・エディタによるプログラムの作成 ・プロロボへの転送・試行 ・走行動画の撮影 ４ 課 題の コ ース 上 を 走 行す る プロ グ ラム に修正する。 ・プログラムの命令や秒数の修正 ○ 円 形 に 走 行 す る プ ロ グ ラ ム に 必 要 な 処 理 や 命 令 に 気 づ か せ る た め に ， 前 時 に 学 習 し た 正 方 形 や 六 角 形 に 走 行 す る プログラムを想起させる。 交 プ ロ グ ラ ム に よ る 走 行 の 違 い を 捉 え さ せ る た め に ， フ ロ ー チ ャ ー ト と 走 行 動画を発表させる。 ○ 「 旋 回 」 と 「 ツ イ ス ト 」 の 命 令 の 選 択 に よ る 走 行 の 違 い を 捉 え さ せ る た め に ， そ れ ぞ れ の 走 行 動 画 を 選 ん で 発 表 させる。 交 円 の 大 き さ や 走 行 の 滑 ら か さ を 調 整 さ せ る た め に ， ペ ア で 改 善 点 を 話 し 合 わせる。 交 課 題 の コ ー ス を ク リ ア し た ペ ア に フ ロ ー チ ャ ー ト と 走 行 動 画 ， 改 善 点 や 工 夫点を発表させる。 個 ↓ 全体 ペア ↓ 全体 ペア ↓ 全体 5 15 15 ５ 本時の振り返りをする。 ・最終的なフローチャートの記入 ・課題解決に繋がった考え方や着目点 振 学 習 課 題 を 解 決 す る 過 程 に お い て ， ど の よ う な 考 え 方 や 着 目 点 が 解 決 に 繋 がったかを振り返らせる。 ◇ 決 め ら れ た 大 き さ の 円 形 コ ー ス を 走 行 す る プ ロ グ ラ ム を 作 成 す る こ と が で き る。 Ａ ： 円 の 大 き さ や 走 行 の 滑 ら か さ を 考 慮 し ， 繰 り 返 し 型 を 使 っ た 円 形 プ ロ グ ラ ムを作成することができる。 Ｂ ： 繰 り 返 し 型 を 使 っ た 円 形 プ ロ グ ラ ム を作成することができる。 （学習プリント・走行動画） 個 ↓ 全体 10 めあて 条件に合ったプログラムを作成し，学習課題をクリアしよう。 【学習課題】 プロロボが円形のコース上を走行するプログラムを作成しなさい。 まとめ 繰り返し型プログラムを活用し，命令の選択や秒数の設定によって，条件に合った プログラムを作成することができる。
