2001年8月29日水曜日

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}

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