福岡県立城南高等学校

スーパーサイエンスハイスクール

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◆1年理数DS(データサイエンス)

2学期 プログラミング・機械学習

 2学期からプログラミングが始まりました。2学期はプログラムの基本文法と機械学習による『分類』と『回帰』を予定しています。


<プログラムの実行と基本文法>

 1学期に学習したアルゴリズムの基本構造をプログラムで実行するところから始めました。初めてのプログラミングに悪戦苦闘しています。エラーメッセージを見ては,どこが間違っているのか懸命にプログラムの修正(デバッグ)を行っていました。

 

教えあいながら理解を深めていきます

 

  数学科の先生からのアドバイス              プログラムを入力している様子    


 情報は全ての授業を情報科教員と数学科教員の2名(TeamTeaching)で行うため,実習中のつまづきにも個別に対応しています。


<プログラムの実行環境について>

 プログラムの開発環境の準備には『Anaconda』をインストールしました。昨年度は実行環境(エディタ)に『Spyder』を使用しましたが,今年度は『Jupyter Notebook』を利用しています。生徒にとって利用しやすく,教員にとって指導しやすい実行環境はどのような環境なのか模索しています。


<Pythonでのプログラミングについて>

 本校では,これまでVBAでのプログラミングを長年行ってきましたが,昨年度からPythonに変更しました(昨年度はSS情報統計2年生で実施)。Pythonは書きやすく,読みやすい言語であり,ライブラリの活用により複雑な課題に対しても容易にプログラムを記述することができるという特徴があるからです。理数DSでは,Pythonで人工知能の基礎技術である機械学習に取り組んでいきます。生徒達が機械学習を利用した問題解決に興味・関心が持てるよう取り組んでいきたいと考えています。


<情報科準備室のフローチャート>

 理数クラスだけでなく,生徒達にフローチャートが身近になるようにと,情報科準備室での教員の呼び出し手順をフローチャートにして張り出しています。

 用件を伝えに来た生徒が「えーっと…」とフローチャートを確認している様子が準備室の中に伝わってきます。








1学期 アルゴリズム

あなたは、クラスの男女の人数をそれぞれ求める際、どのようにして求めますか?あなたの考えをコンピュータに伝えるには、普段何気なく行っている思考や判断(男女の判断、計算、計算結果の記憶など)をコンピュータがわかるように、一つ一つの手順として表現することになります。このように課題を解決するための手順を『アルゴリズム』といいます。

1学期は、自らの考えを整理し、表現する力を高めるため、アルゴリズムを中心に学習を行いました。アルゴリズムを記号(フローチャート)で表現する方法や、値の変化を追って正しい結果が求められるか確認する方法などを学びました。最初は、普段何気なく行っていることを一つ一つの記号にして整理することに苦戦しているようでした。また、考え方次第で答えが一つでないことに戸惑っていましたが、互いの考えを説明しあう中で、「そういうことか!」と相手の考えに納得する声が上がっていました。

2学期から、プログラミングが始まります。コンピュータに自らの考えを実行させるための基礎を学んでいきます。

  

アルゴリズムの課題に取り組む様子


◆1年SS情報統計◆

1学期 表計算ソフトウェアの実習

 1学期は,表計算ソフトウェアの基本的な使い方の実習を行いました。度数分布表の作成や二次関数のシミュレーション,自由落下運動のデータから重力加速度を求める実習を通して,数学や理科での表計算ソフトウェアの活用方法について学びました。






◆2年SS情報統計◆

プレゼンテーション実習

 プレゼンテーション実習を行っています。今回の実習では1人1台タブレットが配布されることを想定して,タブレットアプリを提案する『説得』を目的としたプレゼンテーションを行います。


<現状分析>

 タブレットの機能や使用する上でのメリット・デメリット,他校での活用事例などをインターネットで調査しました。

  


<課題の発見>

 As is/To be 分析(ギャップ分析)を行いました。学校生活の中で「こうなったらいいな」という『理想』と『現状』との差である『課題』を発見し,その課題を解決するためのアイディアを挙げていきました。

  

<オンラインでのアンケート調査>

 自らの主張したいことに対するデータを収集します。インターネットなどでデータが見つからない場合やクラスの意見を集めたい場合はアンケート調査を行います。今回は,Microsoft 社のTeamsを利用してオンラインでアンケート調査を行っています。


  

 回答を投稿        アンケート投稿画面       アンケートの入力


 アンケート調査では,さまざまな留意点があります。例えば,『回答を誘導するような文言を避ける』,『選択肢に重複や漏れがないようにする』などです。生徒たちは,『これは誘導になるか』や『自転車通学者だけに回答してもらいたい場合はどうしよう』など様々なことを考えながら,アンケートを投稿しています。アンケートに回答する中で,「この選択肢のどれにもあてはまらない…」などの声も聞こえてきますが,これも課題研究を行うための練習です。このアンケートを作成する側,回答する側の両方の経験を,生徒たちは今後のESD課題研究で生かしてくれると期待しています。


<プレゼンテーション資料の作成>

 それぞれが作成したプランニングシートにしたがって,『PowerPoint』のスライドを作成します。タイトル一つとっても,それぞれの表現力が問われます。また,アンケート結果を表現するか,1年生の総合的な論証を踏まえてどのような展開にするかなど,悩みながらの作業が続きます。「みんなと同じようなデザインテンプレートになりそうでつまらない!」や「人とは違った提案の仕方をしたい!」など様々な声も聞こえてきます。が,ひとたび考えがまとまると教室中が静まり返り,キーボードとマウスの音だけが響く,生徒の集中力に驚かされてます。

 

     アンケートの結果を確認し,プランを立てる          プレゼンテーション資料を作成


 

グラフやスマートアートなど様々なオブジェクトを利用して工夫を凝らしています


<アンケート実習で利用しているアプリについて>

 福岡県で導入しているMicrosoft社の『Teams』上のアプリ『Forms』を使ってアンケート実習を行っています。

 授業時間内に終わらない回答は,自宅のパソコンやスマートフォンで回答を行ってもらっています。「自分が使っている端末(スマートフォン)だとうまく回答できませんでした」等,生徒たちはどのようにうまくいかないかを含めて報告をしてくれます。各個人の情報機器を使っての宿題は,一人一人の環境が異なるため,さまざまな配慮が必要だということを実感しているところです。





 早速,2年生は新型コロナウイルスの影響により対面でのアンケート調査が難しいため,ESD課題研究にオンラインでのアンケート行いたいと考える班がいたようです。実現するかどうかは調査対象によるかと思いますが,授業で学んだことをいち早く取り入れて実践しようとする城南生の『進取』の姿勢に感心させられます。

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