デジタルの世界へ
りんごは数えられるが、時刻は数えられない。その違いがコンピュータの正体につながる
50分教師用メモ
準備 教室コードは新しいものにする。「教師」を押す。体験 02 は端末内だけで完結する。
時間配分 前回まとめ・目標 4分 ／ 節1 数えられるか 12分 ／ 節2 電球 5 個で何通り 16分 ／ 節3 表裏一体 12分 ／ まとめ・自己評価・ふりかえり 6分
教科書: 新編情報Ⅰ 13 デジタルの世界へ（p.40）。
この回の評価（指導要領 (2) ア(ア)。情報のデジタル化と二進法による表現、デジタル化で蓄積・編集・複製・伝送が容易になること。単元設計は 単元設計のページ）
- 知識・技能 アナログとデジタルの違いを「段階や区切りがあるか」で説明し、ON/OFF の組み合わせで表せる通り数（2 のn乗）を言える（体験01・02）
- 思考・判断・表現 デジタル化の利点と欠点が表裏一体であることを、自分の例で対にして書いている（体験03）
- 態度 身のまわりのものをアナログ・デジタルの目で見直そうとしている（ふりかえり）
ふりかえりの枚の自己評価の分布を見て、「まだ」が多い目標を次回冒頭で拾い直す。
名前は隠せる、記録は残る
その「記録」は、コンピュータの中でどんな形で残っているのか。ここから 5 回、デジタルの仕組みに入る。最初は、アナログとデジタルの違いから
りんごは数えられる。時刻は？
教師用メモ
前回の自己評価で「まだ」が多かった目標があれば 2 分拾う。
授業の終わりにできるようになること
身のまわりを 2 つに分ける
スイッチを押して数える
利点の裏の欠点を書く
数えられるか
段階や区切りがあるか、細かく測るときりがないか
今の時刻は
針の時計は、9 時 41 分と 42 分の間も指せる
数字の時計は、41 か 42 のどちらか。間はない。細かく測るときりがない量と、段階や区切りのある値。この違いが今日の主役
教師用メモ
「針の時計のよさは？」「数字の時計のよさは？」を 1 人ずつ聞く（残り時間が見える／正確に読める）。教科書やってみよう 13。
アナログか、デジタルか
アナログ＝細かく測るときりがない、連続した量。デジタル＝段階や区切りのある値で表せる。まず上で付ける印を選び、次にその印を付けるものを押す。全部に印を付けたら「答え合わせ」
教師用メモ
進め方（7分） 一人で 3 分。「数字で表示された体温」で迷う。温度そのものはアナログ、体温計が 36.5 と表示した時点でデジタル（区切った）。この「区切る」がデジタル化。
「虹の色」と「信号機の 3 色」の対比がいちばん分かりやすい。連続する色を 3 段階に区切ったのが信号。
デジタル化 ｜ 連続した量を、区切って数にする
| アナログデータ | 細かく測るときりがない、連続的なデータ。自然界の色・温度・音はすべてこれ。大量にためたり、正確に伝えたりが難しい |
| デジタルデータ | 段階や区切りのある値で表せるデータ。りんごの個数、点数。数なので、ためる・送る・直すが楽 |
| デジタル化 | アナログデータを一定のルールに従ってデジタルデータへ変換する技術。体温計が 36.5 と表示した瞬間 |
※ 区切るということは、区切りの間を捨てるということ。何を捨てているかは第5回で確かめる
教師用メモ
目標 01。語源: デジタル＝指（digit）で数える、アナログ＝似せる（analogy）。
電球 5 個で何通り
ON と OFF だけで、どれだけのことが言えるか
スイッチを押して、違う組み合わせを全部見つける
電球をタップすると ON（1）と OFF（0）が切り替わる。まず 2 個、次に 3 個、最後に 5 個で、違う組み合わせが全部で何通りあるかを見つける。見つけた組み合わせは下にたまる。この画面は自分の端末だけ
教師用メモ
進め方（12分）
- 2 個で始める。「全部で何通り？」→ 4 通りを全員が見つけたら、3 個へ。8 通り。
- 「4 個なら？ 5 個なら？」を押す前に予想させる（2 倍ずつ増える、が見えるか）。5 個で 32 通り。全部見つけると「全部で」の欄が 32 に変わる。
- 「電球 1 個増えると通り数はどうなる？」→ 2 倍。10 個で 1,024 通り。これが次回の「ビット」。
拾いたい発言 「1 個で 2 通り、2 個で 4、3 個で 8。2 を n 回かける」。指で 2 進数（次回）につながる。
コンピュータは ON と OFF の機械 ｜ 組み合わせで何でも表す
| ON と OFF | コンピュータは電気信号を電圧の高低で ON（1）と OFF（0）の 2 種類として扱う。この信号を組み合わせて、あらゆる情報を表す |
| 1 個増えると 2 倍 | スイッチが n 個なら 2 の n 乗通り。区切りのある値（デジタル）だからこそ、0 と 1 の組み合わせに置き換えられる |
| 数値だけでなく | 文字・画像・音声・動画も、自然界の情報を 0 と 1 の組み合わせに変換して扱う。だから 1 台で全部扱える |
教師用メモ
目標 02。「2 進法の利点」（教科書コラム）: 2 段階なら判別しやすく、ノイズが混じっても復元しやすい。次回のしきい値につながる。
表裏一体
コピーが簡単なことは、良いことか
デジタル化の利点と、その裏の欠点
デジタルだからできる良いことを一つ書き、それを裏返すと何が起きるかを書く。同じ性質の表と裏になるように
全員の「利点 → 裏」が右に並ぶ。表と裏が同じ性質から出ているかを見る
教師用メモ
進め方（8分） 一人で 4 分。読み上げて、教科書の 4 つの利点に対応づける: 複数のメディアを組み合わせられる／大量の情報を効率よく伝送／編集が容易／蓄積・複製が容易。
想定回答 編集が楽／改ざんも楽 ・ 複製が楽／不正コピーが止まらない ・ 大量に送れる／個人情報も一瞬で拡散 ・ 劣化しない／消えない。
拾いたい発言 「裏は第1単元でやった情報の特性そのもの」。目標 03。
利点と欠点は同じ性質から出る ｜ よくも悪くも
大量の情報を効率よく伝送できる
情報の編集が容易
蓄積・複製が容易
個人情報が一瞬で拡散する
元の意図と違う形に直せる
著作者の権利を侵害する不正コピー
デジタル化によって、誰もが発信者・クリエイターになれる時代になった。同じ性質が、被害者にも加害者にもさせる。仕組みを知っている人が、使う側に立てる
教師用メモ
次回から仕組みの中身（2 進法・ビット・文字コード）に入る、と予告して閉じる。
段の数を減らすと、まず何が失われるか
アナログとデジタルの違いを、なめらかな波と段々の値で見る
確かめる前に、いまの予想を 1 つ選ぶ。当たっていなくてよい。予想を置いておくと、違ったときに気づける
選んだ人数が右に出る。分かれているところを 1 つ読み上げてから次へ
教師用メモ
予想を先に（2分） 先に道具を開くと、触って終わる。予想を置いてから確かめると、違ったところが残る。
5分。段の数を変えると、元の形にどこまで近づくかを見せる。
道具は外で公開されている Web アプリ。この授業のページの中で開くので、別のページへは移らない。閉じれば、そのままこの枚に戻る。ブラウザの中で動き、入力はこの授業のサーバーには送られない。
道具で確かめて、予想と合っていたかを見る
- 「この枚で開く」を押す
- 段の数を少なくする
- 元の形と、どこがずれたかを言う
教師用メモ
進め方 手順のとおりに触らせる。終わったら前の枚の予想と見比べ、外れた人を 2 人読み上げる。
5分。段の数を変えると、元の形にどこまで近づくかを見せる。
道具は外で公開されている Web アプリ。この授業のページの中で開くので、別のページへは移らない。閉じれば、そのままこの枚に戻る。ブラウザの中で動き、入力はこの授業のサーバーには送られない。
3つの目標に、自分の操作で答える
今日の目標、自分はどこまで
3 つの目標それぞれに、できた／だいたい／まだ、を 1 つ選ぶ。右の帯にクラス全体の分布が出る
教師用メモ
1 分。「まだ」が多い目標は、次回の冒頭で拾い直す。
身のまわりで「区切っている」ものを一つ
一文でよい。連続した何かを、区切って数にしているものを見つける
教師用メモ
3 分。「区切ると何が失われる？」と一つ聞いて、次回（何を捨てているか）につなぐ。