1 万回さいころを振り、1% のくじを 100 回引く。数秒で終わる。その結果をどこまで信じるかも考える
50分 | キーボードがあるとよい準備 教室コードは新しいものにする。「教師」を押す。体験 01 は Python、体験 02・03 はつまみで動かす。
時間配分 前回まとめ・目標 4分 / 節1 1 万回 14分 / 節2 1% を 100 回 12分 / 節3 モデルを疑う 14分 / まとめ・自己評価・ふりかえり 6分
教科書: 新編情報Ⅰ 30 シミュレーションの活用(p.82)。
この回の評価(指導要領 (3) ア(ウ) イ(ウ)。目的に応じたモデル化とシミュレーション、結果を踏まえた解決方法の考察。内容の取扱い(4)「モデルの違いによって結果が異なることを扱う」。単元設計は 単元設計のページ)
ふりかえりの枚の自己評価の分布を見て、次回の単元末の課題の入り方を決める。
モデルができれば、コンピュータの中で何度でも試せる。数値やプログラムを直すだけで条件を変えられるので、部品を交換する費用も手間もかからない。今日は実際に走らせる
当選確率 1% のくじを 100 回引けば、1 回は当たるか
この問いに挙手で答えさせる(当たる/当たらない/分からない)。人数を板書。節2 で答え合わせをする。予想を先に置くのが今日の山場の仕掛け。
前回「まだ」が多かった目標を 2 分拾う。
さいころを振る
予想と結果を比べる
条件を変えて比べる
人には無理でも、コンピュータなら数秒

※ cnt=0 は「数える箱を空にしておく」という準備(初期化)。回数を変えるときは、range の中と、割る数の両方を直す
進め方(12分) 実行 → 0.16 前後。「理論上は 1/6 = 0.1667」。10 回だと 0.0 や 0.3 が出る。1 万回だと安定する。
要点 試行回数が少ないと、偶然のばらつきが大きい。多いほど理論値に近づく。「1 回試して結論を出さない」がシミュレーションの基本。
つまずき range だけ 10 に変えて割る数を 10000 のままにすると、極端に小さい値が出る。「動くけれど間違い」の例。8 行目を p=cnt/i ではなく回数の変数にまとめる書き方(n=10000 を先に置く)を教えると直す場所が 1 か所になる。第8回の関数と同じ考え。目標 01。
当たる気がする。本当か

「1 人が 100 回引く」を 1 万人分やってみる。当選確率と引く回数はつまみで変えられる。「もう一度」を押すたびに結果は少し変わる
進め方(10分) 冒頭の挙手の人数と比べる。結果は約 63%が 1 回以上当たり、約 37% は 100 回引いても 1 回も当たらない(教科書 p.83 の答え)。
拾いたい反応 「1% × 100 回 = 100% だと思った」。確率は足し算ではない。「当たらない」が 100 回続く確率が 0.99 の 100 乗で約 37%。
つまみで確率を 5% にすると 99% 以上が当たる。回数を 10 にすると 1 割程度。数を変えて何度も試せるのがコンピュータシミュレーションの強み。
実生活の話に落とす: ガチャ、抽選、雨の確率。「確率が低くても回数が多ければ起こる」「回数が多くても必ず起こるわけではない」。目標 02。
出た数字が、そのまま答えではない

1000 人の集団で、あるものが人から人へ広がる様子を、とても単純なモデルで表した。1 日に 1 人が接する人数と、広がりが止まるまでの日数を変えて、グラフの形を見比べる
進め方(12分) 接する人数 6 → 3 に減らす。「山が低くなり、後ろにずれる」。合計は減る。「同じ集団でも、条件を変えると結果が変わる」。
ここが今日の要点(教科書 p.82 の 3 つの注意)
「この 3 つを言えることが、結果を出すことと同じくらい大事」。次回の単元末の課題でも、この目で自分の作品を見る。目標 03。
| コンピュータで行うよさ | 数値やプログラムを直すだけで条件を変えられる。部品の交換にあたる費用や手間がかからない。偶然に左右される事象も、乱数でモデル化できる |
| そのための条件 | コンピュータで扱える形のモデルが要る。状態を表す数値と、関係を表す数式 |
| 試行回数 | 回数が少ないとばらつきが大きい。多いほど理論値に近づく。1 回の結果で結論を出さない |
| 3 つの注意 | ①どこまで正確に作るか(目的に合わせる) ②別のモデル化はないか ③モデルが適切か(必要なら直す) |
次回・次々回は単元末の課題。「身のまわりの手作業を 1 つ、プログラムに任せる」。今日までの道具(分岐・反復・リスト・乱数・関数)を使ってよいと伝え、候補を考えてくるよう促す。
乱数を使ったシミュレーションを、別の題材でも動かす
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
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。
6分。円周率と待ち行列。どちらも回数を増やすと安定するのが見える。
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。
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。
6分。円周率と待ち行列。どちらも回数を増やすと安定するのが見える。
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
1 分。「まだ」が多い目標は、次回の冒頭で拾い直す。
一文でよい。「〇〇を試したい。△△を数にすればできそう」の形
3 分。ここで出たものは次回の課題の候補になる。「数にできるか」を書けている人を 2 人読み上げる。