正多角形をプログラムを使ってかこう（杉並区立西田小学校）
- 学習活動の分類：
- 対象学年：
小学校第5学年
- 対象教科等：
算数
- 教材タイプ：
ビジュアル言語
- 使用ツール：
- 実施主体：
杉並区立西田小学校
- 実施都道府県：
東京都
- 事業区分：
その他
- 自治体名：
杉並区
- 学校名：
杉並区立西田小学校
- 情報提供者：
管理者
- コスト・環境：
学校所有のパソコン1人1台利用
- 実施事例の詳細：
学習活動の概要
1) 単元の目標
観察や構成を通して，正多角形の意味や性質についての理解をするとともに，正多角形の作図をしたり，性質を調べたりすることができる。また，円周の長さに対する直径の長さの割合を考えることを通して，円周率の意味や直径，円周，円周率の関係について理解し，それを用いることができる。
2) 単元について
平面図形については、児童はこれまでに基本的な平面図形（円や二等辺三角形や正三角形などの三角形、平行四辺形、台形、ひし形などの四角形）について、図形の構成要素やそれらの位置関係に着目して，図形の意味や性質を理解するとともに，弁別したり作図したりしてきている。
本単元で、基本図形を多角形や正多角形にまで広げ、平面図形についての理解を一層深めることができるようにする。特に正多角形については，辺の長さが全て等しく，角の大きさが全て等しいという意味を理解するとともに，円の内側に内接したり、外接したりするなどの性質があることも理解できるようにする。正多角形を円と組み合わせて作図することを通して，このように性質に着目できるようにすることが大切である。
また、観察や構成を通して正多角形の意味や性質を考えたり，正多角形の意味や性質を用いて作図の方法を考えたりする活動を通して、根拠を明らかにし筋道立てて考える数学的な思考力を育てることができると考える。
円については，第３学年で，円の中心，半径，直径などについて指導してきている。第５学年では，円周率の意味を指導する。実際に幾つかの円について，直径の長さと円周の長さを測定するなどして帰納的に考えることにより，どんな大きさの円についても，円周の長さの直径の長さに対する割合が一定であることを理解できるようにする。この割合のことを円周率という。円周率を指導することにより，直径の長さから円周の長さを，また，逆に円周の長さから直径の長さを計算によって求めることができるなど，直径の長さ，円周の長さ，円周率の関係について理解できるようにする。
3) 教科の学習とプログラミング教育の関連
本時においては、プログラミング環境のScratchを利用し、辺の長さと角度を指定することで、正多角形を作図する。
前時までに，円と関連させて正多角形を作図することをしてきている。本時は，「辺の長さが全て等しく，角の大きさが全て等しい」という正多角形の意味を基に作図することができないかを考えることがねらいである。実際，物さしと分度器を用いて正多角形をかくことはできる。しかし，正八角形など辺の数が多くなると，大変であるし，きれいにかくことが難しくなる。
そこで，プログラミング環境のScratchを利用して，正多角形をかくことを伝え，どのようにしたら正多角形をかくことができるかを考えさせることで，プログラミング的思考を育成する。
このとき，物さしと分度器でかくときは，正多角形の内角を用いてかいていたが，Scratchでは，外角を用いることが味噌である。外角という概念は，中学校の数学で学習するので第５学年の子供たちにとっては未習の内容である。本時においては，用いる角度が違うことに気付き，どういう角度をプログラムに書いたら，正多角形をかくことができるのかを考えることが重要である。
つまり本時においては，教師が「このようにプログラムを書けば正多角形がかけます」と教えて，子供がそのプログラムを真似することで正多角形をかけるようにすることをねらっているのではない。つまり「プログラムを使って正多角形がかける」ことがねらいなのではなく，「どのようなプログラムを書いたら正多角形がかけるかを考える」ことがねらいなのである。
実際，授業の中で子供たちは，外角を見いだし、プログラムを完成させ正多角形をかくことができるようになる。
授業を振り返って，子供たちは，プログラムを使ってかくと，コンピュータは正しく命令しさえすれば，早く正確に簡単にかけることに気付くだろう。また，物さしと分度器でかくときは内角を用いていたが，Scratchのプログラムの「６０゜回す」は，外角（ネコが回転する角度）を表していることに気付くことが大切であることが理解できるだろう。
学習指導計画
総時数8時間
| 次 | 時 | 主な学習内容 | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 1～5 | 正多角形
| ||||
| 2 | 6～8 | 円周と直径
| ||||
本時の学習1（4, 5/ 8時間）
1) 本時のねらい
「辺の長さが全て等しく，角の大きさも全て等しい」という正多角形の意味をもとに，プログラムを使って正多角形をかく方法を考えることができる。
2) 本時の展開
1.前時の学習を振り返る。
(ア) 正多角形の性質を振り返る。
正方形、正三角形、正六角形の内角の大きさを確認する。（ワークシートを利用）
あらかじめ、正方形、正三角形、正六角形が記載されているワークシートをつかって、内角の大きさ、辺の長さが同じことを確認する。
(イ) 物さしと分度器を使って、正三角形や正方形、正六角形をかく。
円の中心の周りの角を等分する方法でかいたことを確認したのち，それとは違い，「辺の長さが全て等しく，角の大きさも全て等しい」という正多角形の意味をもとにかくことができるかを問い，実際にかかせる。
辺の数が多くなると，かくことが大変になることやきれいにかくことが難しいことを確認する。
2.コンピューター（Scratch）を使って、正方形をかく。
(ア) ねこの動きで図形をかくことができることを伝える。画面にあるどのブロックを使うと線がかけるのか話し合う。
(イ) 「ペンを下ろす」ブロックと、ねこを「80歩動かす」ブロックをクリックすることで、線がかけることを確認する。
(ウ) 「90度回す」ブロックでねこの向きが、指定した角度に変わることを確認する。
(エ) この三つのブロックをクリックすることを通して，正方形を児童に作図させる。
(オ) ブロックをつなげると続けて行うことを確認し，作図させる。
このとき，「画面を消して元に戻す」ために用意された「スタート」ボタンを使うと，元に戻ることを伝える。
1. 80歩動かす、2. 90度回す、
3. 80歩動かす、4. 90度回す、
5. 80歩動かす、6. 90度回す、
7. 80歩動かす、8. 90度回す
(カ) 手順を振り返り、同じ動きの繰り返しがあることの気づきから、画面にあるどのブロックが使えそうか話し合う。
(キ) 「4回繰り返す」ブロックの使い方を伝え，このブロックを使ったプログラムを用いて、正方形をかく。
3. 子供たち一人一人がそれぞれ試行錯誤して、正三角形や正六角形をかく。
そのままでは、ねこが一瞬で図形をかくので、動きを手がかりにできるように、「1秒待つ」ブロックを追加させる。
正三角形の作図の様子
・内角の120度を使ってかいている場合、以下のような図形が描画される。
回数が間違っているのか、角度が間違っているのか聞いた上で、角度をどう変えるとよいか問う。
・正六角形の半分ができたことを確認して、これを手がかりに正六角形のプログラムを考えさせる。
正六角形の作図の様子
・内角の120度を使ってかいている場合、以下のように正三角形を2回描画する動きになる。
正三角形ができたことを確認して、これを手がかりに正三角形のプログラムを考えさせる。
4. どのようにしたら、正三角形や正六角形をかくことができるのか話し合う。
・正六角形をかこうとしたら、正三角形になったことや、正三角形をかこうとしたら、正六角形の半分がかけたことなどを共有しあう。
・正三角形では１２０度を指定し，正六角形では６０度を指定することでそれぞれかくことができたことを共有する。
・正三角形で指定する１２０度は，正三角形のどういう角度なのか，正六角形で指定する６０度は正六角形のどういう角度なのか，ねこの動きを，ねこの模型を使ってワークシートで再現しながら，ペアで話し合う。
・プログラムで指定する角度は、ねこの回転する角の大きさであることを知る
ねこの模型を使って回転を再現させることで，クラス全体に共有する。
１８０から引くと求められることも話し合う中で確認する。
5. 正八角形や正十二角形などは、どのようなプログラムにすればよいのかを考えて、実際にかいてみる。
・正八角形の例
・正二十角形など辺の数か多くなるときは，「８０歩動かす」の歩数を少なくしないといけないことなども，試行錯誤しながら考えを進める。
ワークシートを確認しながら、正三十六角形に挑戦している様子
・それぞれがかいた正多角形をプログラムとともに紹介し合う。
6. 学習のまとめと振り返りをする。
・辺の長さが等しいこと角の大きさが等しいことを使ってもかくことができた。
・「◯度回す」は、ねこが回転する角の大きさのことだった。１８０度から引くと求められた。
・プログラムを使うと，今までかいたことのない正三十六角形も，簡単にきれいにかくことができた。
板書計画
ワークシートの例
参考添付資料
実施事例の詳細（PDF）
作成した教材・プリント
関連教材情報
Scratch
| 教材タイプ： | ビジュアル言語 |
|---|---|
| 動作環境： | ブラウザ Windows |