改訂版プログラミングで科学を学ぼう！ Vol. 4 ジェネラティブアート・フラクタル・セルオートマトン

学習指導案

■単元名
中級1Bコース Unit1-4 ジェネラティブアート

■単元の学習目標
乱数と異なり自然な変化をするパーリンノイズ関数を使ってみる。
コンピューターが自律的に生成するアート作品を作成する。
自由な発想でオリジナルのアート作品を作成する。

■テーマ選定の理由
コンピューターを使って様々な処理をさせることができるが、通常は単なる計算処理であることが多い。ここではコンピューターを使うことでアート作品も作成できることを体験する。さらに、自由な発想でオリジナルのアート作品を作成することは創造性を育む上でも重要である。

■単元の学習計画
カリキュラム
乱数とパーリンノイズ Unit1 60分
3D表示への拡張 Unit2 60分
アート作品 Unit3 60分
アート作品2 Unit4 60分

■育成したい思考力
単純な法則が複雑な世界を創る。
ラテラルシンキング

■評価計画
パーリンノイズ関数を使って自然な変化をさせるプログラムを作成することができる。

■応用・発展
自由な発想でオリジナルのアート作品を作成する。

学習指導案

■単元名
中級1Bコース Unit5-8 フラクタル

■単元の学習目標
関数について復習し、新しく再帰関数について学ぶ。
再帰関数を使って様々なフラクタル図形を描く。

■テーマ選定の理由
プログラミング独自の再帰という考え方について知ることは思考方法のバラエティーを増やすものである。
自然界に見られる様々なフラクタル図形が単純な法則の繰り返しで出来ていることを体験することができる。

■単元の学習計画
カリキュラム
関数と再帰関数 Unit1 60分
簡単なフラクタル図形 Unit2 60分
再帰を用いた木の描画 Unit3 60分
風になびくフラクタル木 Unit4 60分

■育成したい思考力
単純な法則が複雑な世界を創る。
ロジカルシンキング

■評価計画
プログラミングにおける再帰関数がどういうものか理解している。
再帰関数を使って簡単なフラクタル図形を描くプログラムが作成できる。

■応用・発展
フラクタル木を複数描いてみる。
独自のフラクタル図形を考える。

学習指導案

■単元名
中級1Bコース Unit9-12 セルオートマトン

■単元の学習目標
2次元配列を理解する。
セルオートマトンのひとつであるライフゲームを作成する。

■テーマ選定の理由
ライフゲームは単純な法則を繰り返すことで複雑なパターンが現れる。また、その様子は初期パターンにも大きく依存する。このようなライフゲームのプログラミングにより、単純な法則が複雑な世界を創ることを体験する。

■単元の学習計画
カリキュラム
1次元配列 Unit1 60分
2次元配列 Unit2 60分
ライフゲーム 乱数初期パターン Unit3 60分
ライフゲーム 固定初期パターン Unit4 60分

■育成したい思考力
単純な法則が複雑な世界を創る。

■評価計画
2次元配列を理解している。
ライフゲームのルールをプログラムで実装できる。

■応用・発展
ライフゲームの初期パターンをいろいろと変えてみる。
ライフゲームのルールを独自のものに変えてみる。