新・中級A

新・中級Aコーステキスト

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学習指導案

学習指導案

■単元名
新・中級Aコース Unit1-4 生物の形や模様を調べよう

■単元の学習目標
自然界に見られる様々な模様を描いてみる。そのために必要な三角関数、円、螺旋の知識を身に付ける。

■テーマ選定の理由
植物や動物に見られるパターンは、普段は見過ごしがちである。ところが、これらのパターンは複雑に見えても単純な法則で作り出されているものがほとんどで、興味深いものである。実際に、ひまわり、角、貝のパターンを描くプログラミングにより、単純な法則が複雑な世界を創っていることを、身をもって体験する。このことにより自然に対する関心が深まるとともに、自然に対する見方が新たになるものと期待される。

■単元の学習計画
カリキュラム
円を描こう 三角関数とは Unit1 60分
円を描こう 楕円、リサジュー図形を描こう Unit2 60分
ひまわりのパターンを描こう! Unit3 60分
フィボナッチ数をみつけよう
黄金比と黄金角
ひまわりのパターンを描こう! Unit4 60分
螺旋を描こう
種のパターンを描こう

■育成したい思考力
ロジカルシンキング
キープイットシンプル。単純な法則が複雑な世界を創る。

■評価計画
プログラムで、円や螺旋が描ける。
付加成長について理解している。

■応用・発展
身の回りの植物、動物に見られるパターンを調べてみる。さらに出来ればそのパターンをプログラムで描いてみる。

講義

Unit 1

コースの紹介

「生物の形や模様を調べよう」

円を描こう!

「三角関数とは」

Unit 2

円を描こう!

「円を描こう」

「楕円、リサジュー図形を描こう」

 

Unit 1 and 2 講義動画

Unit 3

ひまわりのパターンを描こう!

「フィボナッチ数をみつけよう」

「黄金比と黄金角」

Unit 4

ひまわりの写真を以下からダウンロードします。

ひまわりのパターンを描こう!

「螺旋を描こう」

「種のパターンを描こう」

Unit 3 and 4 講義動画

学習指導案

学習指導案

■単元名
新・中級A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 Unit5 60分
簡単なフラクタル図形 Unit6 60分
再帰を用いた木の描画 Unit7 60分
風になびくフラクタル木 Unit8 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。

講義

Unit 5

フラクタル
「関数と再帰関数」

Unit 6

フラクタル
「簡単なフラクタル図形」

Unit 5 and 6 講義動画

Unit 7

フラクタル
「再帰を用いた木の描画」

Unit 8

フラクタル
「風になびくフラクタル木」

Unit 7 and 8 講義動画

学習指導案

学習指導案

■単元名
新・中級Aコース Unit9-12 3Dグラフィックスの基礎

■単元の学習目標
立体知覚要因について学ぶ。
3Dグラフィックスの基礎を学び簡単な立体を表現する。
地球の周りを公転する人工衛星や太陽の周りを公転する惑星を描く。
上記のシミュレーションをとおして、スケール感を学ぶ。

■テーマ選定の理由
人間がどのようにして普段、立体を知覚しているのかを考えてみることは有用である。
また、ゲームなど多くの場面で使われている3Dグラフィックスであるが、その基礎を知る機会は少ない。
さらに、多くの生徒が地球と月や太陽系のスケール感を全く持っていないことは問題である。

■単元の学習計画
カリキュラム
●立体知覚要因 Unit9 30分
●プリミティブ図形の表示 Unit9 30分
●複数オブジェクトの表示と回転 Unit10 60分
応用
●地球の周りを公転するオブジェクト Unit11 60分
●太陽の周りを公転するオブジェクト Unit12 60分

■育成したい思考力
フェルミ推定。スケール感を持つ。

■評価計画
立体知覚要因について理解している。
簡単な立体がプログラムで表現できる。
太陽系などに関して、正しいスケール感を持っている。

■応用・発展
1.立方体を2重ループで縦横にたくさん並べて描く。

講義

Unit 9

3Dグラフィックスの基礎
「立体知覚要因」
「プリミティブ図形の表示」
WindowsPCでP3Dにしても実行画面が出ない場合
WindowsPCの場合、size(640, 480, P3D)のようにP3Dモードにすると、実行してもエラーはないのに実行画面が出ない場合があります。
この場合、以下の対応方法を試みてください。
ProcessingのP3Dモードで実行画面が出ない場合の対応方法
Processingで3D表示を行うときには、P3Dモードにしますが、プログラムを実行しても、何の実行画面も出ない複数の生徒さんがいました。 なかなか原因がわからず困っていたところ、自分のPCで同じ現象が出たので徹底的に調べてみました。 b...
MacでP3Dにしても実行画面に何も表示されない場合
Macの場合、size(640, 480, P3D)のようにP3Dモードにすると、実行しても実行画面に何も表示されない場合があります。
この場合、以下のようにフレームレートを指定してみてください。
size(640, 480, P3D);
frameRate(60);

Unit 10

3Dグラフィックスの基礎
「複数オブジェクトの表示と回転」

Unit 9 and 10 講義動画

Unit 11

3Dグラフィックスの基礎
「地球の周りを公転するオブジェクト」
練習問題(スケール感)が以下からダウンロードできます。
練習問題(スケール感)の解答が以下からダウンロードできます。

Unit 12

3Dグラフィックスの基礎
「太陽の周りを公転するオブジェクト」

Unit 11 and 12 講義動画

新・中級A 課題

課題1 フラクタル木

授業では枝が2つに分かれるフラクタル木を作りました。枝が3つに分かれるようにプログラムを拡張しなさい。

課題2 3Dグラフィックス

3Dグラフィックスの簡単な作品を作製しなさい。。

課題3

課題4

課題5