【プログラミング授業実践レポート】小6算数「関係を見つけて」

2020年度より新学習指導要領が全面実施され、プログラミング教育が小学校で必修化されます。神奈川県相模原市は、平成29年度からプログラミングの体験を全市立小中学校で実践してきました。ここでは、ビジュアルプログラミング言語「スクラッチ」を使った、小6算数の公開授業をレポートします。

本時の授業では、前半は全くパソコンを使わない通常の算数授業として進め、中盤で「必要だからプログラミングで解こう」という必要性を創出する展開になっており、教師のわざが光ります。ぜひご一読ください!

吉冨翔太 教諭

吉冨翔太(よしどみ・しょうた)
神奈川県相模原市立双葉小学校教諭

授業内容:6年算数「関係を見つけて」
伴って変わる2つの数量を見つけだし、その規則性をプログラムで表し、確かめる授業を行います。

めあてを掲示

 授業開始前にペアトークをする子供たち。楽しそう!
授業開始前にペアトークをする子供たち。楽しそう!

授業の冒頭は、ペアトークでウォームアップ。教室(パソコン室)の中央に集まって床に座り、「二学期で楽しかったこと」についてペアトークします。「あと30秒くらいで授業が始まります」との先生の言葉で、授業モードに切り替わります。

今日は算数の『関係を見つけて』の授業です。2つの数のなんらかの関係を見つけます。(吉冨先生)

マッチ棒のイラストを「綿棒?」と言った子に先生も反応したりしながら、和やかに授業が始まりました。

マッチ棒をならべて三角形をつくります。ピラミッド状に2段、3段にしたときの全部のマッチ棒の本数を、子供たちは図を見ながら数えて、「9本」「18本」という声が一斉にあがります。

マッチ棒を並べた図

「100段あったら?」との問いにもすかさず「300本」と答えたA君に、先生は「ほんとに?」と問い返します。

「う~ん…」といった表情の子供たち。そこで今日のめあてが掲示されます。

今日は、全部のマッチ棒の数と、1段、2段、3段…、という2つの数の関係を考えながら、100段だと何本になるかということを考えていきましょう。

[めあて]
2つの数が変わる法則を見つけだし、特ちょうを考えよう。

「この、2つの数って何だろう?」と問う吉冨先生。

「段と本数」と答えたB君は、「もうちょっと具体的に言ってみようか」と先生に促され、「段の数とマッチ棒の数」と答え直します。

今日のめあてを示した板書
今日のめあてを示した板書
(※この写真は授業終了後に撮影したものです)
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【動画】初発からめあてまでの授業の流れ

「2つの数の関係性を見つけるには、どうしたらいいかな?」とさらに問う吉冨先生。

子供たちからは、意見がなかなか出てきません。そこで、ペアで相談することにしました。

【授業者による解説】
予想したよりも子供たちの理解に時間がかかり、「ん?」という表情の子がけっこういました。たくさん発言を聞いた中から整理していく展開をイメージしていたけれども、意見があまり出てこないので、急遽ペアトークを取り入れることに。「どうしようか?」と子供たちに聞くと「ペアトーク」と子供たちの方から出てきました。常にどうしたいかを子供たちに問うことを心がけています。

「何を使えばできそう? 比例のときどうしたっけ? 何か使わなかったっけ?」と、考えるヒントを与える吉冨先生。すると子供たちから、「電卓」「グラフ」…、やがて「表」という言葉が出てきました。

「こんな感じの表かな?」と、表を掲示する吉冨先生。

子供たちから考えを引き出した後で板書を進める
子供たちから考えを引き出した後で板書を進める

「これを使えばできそう?」との問いかけに自信ありげな子供たち。難なく5段目までの数が入ります。

段の数とマッチ棒の数の表
2つの数にはどんな関係性が…?

「表には見方があったよね。2種類あったね」と問われると、子供たちは「縦と横!」とすぐに答えます。今回はどっちを見るのかとの問いにも「横!」と即答。

「横に見ていったら法則を見つけられそうかな? やってみる?」との提案に、やる気顔の子供たちです。

ワークシートで考える

「どれくらいの時間がほしい?」と子供たちに問いかけ、3分と決めてタイマーをセット。「スタート!」の声で、ワークシートにとりかかります。

ワークシート1
ワークシート
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ワークシートに書き込む子
ワークシートに書き込む児童。まだパソコンには一切ふれていない。

子供たちがワークシートに取り組む中を机間巡視して、一人一人にひそひそ声で

  • ここからここ、いくつ増えてる?
  • ここの関係性を見つけよう。
  • その先どうなってる? 全部書いてごらん。
  • なんでこうなったか仕組みを言葉で書いてみよう。

とヒントを与えていきます。

ある程度経過したところで、「一人でできるかな? ちょっと難しい? ペアで相談してやってみようか。イスを移動して班で共有してもいいよ。」と指示を出しました。

3分のタイマーが鳴ると、「まだ時間が欲しい班は大きく手をあげて」と声かけし、1分延長です。

子供たちの様子を見回る吉冨教諭
声をかけながら子供たちの様子を見回る吉冨先生

「うん、おもしろいね。あ~~なるほどね。そういうことか。すごいね!」

子供の説明に反応する吉冨先生。

「そろそろいいですか? えんぴつとワークシートを持ってまた真ん中に集合してください」ここでも班でまとまって集まるように言います。

考えを共有していきたいんだけど、「こんなヒミツ見つかったよ」って人いますか?

「1段のときは3本増えてて…」と説明しだした子には、「1段のときというのは? 0から1段のときということかな?」と、論理的な説明になるように促します。

「増えている数は、みんな3の段になっている」といった発見も出てきたところで、

「同じだよ」という人はいますか。では、Cさん、自分の言葉で教えてください。

と子供の発言をつなげていきます。

段の数が増えていく毎に、三角形が1個増えるから、ひとつの三角形に必要なマッチの本数が3本で、だからプラス3ずつ増えていて、増えている数が3の段の数になる。(Cさん)

マッチ棒の数は、前の段より、たす3、たす6と増えていくから、100の段になると…。んーと…。(D君)

今、D君が「んー?」となっていましたね。では、D君がどういうことを言いたいのか、近くの人とちょっと共有してみてください。

と、交流して考えさせる吉冨先生。「D君が言いたいことがわかった人いる? 自分の言葉で説明してください」と問いかけ、別の子供に説明させます。

続けて「他の考えも出ていたよね。他の考えを言える人、共有しよう」と問いかけ、E君が発言します。

段が1つ増えるごとに、『3×X』 の分だけ増える!(E君)

「X」 は何のことなのかを問われると、すぐさま「段!」と答えた子供たち。

『3 × 段の数』をすればいいってことだね。そうすれば全部のマッチ棒の数が求められるのかな。(わざと間違う吉冨先生)

ほかの意見もあったよねと指摘すると、するとF君が「前のYの数+ 3×X 」と言った後、みんなに解説を始めました。

自分の考えを皆に説明する子
自分の考えを皆に説明する子

5段のときは、Yが30のところを見て、30+3✕5をすればいいです。(F君)

「30」は何を表すのかを問い返し、「出したい数の前の段のマッチ棒全部の数」と言葉でわかりやすく説明するF君。多くの子供がうんうんと頷いている様子が見られます。

ここでワークシートに戻り、下部分にある問題に記入してから、ペアで確認し合います。

答えが書き込まれたワークシート
答え合わせは言葉で説明させながら

T「さあ、3段になると前の段に加えて?」
C「3×3」
T「なんで3×3?」
C「2段の下にある…」
T「こういうこと?」T「この3は何?」
C「段」
T「じゃあ、5段になると、4段目のマッチ棒の数に加えて?」
C「3×5」
T「この5は?」
C「段数」

つまり、段の数が1増えるごとに…

子供たちから「3×X 増えている。」と一斉に返ってきます。

ここで「言葉の式にするとどうなる?」と問う吉冨先生。

「決まった数3✕段数」との子供たちの発言に、「よし、じゃあこれでOKだね。『マッチ棒の数=3✕段の数』」と、またもや早とちりした誤答を吉冨先生が口にします。すると、「ダメー」と子供たちがすぐさま反応。理由を問われると、「前の段のマッチ棒の数が必要だから」と返します。

子供たちから考えを引き出した後で板書を進める
子供たちから出た考えを聞きながら板書していく

で、今回求めたいのは何段?

という初発に立ち戻り、子供たちは「100段」と反応。

求められそう?

ここで、再びペアで交流。マッチ棒全部の数がどう増えていくかの仕組みはわかったので、100段めの数の求め方をペアで話し合って考えますが、なかなか解決策が出てきません。

「何で悩んでるのかな?」と聞く吉冨先生。「できるっちゃ、できるんだけど…」というつぶやきに、「じゃあやってみたらいいじゃない」と吉冨先生が呼びかけます。それに対し「でも1時間じゃ終わらない」という子供のつぶやきがもれました。

吉冨教諭が理由を問うと、

かけてたしてをくりかえすから。100段あるから100回計算しなくちゃいけない。

という意見が出てきました。

100回も!…じゃあ、あきらめようか。やめようか。どうする?

と吉冨先生のけしかけた言葉に、子供たちは「やだ!」

一度は「気合いでできる!」と元気よく言ったG君ですが、「でもやっぱり時間が足りないかも…」と弱気に(笑)

するとどこからともなく、子供たちから「プログラミング」「スクラッチ」という言葉が出てきました! 

じゃあプログラミングを使ってやってみようか。

【動画】100段までの計算をするためにプログラミングを活用するまでの流れ

【授業者による解説】
こちらから提示するのではなくて、プログラミングならできるんじゃない? スクラッチならできそう、という言葉が子供たちから出てきてほしいなという思いを持ちながら授業を行いました。100回計算するのは大変すぎるよね、と言ったところで出てきたので、そこでやってみる?とつなげて授業を展開できました。

いよいよプログラミングを操作

授業時間が30分経過したところで、ようやくパソコンの登場です。

「先生と同じようにファイルを開いていきましょう」。4年生からスクラッチを使ってきている双葉小学校の6年生たち。先生の説明を聞きながら、全員が同じ画面を呼び出すことができました。

パソコンの扱いに慣れている子供たち
パソコンの扱いに慣れている子供たち

【授業者による解説】
6年生は4年生からプログラミングの授業を行ってきていて、授業としては6回めになります。その他、スクラッチに触れてみるといった仕組みの確認は今年1回行いました。結果、特に支援は必要ないくらい皆がスクラッチを操作できるようになりました。ソフトの扱い方については、情報担当教員が中心となり、教師側の研修もしっかり行われました。

スクラッチを使ったプログラミング
スクラッチを使ったプログラミング

スクラッチとは
マサチューセッツ工科大学メディアラボが開発した、ビジュアルプログラミング言語。画面上にあるブロックを組み合わせてプログラムをつくる。URLにアクセスすれば誰でも無料で使用可能。

「プログラミングに大事なものってなんだっけ?」と、具体的な説明に入る前にみんなに質問する吉冨先生。

想像力。次がどうなるかを考える。

と答えたH君。

「そう! 順序が大事なんだね。次にどう動くのかって考えることが大事です。そこで、ここを見てほしいんだけど…」と、今回設定するプログラミングについての説明がはじまります。

  • どんな順番に組んでいったらいいかな。一番最初は?
  • 目的はなんだっけ? そう。100段の答えをスクラッチが言ってくれればいいんだよね。
  • 最後はどれかな?

ワークシートに書いてあるヒントについても説明し、いよいよプログラミングに挑戦です。

ワークシート2
ワークシート
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「自分ができたら近くの人を助けてあげてください」と言ったのもつかの間、すぐにできた子もいる様子です。

グループでの学び合いが定着している吉冨学級
グループでの学び合いが定着している吉冨学級

吉冨先生は、机間指導しながら子供たちの進み具合をチェックしていきます。ペアや班の子同士で話し合い、解決していく様子が見られます。

終わった子には「合ってるかな? どうやったら確かめられる?」と質問したりしながら見てまわります。

「できたら確かめてみてね。確かめるヒントがワークシートに書いてあるからね」と全体に言葉がけする吉冨先生。プログラミングが終わった子の中には、何十万段という数字を入力して答えを出している子もいて、吉冨先生はそれを見て「ウワハハハ!」と反応して、称賛します。

やがて全員が組み終わり、「100段のマッチ棒の数は?」とみんなに聞くと、

「15150!」子供たちは自信たっぷりに答えることができました。

「これ、合ってるかな? なんで合っていると思う」の問い返しに、挙手して理由を説明する子。1~5段の数を入れたら同じ数字になったからプログラムは正しい、と、きちんと確認もできました。

【授業者による解説】
教師の方からすぐに説明に入るのではなく、子供たちにアウトプットをさせていこうという取り組みを学年全体で行っています。聞くと5%、教えると90%理解できるという、ラーニングピラミッドの考え方です。普段の授業だと、ホワイトボードを使って意見交流しながらまとめていきます。どの教科でも取り入れています。担任の役割は、子供たちから考えを引き出してあげることだと思います。

最後まで活気あふれる振り返り

最後に、今日の授業のふりかえりです。プログラミングを使ってみての感想を、プリントの裏面まで使ってぎっしり書いている子もいます。書き終わった後、ペアで伝え合いも行います。

ある子の振り返り
ある子供の振り返り
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気合いでやってもできるかもしれないけど時間がかかりすぎるから、コンピュータでやるとすぐに計算できて便利だと思いました。

自分で計算したらミスしてしまうかもしれないけど、コンピュータならそれがないので、よかったです。

ねらいに迫った感想が次々と出てきます。友達の発言の度に、「うんうん」「そうそう」といった反応の声もしきりに聞こえてきます。

3人のふりかえりの発表が終わったところで、本時の授業を終えました。

【授業者による解説】
自分で順序を考えて組み立てるというのが、3年間の積み重ねで身についています。家の中などでも探してみたい、スクラッチでやってみようかなという子もいました。授業で終わりではなく、プログラミングの考え方を子供たちに定着させていきたいと思っているので、よかったと思います。

授業者に授業ふりかえりインタビュー

活発な意見が飛び交い、助け合う雰囲気が醸成されている6年3組。吉冨先生にプログラミング教育に関する考えのほか、学級経営において心がけていることについてもお聞きしました。

ー「プログラミング教育」についての先生の率直な意見をお聞かせください。

3年前、プログラミング教育の導入について聞いたときは、「プログラミング的思考」を育てる授業のというのがどんなものなのか、いまいちピンとこなかったのは正直なところです。表やグラフといったものと同じように、コンピュータというひとつの手段としてプログラミングもあるという考え方や、「こうしたらこうなる」という「順序」の概念を養うのだということを知っていくうちに、腑に落ちました。様々な機器がプログラミングで組まれていることを子供たちが実感して、仕組みについて予想したりする力が育ってほしいと思って取り組んでいます。

ー「プログラミング的な考え方」を、普段の授業の中でも意識して指導しているのでしょうか?

国語でいうなら、接続詞に着目させた指導でしょうか。段落をバラバラにしたものを用意して、どんな順番になっていたかを考えさせる、ということです。「最適解を求めるために物事を順序よく並べる」という思考法が身につけば、勉強だけでなく、どんな場面でも役に立ちますからね。

ー吉冨先生は教員4年目とのことですが、ファシリテーションスキルは目を見張るものがあるように思いました。心得などを教えていただけますか?

吉冨教諭
学級づくりの工夫について話してくれた吉冨先生

子供たちには、自分たちでクラスをつくっていくんだという意識をもってもらいたいと思っているんです。そのためには、 指示するのではなく、常に「どうしたい?」と子供たちに問いかけるように心がけています。授業でも、「そうなの?」「どうしたいの?」と必ず問い返します。

教師は子供の考えを引き出す手助けをする役割です。1年間意識してやってきて、クラスの雰囲気がだいぶ変わったように思います。お膳立てして整えてやるのではなく、欠けた部分をあえて掲示し、自ら考えさせることが大切だと考え、実践しています。

ー友達の発言を聞いているときの反応の声が、子供たちの間から自然と湧き出てくるようで驚きました。どうしたらこんなクラスになるのでしょう?

いつもはもっと反応しているんですよ(笑)。学年全体では、「拍手がレベル1」、「いいね!の言葉がレベル2」など、こんな視点で反応できるといいよねというのを揃えています。質問したり、アドバイスするとレベルが上がっていきます。

クラスづくりとしては、一学期は「聞く雰囲気をつくる」、二学期は「伝え方を工夫する」というのをクラスのテーマとしました。相手の問いかけに反応する場合としない場合の感じ方の違いを試したロールプレイをしたりして。

今は、「反応の達人プロジェクト」という活動をしています。こんな反応いいんじゃない?というアイディアを書いたものを、設置してあるボックスに入れ、集めて掲示します。あくまでも教師からの強制ではなく、自主的な活動であることが大事ですね。

指導案(1)
指導案
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指導案(2)
指導案
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取材・写真・文/みんなの教育技術編集部

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