Scratchで正多角形を描く その1

プログラミング教育

2020年4月から始まる、小学校におけるプログラミング教育の必修化について、実際にどんなことをやるのか、試してみました。

小学校5年生 算数 の課題

小学校5年生の算数の授業で、正多角形を作図する課題があります。これをプログラミングでやりましょうといものです。

学習指導要領で該当の箇所を見ると、以下のような記述になっています。

B 図形
 (1) 平面図形に関わる数学的活動を通して,次の事項を身に付けることがで きるよう指導する。
  ア次のような知識及び技能を身に付けること。 
   (ア) 図形の形や大きさが決まる要素について理解するとともに,図形 の合同について理解すること。
   (イ) 三角形や四角形など多角形についての簡単な性質を理解すること。  
   (ウ) 円と関連させて正多角形の基本的な性質を知ること。 
   (エ) 円周率の意味について理解し,それを用いること。 

「小学校学習指導要領(平成29年度告示)」から引用

ここで、ポイントになるのは、外角の和が360度であるということです。公式として覚えるのは中学生になってからですが、性質としてのそのようになると理解できればと良いということになります。
また、この学習の前提として、座標の概念を理解している必要があります。プログラミングで画面に描画する際、縦軸(Y座標)と横軸(X座標)を相対的に動かすことで実現しています。小学校では座標という言葉は習わないですが、距離や位置関係は5年生になる前に学習済みですので、その辺りの知識をもとに理解してもらう必要があります。

Scratchのインストール

Scratchは、ブラウザからも利用できます。開発しているMITメディアラボもブラウザを利用することを基本としているように見受けられます。

ただ、実際の学校教育では、アプリケーションをダウンロードして、各パソコンにインストールして使うようになるのではないでしょうか。インターネット環境は、予算がだいぶ投入され整備されているので、その辺は問題ないと思いますが、ブラウザ上で動かすには、アカウントを作る必要があります。かなり高いレベルで個人情報の取り扱いなどが求められる学校教育の現場では、難しいのではないかと思います。

ということで、スタンドアロンで使う方法を記載します。
といっても方法は簡単です。以下のようにダウンロードして解凍して起動するだけです。

  1. Scratchのサイト(https://scratch.mit.edu)へ行き、下部(フッター部分)にあるサポート欄からダウンロード画面を開きます。
  2. OSを選択してダウンロードする。初期値でお使いのOSが選択されています。
    この投稿を記載時点の最新版では、Windows,macOS,ChromeOS,Andoroidで利用可能です。
  3. 圧縮ファイルになっているので解凍し、各OSの流儀に従ってインストールします。

macOSだと左図のようにApplicationsフォルダにドラッグ&ドロップだけでOKです。初回の起動時にセキュリティに関するメッセージが出ますので、確認の上、起動します。

Scratchのバージョン1系、バージョン2系は、Adobe社の「Adobe AIR」というミドルウエアが必要でしたが、最新のバージョン3系では不要になっています。

Scratchの準備

まずは、実際の正三角形を描くことを例にして、Scratchの基本的な使い方を紹介します。

まずは、Scratchに線を描画する「ペン」という機能を追加する必要があります。
以前のバージョンでは、「ペン」機能は初めから表示されていしたが、新しいバージョンでは、追加機能の一部となっていました。

以下のようにして追加します。

1.起動後、画面左下の「拡張機能を追加」するボタンをクリックします。

2.拡張機能を選ぶ画面が表示されるので、ペン機能をクリックして、選択します。

3.ペン機能が追加れたことを確認します。

Scratchで正三角形を描く

ペンを使って、正多角形を描く準備ができましたので、実際にプログラミを作ります。
まずは、使い方を覚える意味で、正三角形を描きます。

正三角形は、内角が120度の、同一の長さがある3つの辺を持つ図形ですので、以下の手順で描くことができます。

  1. 直線を描く。
  2. 120度回転する。
  3. 前項1と同じ長さの線を描く。
  4. 120度回転する。
  5. 前項1と同じ無さの線を描く。

実際に、Scratchでプログラムを作成します。
まずは、前項の手順にはありませんが、以下の図のように、準備として「ペンを下ろす」を配置します。

前項の手順通りにブロックを並べていきます。ブロックを並べたら、下の図のように、動かす歩数と角度を入力してください。動かす歩数は任意で構いませんが、角度は外角を表しますので、正三角形の場合は、120度です。

最後の「120度回す」は、正三角形を描くだけですと不要ですが、処理が終わった後、元の方向を向いていて欲しいので、正三角形の頂点の分、回転させて元の方向を向くようにしています。

実際に実行すると、以下のようになります。

これで、正三角形を描くことができました。

ただ、これでは、正三角形の描き方を詳細に手順化したに過ぎず、学習指導要領に記載されている正多角形の性質を理解できるというよな狙いは達成できていません。

「Scratchで正多角形を描く その2」で、正多角形を描くことができるプログラミング例を記載します。

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