高等学校

第２学年

情報科

学習指導案

「データサイエンス入門」（1 単位）
期 ⽇：2023 年 12 ⽉ 18 ⽇（⽉）
時 間：第 3 校時（11:15〜12:05）
対 象：第 2 学年 E 組⽣命科学コース 21 名
学校名：清⼼⼥⼦⾼等学校
場 所：普通教室棟 3 階 ⾼ 2E 教室
授業者：坂部 ⾼平
１ 単元名「データの活⽤」（参考教科書）「最新情報Ⅰ」（実教出版）（参考図書）「絵と図でわかるデータサイエンス」上藤⼀郎著（技術評論社）「完全独習統計学⼊⾨」⼩島寛之著（ダイヤモンド社）「エピソードで学ぶ統計リテラシー」⼭⽥剛史/⾦森保智編著（北⼤路書房）「⽂系でも仕事に使えるデータ分析はじめの⼀歩」本丸諒（かんき出版）

２ 単元の目標(1) データを表現，蓄積するための表し⽅と，データを収集，整理，分析する⽅法について理解し，技能を⾝に付ける。
(2) データの収集，整理，分析及び結果の表現の⽅法を適切に選択し，実⾏し，評価し改善する。
(3) 問題の発⾒や解決にデータを活⽤するために，適切なデータの選択や，分析の仕⽅，解釈の仕⽅について，粘り強く取り組み，試⾏錯誤を通じて改善しようとする。
３ 単元の評価規準
知識・技能

思考・判断・表現

主体的に学習に取り組む態度

データを問題の発⾒・解決に活⽤必要なデータの収集について，選情報社会の中でのデータと⼈とのするために，データの収集，整理， 択，判断し，⽬的に応じて適切な関わりについて考えながら，問題分析の要点を理解し，データの特データの整理や変換の⽅法を判断の発⾒・解決に向けて主体的にデ徴を表す指標と，その評価についすることができる。また，その結ータを活⽤するために，適切なデて理解している。

果について多⾯的にアプローチータの選択や，分析の仕⽅，解釈し，可視化を⾏うことにより，デの仕⽅について試⾏錯誤し，粘り「質的データ」と「量的データ」のータに含まれる傾向を⾒いだすこ

強く取り組んで改善しようとして性質や扱い⽅の違いを理解した上とができる。

いる。

で，データの内容や形式を踏まえて処理する技能を⾝に付けていデータの傾向に関して評価するたる。

めの客観的な指標を選択して利⽤し，⾃⾝の考えを基にした適切なデータの特徴と⽬的に応じた基礎解釈を⾏うことができる。

的な分析及び可視化の⽅法を理解するとともにその技能を⾝に付けている。
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４ 指導観(1) 単元観
情報社会のさらに先の社会においては，モノのインターネット(Internet of Things=IoT)によるつながりとデータ収集が進む。現実社会のあらゆるものがセンサーなどでインターネットとつがなるので，その情報量は⾶躍的に増⼤し，その処理は⼈の能⼒を超えたものになるものと考えられる。そこでその処理のために⼈⼯知能(AI)の活⽤が進む。それだけでなく，AI ツールが⾝近な道具として休息に広がりを⾒せている現在，それら社会を⽀えるしくみについて，その構成員が無知でいてよいはずはない。情報が経済的な発展の道具から，環境⾯や⼈の暮らしを含めた社会基盤を⽀える道具になる世界での活躍が期待される世代に向けて，統計に関する内容を中⼼に扱う中で，データの利活⽤に関する科学的な知識や理解を促し，問題の発⾒や解決に向けて適切な⼿法でデータを⼿に⼊れ，それを効果的に⽤いる技能と，それをさらに粘り強く改善していく姿勢を養うことを⽬指す。
(2) 教材観学校設定科⽬であり，教科書の内容を扱う科⽬にはなっていないので，教材はオリジナルで作成したものを使⽤する。ただし，情報科の科⽬「情報Ⅰ」の内容の⼀部も扱う必要があるため，「情報Ⅰ」の授業と連携する。本単元はデータの活⽤がテーマであるため，統計に関する内容が中⼼である。ICT 機器やそれを利⽤するアプリケーションはあくまでも道具であり，今⼿にしている道具を効果的に利⽤していくための基本的な知識・技能と，それを⾃分⾃⾝で必要に応じて発展させることのできる基礎となる論理的な思考を可能とするように理解を深めてもらうことを意識する。今年度から⾼校⽣は全員が ICT 機器としての同⼀機種の PCである Chromebook を⼿にしており，校内においていつでもどこでもインターネットに接続された同じ道具を利⽤できる環境が整った。データサイエンスについて考え，学んでいく上で表計算は避けて通ることのできないものツールであることもあり，実習は Google スプレッドシートを利⽤したものを中⼼に授業を展開する。教材のやりとりについては Google Classroom を利⽤し，オンラインでの⼩テストはほぼ授業ごとに実施して Classroom で返却し，ファイルによる課題提出を Classroom で回収することで，学習の過程が⾃動的にオンライン上に蓄積されて散逸しない状態で授業を進めている。
データの処理に取り組むにあたり扱うデータについては，模式的なものを準備して，その処理のしくみの根本的な理解を促し，その次の段階では公的な実際のオープンデータを⽤いた作業も取り⼊れ，データサイエンス，特に統計のことを⾝近に感じ，⾃分たちにも使うことができるものであり，有⽤な道具・⼿法であるという意識を持たせたい。
(3) ⽣徒観
全員が ICT 機器として Chromebook を⼿にして，各教科の授業でも利⽤されていることから，PC の操作に不安がある⽣徒は皆無である。特に，この授業対象となっている⽣命科学コースの⽣徒は，どちらかというと理系の科⽬や進路に興味をもつ⽣徒が多くを占めていることもあり，PC 利⽤にアレルギー反応を⽰すような⽣徒は⾒られず，課題にも⽐較的真⾯⽬に取り組んでいる。本単元も終盤となり，Google スプレッドシートを統計の道具として利⽤することに，⽣徒も少しは慣れてきたものと思われる。
本科⽬の授業時間内においては，個⼈作業においては各⾃が静かに取り組んでおり，ほぼ毎時間実施するオンラインによる確認テストにも真⾯⽬に取り組んでいるようすが窺える。グループワークを実施すると意⾒交換によって雰囲気が和み，お互いの情報交換，教え合い，助け合いの場⾯を作りやすいことから，協働による学習意欲の向上と技能習得の促進のため，要所においてグループワークを取り⼊れて学習効果の向上を図りたい。
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５ 年間指導計画における位置付け学年

第 2 学年（1 単位）「データサイエンス⼊⾨」

第２学年（1 単位）「情報Ⅰ」〔並⾏履修〕

単元名①データの活⽤（←本時の単元）①情報社会②モデル化とシミュレーション②メディアとデザイン③アルゴリズムとプログラミング③システムとデジタル化④ネットワークとセキュリティ主な内容①データの種類や分析の⼿法を知り，統計のための基礎技能の習得②モデル化の⼿法を知り，シミュレーションによる問題解決を考える④Python の基礎的な技能の習得と合わせたア
ルゴリズムの理解と体得

６ 単元の指導計画と評価計画
第⼀次 データ種類と特徴.......................................................................... 2 時間
指導計画

第⼆次 データの集め⽅と仮説 .................................................................. 2 時間
第三次 データとバイアス.......................................................................... 2 時間
第四次 データの可視化と代表値............................................................... 4 時間
第五次 データの分布と相関関係............................................................... 4 時間
第六次 データからの予測.......................................................................... 3 時間（第 3 時 本時）
第七次 データの倫理 ................................................................................. 1 時間

［第六次 指導計画］時★⽬標 ○学習内容 ・学習活動■評価規準（評価⽅法）★データの相関関係と回帰分析について知り，単回帰分析を⾏うことができる。
○相関関係と回帰分析について知る。
・政府統計のオープンデータを⽤いて，Google ス
第１時

プレッドシートで相関係数や決定係数を求め，散布図に回帰直線を描かせてみる。

■知識・技能スプレッドシート上で相関係数，決定係数を求め，回帰直線を描かせることができる。
■思考・判断・表現
相関のあるデータ間の因果関係を考えることができる。

★データの中から相関関係を⾒つけ出し，因果関係を考えて単回帰分析をすることができる。
・政府統計のオープンデータから複数の組合せを

第２時■知識・技能選び出し，Google スプレッドシートで散布図をスプレッドシート上で回帰分析をすることがで作成して単回帰分析を⾏う。

きる。
■思考・判断・表現
数あるデータの中から相関のあるものを適切に選択することができる。
■主体的に学習に取り組む態度
課題に粘り強く取り組むことができる。
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★データ間の因果関係を深く考え，要因の可能性を多⾯的に考えることができる。
○相関のあるデータから因果関係を確認する。
○地域に細分化したデータを元に地域差を考え，第３時︵本時︶さらなる要因を予想する。
・政府統計のオープンデータを⽤いて，Google ス■知識・技能スプレッドシート上でスムーズに複数の散布図を作成して⽐較することができる。
■思考・判断・表現

プレッドシートで複数のデータを⽐較し，地域複数のデータを⽐較し，因果関係を考察して複差の情報を加味して，追加要因を予想する。

数の要因の可能性を⽰唆することができる。
■主体的に学習に取り組む態度
データと知識を照らし合わせ，⽬的を達するために協働して粘り強く取り組むことができる。

７ 指導に当たって(1) 本単元第四次の⽬的は縮約の⽅法を知ることである。具体的には，グラフ化と各種統計量について，その種類と特徴を知って，適切なものを選んで提⽰することができることを⽬標とする。グラフについてはスプレ
ッドシートでいくつか作成をしてみることで，表とグラフの間のつながりを概ね把握させたい。ただし，箱ひげ図については現時点のスプレッドシートでは作成できないが，統計グラフとしては⾝につけておいてもらいたいため，⼿書きでの作成に取り組んでおく。統計量については，それぞれの意味するものをできる限りていねいに伝えることで，その必要性を把握できるように進めたい。
(2) 課題解決につながる思考法としての論理的思考・批判的思考・⽔平的思考の３つを養う授業展開を⽬指しているので，それらの思考を促す場⾯の設定を意識したい。⽣徒個⼈で作業や思考をおこなう場⾯において論理的思考を促すだけでなく，⽣徒同⼠での結果の共有と意⾒交換ができるように進めることで。批判的思考や⽔平的思考を促したい。

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８ 本時案（第六次 全 3 時間中の 3 時間目）
(1) 本時の⽬標◯政府統計のオープンデータを使った散布図の作成を通して，相関の強さとデータの分布との関係性をつかむ。
◯異なる視点から⾒たデータを⽐較することから，複数の要因の可能性を考え，多⾓的な視点をもってデータを⾒る重要性を知る。
(2) 本時の展開○学習内容 ・学習活動

・指導上の留意事項○相関と因果関係について振り返り，・相関関係について思い出時間

本時はデータの相関を⾒ながら追加
導⼊︵８分︶させる。の要因について考えることを知る。

■評価規準（評価⽅法）■知識・技能相関や線形回帰について理解している。

・オンラインで回帰分析に関する⼩テストをして復習する。
・本時のプリント配布
・アイスクリーム類消費⾦額と気温のデータの散布図を提⽰し，相関について確認する。
○政府統計のオープンデータから得た

展開︵４０分︶・消費⾦額上位の地域は， ■知識・技能

家計調査の⾷料品の品⽬別データのその品⽬の特産地であ・散布図を作成できている。

地域別消費⾦額ランキングを⽐較するものが多いことに気・相関関係が理解できている。

る。

づかせる。

・地域の地理的な位置関係が把握・提⽰された各品⽬の地域別棒グラフ

・机間指導する中で，必要できている。

を⾒て，上位に⼊っている地域の共に応じて⽣徒同⼠での■思考・判断・表現通性を考える。

相談を促す。

論理的に考えをまとめ，他者の意⾒も適切に受け⼊れながら，○他の例と異なる特徴をもつアイスク

・調査地域の地理的な位置

リーム類の消費⾦額で⾦沢市が上位関係も確認させる。になっていることから，地域別のデ個⼈及びグループで積極的に作・配付データを利⽤し，散布図を作成し・配付データにヒントとなて，その違いから地域差を考察する。

りうる他品⽬も含める。

・その他欲しい情報があれば，Web で・積極的に，⽣徒同⼠での・⽣徒が予想した要因を情報共有する。

る。
■主体的に学習に取り組む態度ータを確認する。

検索する。

情報をまとめることができてい業や議論ができている。

相談を促し，机間指導する。
・情報共有は共有ファイルを利⽤する。

まとめ︵２分︶○企業団体による調査報告を知る。

・データを利⽤した実際の・⼀般社団法⼈⽇本アイスクリーム協

報告書の例として報告会による調査報告書の存在を紹介す

書の内容を提⽰する。

る。
5(3) 板書計画（今回配付する授業プリント：A4 裏表 2 ページ）

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