社会と情報実践報告

統計を活用した問題解決学習
実践報告～ Python を利用して～二松学舎大学附属柏中学校・高等学校■１阿部百合先生

ねらい

科目：社会と情報（1 年生 2 単位）
内容：統計を活用した問題解決，
プログラミング
クラス：4 クラス 各 40 名
時間：5 時間
時期：12 月

２．生徒が必要性や状況に応じて臨機応変に ( 紙と鉛

本校では，高校 1 年次に「社会と情報」として 2

筆 / コンピュータどちらを使うのか，ICT 機器を使単位で「情報」を学習している。生徒は文系の進路

う場合どのアプリケーションを使うかといった ) 道を選択する者が大半である。校内はインターネット具の使い分けができるようにすべきであることを理環境完備，生徒 1 人に 1 台のタブレットを 3 年間貸解する

与，Google アカウントを配布している。タブレット

この目標を達成するため，計算は表計算ソフトや Google アカウントは情報の授業以外でも活用してウェアや電卓で行うものであるという生徒の先入観いる。情報の授業では，基本的に実習と教科書に沿っを打破し，プログラミングでも計算できることを実た理論を並行して実施している。2018 年度の実習で感させる。また，小テストを入れることで限られたは 1 学期に動画作成，2 学期前半は Excel を使った計時間内に求められた成果を出すために生徒一人ひと算やグラフ処理を行った。統計を活用した問題解決のりにとって最適な手法を考えさせ，選択させた。

学習は，2 学期の統計理論と Excel の実習を終了した

本実践のねらいは，生徒が日常の身近に現れる様々2 学期最後の 2 週間を使って実践した新しい試みであな問題に対して「解決してくれるように誰かに不満をる。なお「数学Ⅰ」で「データの分析」は未習の状態言う人」ではなく，「データを使って相手を説得するで実施した。

根拠を示し解決に向けて自ら行動を起こしていく人」

本実践は①統計的推測を学び，②実社会でどのようになるよう，態度の変化を促すことである。に使われているか，③生徒ら自身も問題解決に統計分■２

析を活用してみる 3 ステップで構成されている。

準備■必要なハードウェア
・パーソナルコンピュータおよびインターネット環境■必要なソフトウェア
・Python（Anaconda パッケージを使って入れるとライブラリの利用が簡単であった。）
・Python が使える環境（本実践では Python の使い方を目的としていないので，ラインエディタ（shellに直打ちすれば不要），スクリプト使用，コマンドプロンプトもしくは shell が使用できれば十分である。開発環境は使用しない。）▲実践の初回に，生徒に示したスライド■使用した Web 環境

本実践の目標は，以下の２点に要約される。

・Google フォーム（毎時間の確認小テストに利用し１．生徒が統計データの利便性や有用性を理解するた。紙媒体やほかのアプリで代用可能。）

この目標を達成するため，限られた時間の中で，・Google スライドとそのビジネステンプレート（別記述統計と推測統計，代表値 ( 最頻値・中央値・平均・のスライド作成アプリやテンプレートで代用可能。
）

分散・相関係数 )，グラフの種類とその特性を学び，■前提環境

具体的な統計データからデータの特徴や傾向を読み・生徒一人ひとりの Google アカウント（小テストや解き，Python や表計算ソフトウェアを使った統計発表資料をプリント教材や他のものに代替する場合は処理を実習した。

不要。）

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■３

実践内容

③統計量の表現方法と活用事例

本実践は科目「社会と情報」の問題解決学習の一環メディアリテラシーを主眼とした。前回学んだ代表として行った。また，「数学Ⅰ」との教科横断の連携値を確認したのち，平均が同じでも分散が異なるとそを意識した授業展開を行った。単元の授業計画はのデータの集まりにはどのような違いがあるか，小テ①統計とは何か

ストの点数やチームの打率，沼の魚の体長を使って考②代表値とその性質えさせた。また，実際のニュースで使われている円グ③統計量の表現方法と活用事例

ラフや棒グラフを見せ，その表現方法が適切かどうか④データ収集と分析注意深く見るように促し，同じ数値でも表現によって⑤分析結果による提案の発表印象を大きく変えられていることを感じさせた。の計５時間であった。
④データ収集と分析
5 ～ 6 人で１つの班とし，班ごとにテーマを決めて①統計とは何か
統計で使われる基本用語と記述統計，推測統計とい分析を実施した。日常生活で不便に思っていることやう考え方を示し，具体的な例として「打率」はどのよ気になっていることについてアンケート調査や統計局うな統計量なのか等を Google フォームで作成した小からの生データを集めさせ，分析させた。スクールバ

テストにより確認させた。

スがいつも混んでいて座れない，化学の時間に寝ている人が多いといったことから，それがなぜ起こっているのか，どうしたら改善されるのかをデータの裏付け②代表値とその性質平均，分散，レンジ，最大値，最小値，最頻値，中によって効果を示し，改善案を提示させたかった。残

央値を「数学Ⅰ」の側面から解説したのち，具体的念ながら時間が足りず，実態調査止まりのアンケートな数値データを処理することで理解を深めた。数値やデータ収集を分析しただけの班が大半であり改善案データの処理においては，全員が Python を利用した。の提示までたどり着けなかった。

Windows PowerShell を起動し，「Python」と打ち込ませるだけで Python が使える。また，Anaconda の⑤分析結果による提案の発表

パッケージにより統計処理のためのライブラリ

発表資料にはこちらから Google の「スライド」を

statistics や math が import 文を一行書くだけで使え用いたテンプレートを各班に Google Classroom をるので，生徒もほぼ問題なくすぐ Python を使うこと使って配布したことで発表資料や内容に大きく差はでができていた。プログラムは一行ずつベタ打ちさせ，なかった。スライドの編集には共有機能を使い，同時サンプルコードはスクリーンに映した。また，スペルに複数人でスライドを編集したことで作業効率が格段

ミスをすると赤字でエラー文がでるため生徒自身が間にあがっていた。また共同編集により手持ち無沙汰に違えたことに気が付けるようになった。マウス操作なる生徒が著しく減ったという副次効果もあった。発が苦手で Excel でオートフィルを使うのに手間取る生表資料には，データをどのように集めたか，サンプル徒が多い中で，かえってキーボード操作だけで済む数はいくつか，どのようなツールを使って分析したか，Python は生徒にとって扱いやすい部分もあったよう分析結果を図や表，グラフを使って示すことを条件とで驚いた。

した。2 時間ですべての班（班の数，生徒人数，クラ▲授業時の教室前方スクリーン

2▲生徒の使用するコンピュータの間にもモニターを設置している

2

ス数を明示すること）が発表までできたことの理由は，のでもう少し復習したかったです。

班員の中で Google の「スライド」等の情報ツールを・Excel や Python で計算ができることを知れてよかっ使った資料作成の連携や Python 等のデータ分析ツーたです。

ルの活用が完璧ではないにせよある程度できていたか■評価のポイントらだといえる。

生徒には毎時間，授業の最初にその時間の評価基準を示した。たとえば，統計とは何かを学ぶ回では最後①～③は個人で取り組み，クラスのほかの人の回答の小テストの得点率で４段階評価することを伝えたうを共有することで振り返りも行った。④では協同学習

えで講義を行った。また，技能の面に主眼を置くのでとした。

はなく計算して得られた数値の意味を理解しているか，に重点を置いた。そのため計算が必要な小テスト■４や集めたデータの分析場面においてその手段を限定し結果と反応なかった。具体的には与えられたサンプルの標準偏差■成果と課題成果を求めるときに，紙と鉛筆で計算する者もいればタブ・ニュースや Web で見られるグラフをうのみにしてレットの電卓を利用する者，パソコンで Excel を利用はいけないことを理解させた。

する者，Python で計算する者もいた。

・テストの結果では平均点ばかり気にする，偏差値が何を意味しているかわからずに模試を受けていた，■５

生徒の意識を少し変えることができた。

⑴

参考資料

・データ処理は Excel だけでなく，プログラミングな馬場真哉（2018）『Python で学ぶあたらしい統計学の教科書』翔泳社

どいろいろな手段でできることを体感させることが⑵

デレク・ロウントリー著，加納悟訳（2001）

できた。

『涙なしの統計学』新世社

課題⑶

教科書『新版数学Ⅰ』実教出版

・内容に対して授業時数 5 時間では足りなかった。

⑷

高等学校学習指導要領解説情報編 H22.1，H30.7

Python を使う時間，集めたデータの分析時間，相⑸

阿部百合，神奈川県情報部会 2018 年度実践事例

関関係に関する時間の最低 2 時間追加で必要であっ報告会（2018）発表資料，補足資料

た。

http://www.johobukai.net/20181227/index.html

・データの分析時間が少なく，「スライド」のグラフ作成ツールに頼る班が多かった
・データ収集の方法，分析手法をもっと検討させたい・課題の発見から改善提案，その実施とさらなる改善案の提案までの一連の流れを実践できるようにした
い（今回は改善提案までであった。
）
・「数学Ⅰ」との連携を強固なものとし，数学でどこまで学び，情報でどこまで実践するかを明確にしたい。すでに，次年度は教科横断型学習を実施するようシラバスも見直している。
■学習者の反応
２学期期末考査の際に生徒から得られたコメントの一部を以下に挙げる。
・班の人と協力できた。もう少し発表する日を遅くしてほしかった。発表する日がはやすぎて細かくまとめられなかったところがあった。
・Python が楽しかった。
・パイソンの使い方が最後までいまいち慣れなかった

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