高 1: 情報 I で基礎を学ぶ

高校の情報は、中学校の技術・家庭科(技術分野)の「情報の技術」の続きです。中学校では、センサーで測った値で機械を動かす、計測・制御のプログラミングを学びます。今の学習指導要領では、ネットワークを使った双方向性のあるコンテンツのプログラミングも加わりました。

たとえば「室温が 28℃を超えたら扇風機を回す」が計測・制御の考え方です。情報 I では、これを土台に、関数でプログラムを整理したり、ほかのプログラムが用意した機能(API)を呼び出したりします。気象データのような、実際のデータを扱うプログラムも書きます。

授業で使うプログラミング言語は学校によって違います。大学入試センターの資料は、同じ手順を Python、JavaScript、VBA、Scratch で書き比べています。Scratch はブロックを組み立てて書く言語です。中学でブロックの形しか使っていなくても、考え方は同じです。

情報 I のプログラミングでは、変数、条件分岐、繰り返しから始めて、配列や関数へと進みます。学習指導要領の解説は、気象データなどを使って、合計・平均・最大値・最小値を求める活動を例に挙げています。探索や並べ替えといった、決まった手順(アルゴリズム)も学びます。

下の例は、1 週間の最高気温から、いちばん高い値を探す Python のプログラムです。1 日目の値を仮の最大にして、2 日目から順に比べ、大きい値が出たら入れかえます。たった 6 行ですが、変数・繰り返し・条件分岐・配列がすべて入っています。

同じ手順で、部活の記録の最高や、テストの平均も求められます。データが 7 個でも 7 万個でも、プログラムはほとんど変わりません。手で数えると大変な作業を、まちがえずにくり返せるのがプログラムの強みです。

プログラミングの後には、モデル化とシミュレーションも学びます。解説は、金利の計算や人口の増減、インフルエンザの流行などを式で表し、条件を変えて試す例を挙げています。コンピュータを使う場合と使わない場合の両方を体験し、モデルが違うと結果も変わることを確かめます。

情報 I を 1 年で学ぶ場合、授業は週に 2 回ほどです。単位数や学ぶ学年は学校によって異なります。下の図は、高 1 の 1 週間の例です。

授業で書いたプログラムは、その日のうちにもう一度打ち直すと身につきます。うまく動いたら、数字を 1 つ変えて、結果を予想してから実行してみてください。予想と結果が違ったところに、まだ分かっていない点があります。

数学 I の「データの分析」とも内容が重なります。平均や分散を数学で手計算し、情報で表計算ソフトやプログラムを使って求めると、両方の理解が深まります。