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  4. 第31回探究チャレンジ(数学×情報)教科横断

11月7日(木)1年生の数学の授業で探究チャレンジが行われました。今回のテーマは「仮説検定」を使ったデータ分析で、数学と情報の横断的な学びに挑戦しました。身近なじゃんけんを題材に、仮説を検証する方法についての理解を深めることが目的です。

授業の流れ

授業では、まずじゃんけんの勝率について考えました。通常、じゃんけんの勝つ確率は3分の1とされますが、「勝負が決着するまでの過程」を考えると、無限等比級数の考え方から2分の1に収束する可能性があると説明されました。

生徒たちはグループに分かれ、グループ内一番じゃんけんで勝利した「じゃんけんチャンピオン」を決めました。次に、生徒たちは「じゃんけんチャンピオンが30回中、何回勝てるか」について予測を立てました。その後、各グループのじゃんけんチャンピオンが30回じゃんけんを行い、何回勝利するかを記録しました。最後に仮説検定の考え方に基づいてその予測を検証しました。

結果と考察

30回のじゃんけんで、最高で22回勝利した生徒が現れました。この結果は数学の教科書にあるデータと照らし合せると上位5%に位置し、非常に稀なケースといえることがわかりました。一方で、わずか8回しか勝てなかった生徒もおり、こちらもまた珍しいケースとして認識されました。こうした分析を通じて、生徒たちはデータに基づいた「偶然」と「実力」の違いについて考察を深めました。

生徒の感想

振り返りのアンケートからは、以下のような意見が集まりました。

  • 「自分の予想と違う結果が出たのが面白かった。19勝では「じゃんけんが強いとは言えない」とい結論が意外だった。もっと多くのデータでやってみたい」
  • 「思った以上に勝率が低かったり高かったりする人がいて、データ分析の面白さを感じた。」
  • 「2年次の課題研究にもつながる考え方が学べたので、今後もこの視点を大事にしていきたい。」

まとめ

今回の探究チャレンジを通じて、生徒たちは数学と情報の境界を超えた学びを体験し、データに基づいた仮説検証の重要性を実感しました。このような学びは、来年度の課題研究にも必要とされる考え方であり、1年次から貴重な経験を積むことができました。生徒たちは、これからも探究学習を通じて論理的な思考力と問題解決能力をさらに磨いていくことでしょう。

このような授業を通して、数学や情報に対する興味を高め、次なる学びへの意欲を育む機会となりました。