| 科目名 | アルゴリズム |
| 項目名 | データの型とデータの構造 |
| 本時の目標 | 論理的なデータ構造について学習を行ない， それぞれの特徴，及びどのような手法で実現されるかを理解させる． |
| 評価方針 | 「二分木・完全二分木実装方法演習プリント」では
合否判定を，
「二分探索木・スタック・キューの実装」については，
4段階評価を行なう．
全課題について，試験時までに合格となっていることを 求める． |
| 評価基準 | 完全二分木は，親子関係を式として表わしている事を
合格条件とする．
4段階評価を行なうものは，「記述した手続きに 従うことで目的の結果を得られる事」を合格条件とし， 具体的な評価としては，設計理由が明確であること， 適切であること，効率の良さに着目する． |
| 時間 | 段階 | 学習活動 | 学習形態 | 指導上の留意点 | 評価 | 資料 |
| 第
８ 時 50 分 |
導
入 ５ 分 |
１．配列・リストについて， それぞれのデータの扱い方を確認する．(5分) | 一斉 | 論理的なデータ構造を実装する際の基礎部分となるので，
実装時に要求される内容を主に確認する．
特に，ポインタについて確認を行なう． |
観察
・ 発表 |
|
| 展
開 42 分 |
２．根付き木について解説を行ない， その過程から木構造で用いられる用語を 理解させる．(10分) | 一斉 | 木構造内での用語が，現実の世界でも類似した意味で 用いられていることを理解させる． | 観察 | ||
| ３．二分木について，その特徴・制約条件・ 用途について簡潔に扱う．(8分) | 一斉 | 制約条件からどのような特徴を見いだすことができるのか，
理解させる．
データ構造は後程扱うため，概念の理解にとどめる． |
観察 | |||
| ４．完全二分木について， その特徴・制約条件について簡潔に扱う． (8分) | 一斉 | 制約条件を明確にすることを目的とする．
配列で用いた時の親子関係は，学習活動５で扱う． |
観察 | |||
| ５． 二分木，完全二分木の 実装方法を考察．(16分) | 個人 | リストの応用から，二分木を考えさせる．
それぞれを実現するためには，どのようなデータ構造に
すればよいのかを考察する．
|
観察 | 二分木・完全二分木実装方法演習プリント | ||
| ま
と め ３ 分 |
６． 木構造の確認． 次回の授業の連絡．(3分) | 一斉 | 木構造内での用語を学んだことを確認する．
次回，二分木に更に制約を加えた二分探索木を取り扱うことを伝える． 二分木・完全二分木実装方法演習プリントを回収する． |
観察 |
| 時間 | 段階 | 学習活動 | 学習形態 | 指導上の留意点 | 評価 | 資料 |
第
|
導
入 ５ 分 |
７．前回の復習として，木構造で用いられる用語， 及び二分木の復習を行なう．(5分) | 一斉 | 二分木を生成する際の制約条件に，特に注意する． | 観察
・ 発表 |
|
| 展
開 40 分 |
８．二分探索木について，目的，特徴，利点等を 理解させる．(5分) | 一斉 | この後演習を行なうため，内容は 新しい制約条件程度にとどめる． | 観察 | ||
| ９．二分探索木内の要素の探索方法を考察する．(7分) | 個人 | 例となる二分探索木を示し，ある要素がその中に
含まれるかどうかを調査する方法を考察させる．
ルートの与え方による調査効率への影響も理解させる． |
観察 | 二分探索木の例 | ||
| 10．二分探索木へのノード追加方法を 考察する．(6分) | 個人 | 二分探索木の条件を満たすようなデータの追加方法を考えさせる． | 観察 | 課題プリント
(二分探索木の操作) 〔解答例〕 | ||
| 11．グループ毎考察した方法をまとめ， フローチャートとしてその手続きを示す．(6分) | グル
ー プ |
方法論でばらつきがでた場合は，その異なる意見も 分かる形でアイディアをまとめておく． | 観察 | |||
| 12．各グループが考えたアルゴリズムの中から， 数種類のアルゴリズムをとりあげ， 評価を行なう．(10分) | 一斉 | 異なった方針の数だけ，取り扱うように配慮する．
時間が十分取れない場合は，一般的な方法と， 教員が興味をもった方法について取り上げる． |
観察
・ 発表 |
|||
| 13．二分探索木のノード削除方法を 把握する．(6分) | 一斉 | 削除方法の演習には十分な考察が必要であり，かつその細かい処理手順を 全員が記述するのは困難であると思われるため， アルゴリズムの大まかな流れを，参考として紹介する程度にとどめる． | 観察 | 二分探索木のノード削除方法 | ||
| ま
と め ５ 分 |
14．今まで扱ってきた木構造について，
再度確認．
次回，スタックとキューについて 学習することを伝える．(5分) |
一斉 | 各制約条件と，それを満たすための操作手法について扱ったことを 確認する． | 観察 |
| 時間 | 段階 | 学習活動 | 学習形態 | 指導上の留意点 | 評価 | 資料 |
第
|
導
入 ５ 分 |
15．スタックとキューの簡単な紹介を行なう．(5分) | 一斉 | スタックとキューについて，現実社会の
データの扱い方を基に簡単に紹介を行なう．
本時に扱う内容の紹介，という位置づけで行なう． |
観察 | |
| 展
開 44 分 |
16．スタックと， その特徴・活用例について扱う．(8分) | 一斉 | スタックがLIFOであることについて，
その意味を理解させる．
基本的なデータの操作方法については， 実装を考慮に入れつつ説明を行なう． |
観察 | ||
| 17．キューと， その特徴・活用例について扱う．(8分) | 一斉 | キューがFIFOであることについて，
その意味を理解させる．
基本的なデータの操作方法については， 実装を考慮に入れつつ説明を行なう． |
観察 | |||
| 18．スタックを，リストを用いて実装(14分) | グル
ー プ |
実装方法は一通りではないことを理解させる．
処理の目的・操作後の状態を把握させた上で 作業を行なわせる． 作業が終わったグループは，プリントの残りの3題を 取り組ませる． |
観察 | 課題プリント(スタック・キューの実装) 〔解答例〕 | ||
| 19．スタックを，リストを用いて実装する 方法を確認(14分) | 一斉 | 作業が終わったグループから，
板書を行なってもらう．
各々の解答を示してもらうことで， グループ毎の意見を交換し合う． 要求内容が十分に伝わらないまま時間が 過ぎたグループに対しては，作業方針を示すことを目的とする． |
観察
・ 発表 |
|||
| ま
と め １ 分 |
20．次回，引き続き作業を行ない， 討論を行なうことを伝える．(1分) | 一斉 | スタック・キューについて 十分な理解をしていない人については， 質問等を行なうことで， 理解度を深めておくように連絡をする． | 観察 |
| 時間 | 段階 | 学習活動 | 学習形態 | 指導上の留意点 | 評価 | 資料 |
第
|
導 入 １ 分 |
21．前回に引き続き， スタック・キューをリスト・配列で実装する作業を 行なうことを通知する．(1分) | 一斉 | 討論会を行なう時間のメドを，合わせて通知する． | 観察 | |
| 展 開 42 分 |
22．キューのリストによる実装 (10分) | グル
ー プ |
実装方法は一通りではないことを理解させる．
処理の目的・操作後の状態を把握させた上で 作業を行なわせる． |
観察 | 課題プリント(スタック・キューの実装) 〔解答例〕 【配布済】 | |
| 23． スタック・キューの配列による実装 (22分) | ※20同様
キューを配列で実装する際に困難となる点を， 実装過程の中から発見させる． |
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| 24．スタック・キュー実装方法の 討論会(10分) | 一斉 | 各項目毎，作成が終わったグループに板書を求め
(特定グループの負担にならないように配慮する)，
その内容を基に，配列・リストを用いる際の利点・欠点を
確認する．
討論時に，各グループが作成した内容を修正する場合は， 別の色を用いるように注意する． |
観察
・ 発表 |
ま と め ７ 分 |
25．データを効率よく扱うための 構造は複数提案されており， 状況に応じた選択の重要性を理解させる．(7分) | 一斉 | 個々のデータ型について， どのような場面で有効であるかの一例を 再度確認する． | 観察 |