ライフゲーム

アルゴリズムを考え、シミュレーションしよう。

科目の中の位置づけ

情報の科学（２）イ問題の解決と処理手順の自動化
情報の科学（２）ウモデル化とシミュレーション

実習内容

ねらい

　周囲の状況の影響を受け、セル（細胞、生物）が生きたり、死んだりしていく様子をシミュレーションしたライフゲーム（コンウェイ（イギリス、数学者）が１９７０年に考案）を題材にし、モデル化とシミュレーションについて理解する。

実習に必要なもの

作業用プリント（下記の課題ファイル例中にプリントの例があります。）

課題用ファイルの例
　課題用ファイルの例を作成しました。
　表示するときは、下記のファイル名をクリックしてください。
　　

"lifegame.xls" Excel 97-2003ブック（52KB）
　保存する場合は、表示した後、［ファイル］→［名前を付けて保存］してください。

授業プリント例 　授業用プリント、確認テスト、評価規準の例を作成しました。
　　

"17_lifegame.doc" Word 97-2003文書（42KB）

ライフゲームの規則

（１）セルは、細胞または生物を表し、数字の１は生、０は死の状態を示す。
（２）ゲームは、世代交代を繰り返して進んでいく。
（３）あるセルの周囲の状態が、次の世代におけるそのセルの生死を決定する。
（４）生死の決定は、次のように決定する。①　１つのセルは、周囲８個のセルに囲まれていて、現在生きているセルの周囲８個のセルのうち、生きているセルの数が、２個か３個の場合、そのセルは次の世代に生存する。
②　現在生きているセルの周囲８個のセルのうち、生きているセルの数が、０個、１個、または４個以上の場合、そのセルは次の世代で死亡する。
③　現在死亡しているセルの周囲８個のセルのうち、生きているセルの数が、３個の場合、その死亡しているセルは次の世代で復活する。

実習方法

規則を読み理解する。
規則を分かりやすく、書き直す。
書き直した規則にもとづき、手作業でシミュレーションする。
コンピュータを用いてシミュレーションする。

時間配分　１００分

時間配分	生徒の動き	教師の動き
１０分	学習内容モデル化とシミュレーション	モデル化の方法（例.ライフゲーム）。作業プリント配布。実習方法の説明。
１０分	実習内容規則を読み理解し、分かりやすく書き直す。	巡回し、補足説明。書き直した規則を提示例．（１）あるセルの周囲の生きているセルの数を数える。（２）その数が２個のとき、あるセルの生死の状態は現状のまま。（３）その数が３個のとき、あるセルの生死の状態は生。（４）それ以外の数のとき、あるセルの生死の状態は死。
１０分	実習内容作業プリントの例について、次の世代を手作業でもとめる。周囲の生きているセルの数を数える。その数をもとにして次の世代のセルの生死を判定し、表を完成させる。	巡回、補足説明
１５分	実習内容コンピュータでシミュレーションする方法について考える。	使用するソフトは、表計算ソフトやプログラミング言語など何を用いてもよいとする。（課題用ファイル例は、基本的に表計算の機能のみで作成。）
５分	実習内容作業プリントの提出。コンピュータの終了。確認。	作業プリントの回収。本時のまとめと次時の予告。次回までに、構想を考えてくるように指示。
３５分	実習内容ライフゲームをコンピュータでシミュレーションする。	巡回、補足説明。
１０分	実習内容制作物の完成制作物を相互評価。	巡回。
５分	実習内容制作物の提出。コンピュータの終了。確認。	制作物の回収。本時のまとめと次時の予告