マッディ市プロジェクト

概要

私たちの社会は、電話、エネルギー供給、コンピュータ、道路などの様々なネットワークで結ばれています。それぞれのネットワークでは、道路、ケーブル、無線などをどのように配置するかという選択が行なわれています。効率よくネットワークを組む方法を知ることは大切です。

教科学習との関連

・[量と測定]小3で学習する「キロメートル」に関連させて、身の回りの地域の地図を読んだり、最短の経路を考えたりします。

技能

• Problem solving 問題解決を行う。

年齢

• 9 歳以上

教材

• 子どもごとに必要なもの
  • ワークシート : マッディー市プロジェクト　PDF
  • おはじき、あるいは、厚紙を小さな四角に切ったもの（だいたい1人当たり40個）

• 発展と応用　PDF

マッディ市プロジェクト

導入
この活動では、コンピュータが現実世界の中でどのように利用されているかを見ることができます。電気を供給する電線や、都市ガスを供給するガス管などをすべての家庭に引きこむのに、最善の方法を見つけるといったものを扱います。子どもに「マッディ市プロジェクト」のワークシートを配りましょう。これは「マッディー市プロジェクト」を説明するものです。

補足的な話し合い
子どもが見つけた解き方を発表させて、たがいに参考にさせます。どのような作戦を用いたのでしょうか。
最善の方法を見つける方法のうちの1つは、線が書き入れられていない「白地図」の上に「おはじき」を置くことで、経路工事したことを表すことです。家から家へ経路を工事して、すべての家をネットワークに結びつけるまで、段々とおはじきを置いていきます。工事することで、 経路の長さは増えて行きます。しかし、すでにネットワークにつながっている家をつなげる必要はありません。経路をつなげる順番を変えれば、異なる解が見つかります。2つの解を下に示します。

もう1つの方法は、全部の道におはじきを置いてから、不要なおはじきを取り除いて行く方法です。こちらの方が、時間がかかります。
現実世界でネットワークはどこで使われているでしょう。
このようなネットワークを表したものを、コンピュータ科学者は「グラフ」と呼びます。現実世界のネットワークをグラフに表現して、最善のネットワークを作るといった問題解決を行っているのです。現実世界のネットワークには、町と町とを結ぶ道路、あるいは、地域と地域と を結ぶ航空路などが考えられます。
グラフを扱う方法(アルゴリズム)には、まだまだ多くの方法があります。たとえば、点(都 市)から点までを最短の距離で結ぶ方法や、すべての点を巡るのに最短の経路を見つける方法 などがあります。