小学４年生のプログラミング・教科書(令和6年～)に沿って
天秤ばかりでちがう重さの玉探し

このページの目次
１．プログラミングとは
２．小学４年生　天秤ばかりで違う重さの玉を探そう
最小構成でフローチャートを書いてみよう
実際に試してみたらどうかな？
はかった結果を使って、ありえないものをどかしていく方法
応用して難しい問題にチャレンジ
３．もっと学びたいと思ったら

プログラミングとは、『達成する手順を構築すること』

プログラミングのイメージを直すところからスタートしましょう。みんながイメージしているプログラミングは『コーディング』であることが非常に多いです。パソコンに向かってキーを叩いて命令文を一生懸命に羅列する作業、ハイこれ。これは『コーディング』と言って、『プログラミングが終わった後の作業』です。
簡単に言うと、『仕掛けと順序を考える』のがプログラミングです。実際にやってみましょう！

１．プログラミングの基本

　プログラムとは、何かを成し遂げるための決まった順序です。つまり、初めに「目的・課題」があります。
　今回、４年生は「天秤ばかりを使って重さの違う玉を見つける」という課題･･･あれ？去年も同じことをやったような･･･？教科書の改訂が入り、内容にも見直しがかかりました。そのせいで今年の４年生は２年連続で天秤なのです。
　ちなみに去年２年生の課題だったハノイの塔は改訂により６年生の課題になりました、ひどいな。ハノイの塔自体はそれほど難関ではないので２年生でもクリアできますが、学校図書のオンラインで試せるプログラムが、全行程を頭の中で構築してから、確認としてプログラムが動くというものです。これじゃダメだ！
　都度トライ＆エラーをするから気が付き、閃くのであって、ノーミスクリア必須、ミスったら最初からではやる気も削がれます。
　今回もオリジナルの天秤ばかりのプログラムを使ってリアルタイムでその都度考えながら解いていくようにしました。
　この課題をどうしたら上手くクリアできるか？その方法を探し、解決できる手順を作っていきましょう。
この作業こそが『プログラミング』です！

２．小学４年生　天秤ばかりで違う重さの玉を探そう

最低限の条件を見つける

いきなりこの課題はキツイと思います。なので、そういうときは『シンプルな仕組みから考える』のが鉄則です！
８つの玉から見つけるのがタイヘンなら、玉の数を少なくすればいいでしょう。
今回の条件は『天秤ばかりを使う』ことなので、下の表のように玉は３コないとダメなことが分かります。

天秤ばかりで調べるには
玉の数	可否	備考
１	×	この中に、って１個しかなければ違うも何もない！
２	×	２個を天秤ばかりで比べても相対的な重さの違いしか表れないのでどちらが正しいのかの判別ができない
３	〇	２コは同じ重さ、１コだけ違うので判別可能。

いちばん小さく単純な場合で考える・フローチャートを書いてみよう

最低でも３コないと判別できないので、３個の場合について考えましょう。
場合分け（条件分け）を上手く書き表すには『フローチャート』を使うと便利です。これが基本です。これを応用すれば、いろいろ対応できます。たとえば全部で６コ場合、上記(ｱ)(ｲ)(ｳ)がそれぞれ２個ずつのグループだとすると、上記方法で重さの違う玉がどのグループにいるかが分かります。その二つの玉の片方を、同じ重さの玉とくらべれば見つけられますね。

実際に試してみたらどうかな？

３個の見つけ方が分かったところで、実際に試してみましょう。
『どうしたら重さのちがうものを探すことができるかな』（教科書の課題）のページへは教科書のQRコードを読み取るか下記URLをアドレスバーに入力しよう。　
https://r6.gakuto-plus.jp/s4b41/
（※リンクにしてません）
シンプルなやり方として、こっちの方が分かりやすいかも。

はかった結果を使って、ありえないものをどかしていく方法

重かったか軽かったかが分かれば見つけられるやり方を紹介します。
下図のように、『重かった方から２コ、軽かった方から１コ』を左右にのせて、軽かった方の２個はのせずにおいておきます。
その結果、上がった方には『重たい玉は入ってない』し、下がった方には『軽い玉は入ってない』ことが分かります。つり合ったら、のせてない２個の玉のどちらかが軽いということが分かります。この図で分かるように、(ア)とか(イ)とかの『それぞれの玉がどうだったか』というよりは、『軽い方にあった玉』や『はかってない方の玉』というどんな状態だったかが重要です。

応用して難しい問題にチャレンジ

１２コの玉を３手で見つける方法です。(ア)とか(イ)とかで説明すると大変なのですが、この図のように『はかって重たい方の玉』など、はかった結果が分かれば解ける方法です。
４つずつ３グループに分けて１回目をはかります。その結果、つり合わなければ上の項で解説している８個の玉の解き方で見つけられます。下図では特につり合った場合について解説しています。同じ重さの玉を３つ使って解くところがポイントです。実際に試してみるとよく分かりますよ。