)は「丸い」種子となる(※)。よって、子の世代の種子は、全て「丸い」形状になる。)となるから、「丸い」:「しわ」が3:1の比率であらわれる。詳細は教科書を見てくださいませ。やっとれんこれが「ひ孫の世代」以降になると厄介です。組み合わせが指数関数的に増えてしまい、調べるのが煩雑になります。純系の「丸い」種子の株と「しわ」の種子の株を掛け合わせて子の世代をつくる。その子の世代どうしを掛け合わせて、孫の世代をつくる。その上で、次の各問いに答えなさい。(問1)孫の世代を互いに掛け合わせたとき、次の世代の「丸い」:「しわ」の比はどうなるか?(問2)孫の世代の中から「丸い」種子の株だけを選んで、互いに掛け合わせたとき、次の世代の「丸い」:「しわ」の比はどうなるか?こんな問題が出たら、やってられません。他の問題をやる時間が無くなってしまいます。出るのが明白なら、事前に答えを丸暗記して流しましょう(出ないと思いますが)。コンピューターにやってもらいましたしかしコンピューターなら、あっという間です。親の世代から、上の問1と問2にある「ひ孫の世代」まで、コンピューターに聞きました。問1の方は、孫の世代も、ひ孫の世代も、「丸い」種子の株と「しわ」の種子の株の比率は同じでした。ガチで数えると64通りの組み合わせですが、同じものをまとめていくと3:1になりました。何も操作をしなければ、エンドウ豆は「丸い」:「しわ」=3:1の出現比率に落ち着くと言えます。問2の方は「丸い」種子だけを選択する操作をした場合です。当然ですが、次の世代で「しわ」の割合が減ります。なんと8:1になりました。何世代目で純系になる?ちなみに、さらに「丸い」株だけを選択して次の世代「玄孫(やしゃご)」を生むと、15:1になります。「丸い」株だけを選択して次の世代・・・と繰り返していくと、いつかは「丸い」種子の株だけになるというワケです。して純系の株が作られていくワケですね。すると何世代の後に「丸い」の純系を得られるか?が気にってきます。確率ですから「しわ」を完全に0にすることは難しいので、ここでは仮に「純系」の基準を「しわ」の出る確率が1万分の1以下としましょう。そこで、この基準を満たすまで世代交代を繰り返す実験をやってみました。コンピューターの中で・・・。いうことで、第100世代目で「ほぼ純系」の子孫ができました。狙ったワケではありませんが、ちょうど100でした。シミュレーションですから、交配の全パターンを計算しています。結果が出るのに4時間くらいかかりました。メモリは20ギガくらい使いましたが、塾長のパソコンは16ギガしか積んでいなかったのでメモリ不足になり、途中から計算が遅くなりました。確率漸化式をつくって計算すれば、もっと早く回数を求められるとは思いますが、それでは高校数学の話になってしまいます。今回は、あくまでも「中3理科の遺伝の実験」としてプログラミングしました。)を別のものとして処理しました。これらを一緒と見なすプログラムを追加すれば、組み合わせの数を何割か減らせたので、もう少し高速にシミュレーションできたかもしれません。何はともあれ、やってみた感想は・・・そもそも、純系の株を作るのが、ものすごく大変だ!ということでした。シミュレーションではなく、これが本当にエンドウ豆を交配していくことを考えてみてください。成長を待って、種を採取し、分類し、また植えて、花が咲く前におしべを切り・・・ということを延々と続けていくわけです。1000株育てて100株に選定などとすれば、もっと早く純系を得られるとは思いますが、それでも大変でしょう。実験は準備が9割と言われますが、むしろ99%くらいに感じます。これが今日の結論と言っても良いでしょう。作業が大変なのか、理科として難しいのか?組み合わせのパターンを全て考える。組み合わせの組み合わせを全て考える。組み合わせの組み合わせの、そのまた組み合わせを全て考える。煩雑になって、数え上げるのに苦労します解けない理由が、理科として難しいからではありません。「作業がたいへん!」という意味で難しい。リアル世界の実験では、乗り越えなければいけない困難でしょう。学校の勉強やテストとなれば話は別です。制限時間の厳しいテストや入試が、このような作業量を手早くこなせるか否かで合否が決まるものであったら、ちょっと意味不明です。教科を分ける意味がほとんどありません。機械が無かった時代は「機械みたいな人間」が重宝されたかもしれませんが、今はスマホでさえ高速に処理できます。大変と思う時こそ、コンピューターの使い方お教えるべきなんです。時には根性論も大切ですが、それだけは良くありません。積極的にコンピューターを活用すべきだと思います。あらゆる勉強にコンピューターを活用!遺伝の組み合わせを計算させるプログラムをつくる過程で、遺伝の性質を深く理解できるでしょう。手作業で組み合わせを書き出すのも無駄ではありませんが、それが大変過ぎる作業では、先に心が折れてしまいます。それに作業の制約が勉強の制約になってしまうと、むしろ視野が狭くなります。コンピューターの計算は、失敗してもやり直しが楽です。何度もチャレンジできるし、視野も広がるでしょう。多様なメディアを扱えるというメリットもあります。子供たち自身でコンテンツを作ることもできます。あらゆる科目で使いこなすことができます。今回は理科の勉強にコンピューターを活用する例を考えました。コンピューターを活用するセンスこれを子供たちに身に着けてもらうことが大切です。そのためには、あらゆる学びの場でコンピューターを活用しましょう。今回のように、「ワーク」にあたる作業訓練的な学びの部分には、コンピューターを活用できるところが多くあるはずです。速く、正確に、たくさん・・・このような意味で能力を伸ばすような訓練系の学習時間は、今後、見直されていくべきでしょう。今後は、コンピューターを活用した試行錯誤の時間に置き換わっていくべきだと思います。このような視点に立つと、日本の教育は世界から遅れています。創造性やイノベーション力が足りないと、今でも言われています。少ない知識をトリッキーに組み合わせて「速く、正確に、たくさん」できるような訓練ばかりして、消耗しているからです。いう作業こそ、コンピューターにやらせるのです。それが当たり前の時代です。やらなければ、日本が沈没します。パイソンでプログラミング今回のプログラムは次の通りです。パイソンのバージョンは3.9以降です。3つ以上の引数を渡せるのが、そのバージョン以降だからです。データ構造としては、タプル、配列、辞書を理解しておく必要があります。パイソンはタプルを辞書のキーとして使えることを利用しています。パイソンは配列やタプルに自然数をかけると、それらを複製できることも利用しています。A)]これらの機能は他のプログラミング言語でも使えるとは限らないので要注意です。純系を何世代目で得られるかを求めるプログラムの部分は省略してあります。興味のある人は考えてみてください。現場からは以上です!生徒・保護者様のお友達登録はこちらLINE登録するとプレゼントがもらえます!【会員限定】お子様の成績と可能性を伸ばす18個のノウハウ塾関係者様のお友達登録はこちらLINE登録するとプレゼントがもらえます!「zoomで簡単。