観点別評価
最近の中学・高校では、旧来の評価方法を見直し、評価の観点の分類を行って、それら
について、まず評価し、それらを総合して、教科の評定とする観点別評価が導入されつつ
ある。
小学校では、以前より、このような観点別の評価がなされていた。私自身の小学校時代
の通知票を思い返してみると、「読み書きができる」とか、「内容をよく理解している」とか、
国語という教科がいくつかに細分化され、そこに、○とか◎などがゴム印で押されていたよ
うに思う。
数学では、4つの観点について、まず評価することになる。
関心・意欲・態度 数学的な見方や考え方 表現・処理 知識・理解
「表現・処理」や「知識・理解」は、旧来のテスト問題とリンクすると思うが、「数学的な見
方や考え方」や「関心・意欲・態度」なども、それに対応したテスト問題を作ることになって
いる。
すぐ結果が返ってくる「表現・処理」や「知識・理解」は評価できるにしても、短い試験時
間で、「数学的な見方や考え方」や「関心・意欲・態度」は、テスト問題として測定可能な
のだろうか、ちょっと疑問である。
4つの観点を、テスト問題としてどのようにとらえていくか、今一番頭の痛いところである。
そこで、問題である。
4つの観点ごとに1題ずつ問題を作り、合計100点満点の試験を作りたい。ただ、事務
作業の軽減を考えて、点数を見ると、どの観点が○で、どの観点が×かを、個々の問題
を調べることなく、分かるようにしたい。
どのような配点にしたらよいだろうか? ただし、配点はすべて5の倍数で、何れも10
点以上あるものとする。
(答) 10点、15点、20点、55点 の配点とすれば、如何なる組み合わせに対しても、
それらの合計点数は相異なる。(ちょっと、これは現実的ではないですね?)
(求め方) 4 題の配点を、X、Y、Z、W ( X<Y<Z<W )とすると、
X+Y+Z+W=100 であることから、 10 ≦ X < 25
でなければならない。
X は、5 の倍数なので、X の可能性は、 10、15、20 の場合しかない。
そこで、表を作って、しらみつぶしに求めると、
|
であるから、求める場合は上記のただ一つである。
たとえば、80点だった場合、直ちに、X、Y、W が○で、Zが×であることが知られる。
上記の問題では、5の倍数という条件が入っていたが、これを撤廃して、
10題の問題の合計点数は、100点満点で、如何なる組み合わせに対しても、それ
らの合計点数は相異なるようにしたい。各問題の配点は、自然数とするとき、果たして、
このようなテスト問題を作ることは可能であろうか?
これについては、読者の方に解決を委ねよう。(→ 解答は、こちらまで)
当HPがいつもお世話になっているHN「FN」さんが、この問題を整理された。
(平成22年8月3日付け)
冒頭の問題を、5で割った形で書き直せば次のようになる。
4つの自然数 A、B、C、D ( A<B<C<D ) で次の条件を満たすものを求めよ。
(1) A+B+C+D=20
(2) A、B、C、D から何個かを取りだして和を作ればすべて異なる。
(3) A≧2
※(3)は問題を簡単にし解を一意的にするためのものだから、これはなしにしてこの問題
を解いてください。
この問題について、HN「攻略法」さんが考察された。(平成22年8月5日付け)
(1)を満たす並びをすべて列挙して、(2)を満たすかどうか確認する。
No. 1 (1 2 3 14) ・・・ 1+2=3 より、題意を満たさない。
No. 2 (1 2 4 13) ・・・ 題意を満たす。(*)
No. 3 (1 2 5 12) ・・・ 題意を満たす。(**)
No. 4 (1 2 6 11) ・・・ 題意を満たす。
No. 5 (1 2 7 10) ・・・ 1+2+7=10 より、題意を満たさない。
No. 6 (1 2 8 9) ・・・ 1+8=9、1+9=2+8 より、題意を満たさない。
No. 7 (1 3 4 12) ・・・ 1+3=4 より、題意を満たさない。
No. 8 (1 3 5 11) ・・・ 題意を満たす。
No. 9 (1 3 6 10) ・・・ 1+3+6=10 より、題意を満たさない。
No. 10 (1 3 7 9) ・・・ 1+9=3+7 より、題意を満たさない。
No. 11 (1 4 5 10) ・・・ 1+4=5、1+4+5=10 より、題意を満たさない。
No. 12 (1 4 6 9) ・・・ 1+9=4+6 より、題意を満たさない。
No. 13 (1 4 7 8) ・・・ 1+7=8 より、題意を満たさない。
No. 14 (1 5 6 8) ・・・ 1+5=6 より、題意を満たさない。
No. 15 (2 3 4 11) ・・・ 題意を満たす。
No. 16 (2 3 5 10) ・・・ 2+3=5、2+3+5=10 より、題意を満たさない。
No. 17 (2 3 6 9) ・・・ 3+6=9 より、題意を満たさない。
No. 18 (2 3 7 8) ・・・ 2+8=3+7 より、題意を満たさない。
No. 19 (2 4 5 9) ・・・ 4+5=9 より、題意を満たさない。
No. 20 (2 4 6 8) ・・・ 2+4=6、2+8=4+6 より、題意を満たさない。
No. 21 (2 5 6 7) ・・・ 2+5=7 より、題意を満たさない。
No. 22 (3 4 5 8) ・・・ 3+5=8 より、題意を満たさない。
No. 23 (3 4 6 7) ・・・ 3+4=7、3+7=4+6 より、題意を満たさない。
以上から、求める場合の数は、
(1 2 4 13) 、(1 2 5 12) 、(1 2 6 11) 、(1 3 5 11) 、(2 3 4 11)
の5通りである。
また、冒頭の問題の後半の問題も書きなおせば次のようになる。
10個の自然数があり、その和は100である。その10個の中から何個かを取りだし
て作った和が全て異なるようなものは存在するか。
しかし、10個はあまりにも多すぎて明らかに無理です。1000点満点でもできません。10
個を減らしてこれが可能な数の中で最大の個数に変えてください。そして、そのとき、条件を
満たす自然数の組の個数を求めてください。
このFNさんの問いかけに対して、攻略法さんが考察された。(平成22年8月5日付け)
1+2+4+・・・+2n-1+Mn=S とすると、
Mn=S−(2n−1)≧2n のとき、すなわち、 S≧2n+1−1 なら、解がある。
・1個の場合・・・(100)
・2個の場合・・・(1,*) で、2番目は、100-1=99≧2 ∴解の1つが(1,99)である。
・3個の場合・・・(1,2,*) で、3番目は、100-(1+2)=97≧4 ∴(1,2,97)
・4個の場合・・・(1,2,4,*) で、4番目は、100-(1+2+4)=93≧8 ∴(1,2,4,93)
・5個の場合・・・(1,2,4,8,*) で、5番目は、100-(1+2+4+8)=85≧16 ∴(1,2,4,8,85)
・6個の場合・・・(1,2,4,8,16,*) で、6番目は、100-(1+2+4+8+16)=69≧32 ∴(1,2,4,8,16,69)
・7個の場合・・・(1,2,4,8,16,32,*) で、7番目は、100-(1+2+4+8+16+32)=37<64 より解なし
・8個以上の場合は、100を超えるから、解なし
また条件を満たす自然数の組の個数は、
1個の場合 1通り ・・・ (100)
2個の場合 49通り ・・・ (1,99)、 (2,98)、・・・、(49,51)
3個の場合 760通り
4個の場合 4974通り
5個の場合 10571通り
6個の場合 1156通り
●並びの生成
(*)の並びの場合
辞書式順序の最小のものを求めようとすれば、単純に、1番目は1、2番目は2、3番目は
3となるが、1+2=3 より、3はNG。したがって、4。 ∴ (1,2,4)
4番目は、5となるが、1+4=5 より、NG。6も、2+4。7も1+2+3=7 より、NG。したがって、8。
∴(1,2,4,8)
このように、順に数字を追加していくと、「2のべき乗」列が現れていく。
数学的な背景で言うと...
2のべき乗の並び(1、2、4、8、16、32、・・・)について(「2進法」と「組合せ」との関係)
・「n個の問題の正解、不正解」を、n個のビット列 {b1 b2 b3 ・・・bn}
・「合計点」を、2進法表記 x=b1・1+b2・2+b3・4+ ・・・+bn・2n-1 と対応させること
で、x は連続する非負整数を重複することなく表すことができるので、『何個かを取りだして
和を作ればすべて異なる』を満たす。
したがって、4番目の数を8とした並び(1,2,4,8)は、和を15とした最小の並びを与える。
また、4番目の13は、前3つが決まれば自ずと決まり、8以上なので置き換えてもよい。
これは、『A+B+C+D=20』を満たす。
(**)のような並びの場合、「連続しなくてよい」とした場合になる。上記のようなべき乗の並び
でなくてもよい。その並びや数は不明。
(コメント) FNさん、攻略法さん、ありがとうございます。点数を見れば、どの観点かが分か
るというのはある意味邪道ですが、そうであったらいいな〜という思いで問題を作
りました。
3個の場合 760通り というのが気になったので計算してみました。
(1,2,97)、(1,3,96)、・・・、(1,48,51)
(2,3,95)、(2,4,94)、・・・、(2,47,51)
(3,4,93)、(3,5,92)、・・・、(3,46,51)、(3,48,49)
(4,5,91)、(4,6,90)、・・・、(4,45,51)、(4,47,49)
(5,6,89)、(5,7,88)、・・・、(5,44,51)、(5,46,49)、(5,47,48)
(6,7,87)、(6,8,86)、・・・、(6,43,51)、(6,45,49)、(6,46,48)
(7,8,85)、(7,9,84)、・・・、(7,42,51)、(7,44,49)、(7,45,48)、(7,46,47)
(8,9,83)、(8,10,82)、・・・、(8,41,51)、(8,43,49)、(8,44,48)、(8,45,47)
(9,10,81)、(9,11,80)、・・・、(9,40,51)、(9,42,49)、(9,43,48)、(9,44,47)、(9,45,46)
(10,11,79)、(10,12,78)、・・・、(10,39,51)、(10,41,49)、(10,42,48)、・・・、(10,44,46)
(11,12,77)、(11,13,76)、・・・、(11,38,51)、(11,40,49)、(11,41,48)、・・・、(11,44,45)
(12,13,75)、(12,14,74)、・・・、(12,37,51)、(12,39,49)、(12,40,48)、・・・、(12,43,45)
(13,14,73)、(13,15,72)、・・・、(13,36,51)、(13,38,49)、(13,39,48)、・・・、(13,43,44)
(14,15,71)、(14,16,70)、・・・、(14,35,51)、(14,37,49)、(14,38,48)、・・・、(14,42,44)
(15,16,69)、(15,17,68)、・・・、(15,34,51)、(15,36,49)、(15,37,48)、・・・、(15,42,43)
(16,17,67)、(16,18,66)、・・・、(16,33,51)、(16,35,49)、(16,36,48)、・・・、(16,41,43)
(17,18,65)、(17,19,64)、・・・、(17,32,51)、(17,34,49)、(17,35,48)、・・・、(17,41,42)
(18,19,63)、(18,20,62)、・・・、(18,31,51)、(18,33,49)、(18,34,48)、・・・、(18,40,42)
(19,20,61)、(19,21,60)、・・・、(19,30,51)、(19,32,49)、(19,33,48)、・・・、(19,40,41)
(20,21,59)、(20,22,58)、・・・、(20,29,51)、(20,31,49)、(20,32,48)、・・・、(20,39,41)
(21,22,57)、(21,23,56)、・・・、(21,28,51)、(21,30,49)、(21,31,48)、・・・、(21,39,40)
(22,23,55)、(22,24,54)、・・・、(22,27,51)、(22,29,49)、(22,30,48)、・・・、(22,38,40)
(23,24,53)、(23,25,52)、(23,26,51)、(23,28,49)、(23,29,48)、・・・、(23,38,39)
(24,25,51)、(24,27,49)、(24,30,48)、・・・、(24,37,39)
(25,26,49)、(25,27,48)、・・・、(25,37,38)
(26,27,47)、(26,28,46)、・・・、(26,36,38)
(27,28,45)、(27,29,44)、・・・、(27,36,37)
(28,29,43)、(28,30,42)、・・・、(28,35,37)
(29,30,41)、(29,31,40)、・・・、(29,35,36)
(30,31,39)、(30,32,38)、・・・、(30,34,36)
(31,32,37)、(31,33,36)、(31,34,35)
(32,33,35)
以上から、
{47+45+・・・+3+1}+{1+1+2+2+・・・+11+11}+{12+10+9+7+6+4+3+1}
=24(47+1)/2+2・11(1+11)/2+52=760
よって、3個の場合は確かに、760通りあることが示された。
以下、工事中