子どもと教育を考える
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【 第９回】魔法（まほう）の箱（はこ）「ブラックボックス」

　前回は、カデナ米軍基地（べいぐんきち）で飛（と）んでいる「Ｆ15イーグル」という戦闘機（せんとうき）が飛ぶ“速度（そくど）の１あたり量（りょう）”を、「マジッククロス」を使（つか）って考（かんが）えたよね。
　その結果（けっか）、速度は「１あたり量（りょう）」として考えられ、秒速（びょうそく）は「１秒あたりの進む距離（きょり）」、分速（ふんそく）は「１分あたりの進む距離」、時速（じそく）は「１時間あたりの進む距離」ということがわかったんだ。
また、距離を求（もと）めるのは「かけ算」、速（はや）さを求めるのは「ニコニコわり算」、時間（じかん）を求めるのは「ドキドキわり算」になることもわかったね。
　「１あたり量」がわかってくると、世（よ）の中（なか）のいろいろなことが見えてきて、社会（しゃかい）や総合学習（そうごうがくしゅう）へ発展（はってん）することができるんだ。

　今回は、不思議（ふしぎ）な魔法（まほう）の箱（はこ）「ブラックボックス」のお話だよ。英語（えいご）だと、「ＢＬＡＣＫ　ＢＯＸ」というつづりなので、略（りゃく）して「Ｂ．Ｂ」ともよばれているんだよ。
「ブラックボックス」の入力部分（にゅうりょくぶぶん）にモノを入れると、入れたモノが形（かたち）を変（か）えて、出力部分（しゅつりょくぶぶん）から出（で）てくるんだ。
　特別（とくべつ）なしかけに思えるかもしれないけど、みんなのまわりにも「ブラックボックス」は、たくさんあるんだよ。さっそく、次のＱ１で「ブラックボックス」を探（さが）してみよう！

Ｑ.１ 
次の「ブラックボックス」の正体（しょうたい）は何でしょう？

（１）
（２）
（３）
Ａ．
（１）
（２）
（３）
ジューサー
自動切符販売機
（じどうきっぷはんばいき）
冷蔵庫
（れいぞうこ）

「ブラックボックス」は、入力部分にモノを入れると、ある決（き）まった変化（へんか）をしたモノが出力部分に出てくるんだ。この決まった変化のことを「ファンクション」というんだ。
　英語だと、「function」というつづりなので、中学（ちゅうがく）や高校（こうこう）で習（なら）う数学（すうがく）では、と書（か）くんだよ。


Ｑ.２
次の「ブラックボックス」で起（お）きた変化（へんか）は、何（なに）をあらわしているでしょうか？

（１）
（２）
（３）
Ａ．
（１）
（２）
（３）
日本一
（にほんいち）
反対
（はんたい）
成長
（せいちょう）

（１）は、日本一高い山と大きな湖は、富士山とびわ湖。（２）は、右と左、東と西は両方とも反対だから。（３）は、オタマジャクシとヤゴは子どもで、成長して大人になるとカエルとトンボになるんだね。
　「ブラックボックス」の（入力）をx、（出力）をyとして、ある決まった変化をであらわすんだ。これから、数学（すうがく）で学ぶ「関数（かんすう）の世界（せかい）」に入っていくよ。


Ｑ.３
次の「ブラックボックス」のの変化は、何をあらわしているでしょうか？

（１）
（２）
（３）
Ａ．
（１）（×（かける）２）
（２）（×（かける）５）
（３）（×（かける）10）



　ユカさんは３km／時間（じかん）の速（はや）さで歩（ある）きます。このとき、時間（じかん）（x）と距離（きょり）（y）との関係（かんけい）を「ブラックボックス」で考えてみると、箱（はこ）の中（なか）には、「３km／時間（じかん）」という変化（へんか）が入っていることがわかります。
そこに、時間（x）を入れると、「１あたり量×いくつ分」という式（しき）ができ、距離である全体量（ぜんたいりょう）（ｙ）が出てきます。


これを表であらわすと…

ｘ（時間） ・１・ ・２・ ・３・ ・４・ ・５・ ･････････
ｙ（距離）km ３ ６ ９ 12 15 ･････････

このときで、
いつも３になっていることがわかるね。
この３は、３km／時間（毎時３km）の「１あたり量」になっているんだ。
これを「比例定数（ひれいていすう）」ともいうんだよ。

さらにグラフであらわすと…


＝３（km／時間）になり、グラフの直線（ちょくせん）の傾（かたむ）きを「変化率（へんかりつ）」とよぶんだ。



☆
入力部分に（ｘ）を入れると、出力部分の（y）は、ある決まった変化をして出てくるんだ。数学ではこれを「関数（かんすう）」とよんでいるよ。

☆
xが２倍、３倍…になれば、yも２倍、３倍になる関係を「正比例関数（せいひれいかんすう）」とよぶんだ。このときの（×３）は比例定数（ひれいていすう）で、これまで勉強してきた「１あたり量」と同じ考えになるよ。

☆
小学校（しょうがっこう）の算数（さんすう）で勉強した、かけ算やわり算の「１あたり量」がわかると、中学校数学（ちゅうがっこうすうがく）の関数（かんすう）の世界も見えてくるよ。

☆
次回は、『あなたもニュートンの世界（せかい）へ』というタイトルで、物（もの）が落（お）ちる「自然落下（しぜんらっか）の法則（ほうそく）」などを勉強するよ。お楽しみに！

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