①実践的な学習。Trinket と Python Tutor
を活用。段階的に確認しながら学習
② プログラミング基礎。変数、入出力、関数、
繰り返し、条件分岐について、Pythonのプロ
グラム例で理解を深める。抽象化と関数の重要
性
③ ステップ実行によるプログラム動作の理解。
プログラムのエラー対処力と論理的思考力の向
上
④ Pythonプログラミングの基本、問題解決能
力、自己学習力、実践的なツールの活用力の向
上
2
アウトライン
1. for による繰り返し
2. 条件分岐のステップ実行
3. 入力と出力
4. 式の抽象化と関数
5. 関数定義，def
3
プログラミング
• プログラミングは人間の力を増幅し、私たちができること
を大幅に広げる
• プログラミングはさまざまな分野で活用されている
• シミュレーション：複雑な現象をモデル化し、予測や
分析を行います
• 大量データ処理：データの収集、加工、分析
• AIシステムの開発
• Webサイト，アプリケーションなどのソフトウェア
• プログラミングはクリエイティブな行為
• さまざまな作業を自動化したいとき、問題解決したいとき
にも役立つ
4
プログラミングの楽しさと達成感
• 楽しさ
• 未来の技術を学ぶことは楽しい。
• プログラミングは自分のアイデアを形にできるクリエイ
ティブな行為。
• 視覚的なプログラムを書くことで、ゲーム感覚をもって
楽しみながら学習することも可能。
• 達成感
• プログラミングを通じて問題解決のスキルを身につける
ことは、大きな達成感につながる
• 新しいソフトウェアや技術を生み出す。
5
trinket
• Trinket はオンラインの Python、HTML 等の学習サイト
• 有料の機能と無料の機能がある
• 自分が作成した Python プログラムを公開し、他の人に実
行してもらうことが可能（そのとき、書き替えて実行も可
能）
• Python の標準機能を登載、その他、次のモジュールや
パッケージがインストール済み
math, matplotlib.pyplot, numpy, operator, processing, pygal,
random, re, string, time, turtle, urllib.request
6
12-1. for による繰り返し
8
タートルグラフィックス
カーソルを使って絵を描く
• タートルグラフィックスを用いた演習により、プログラム
によって図形を描画する．それを通して、プログラムの動
作を視覚的に理解
• 論理的思考力や課題解決力の向上にもつながる
9
(０, 0)
(０, 100)
(100, 0)
タートルグラフィックスの機能をインポー
トする「import turtle」が必要
タートルグラフィックス入門
主なメソッド
• goto（＜横方向の値＞，<縦方向の値>） 移動
• forward(＜移動量＞) 前進
• backword(＜移動量＞) 後退
• right(＜角度＞) 右回りに回転
• left(＜角度＞) 左回りに回転
10
メソッド
オブジェクト
• メソッドは、オブジェクト
が持つ機能を呼び出すため
のもの
• 「goto」は指定した座標へ
の移動
11
亀（タール）
の最初の位置
は (0, 0)
(プラスの数, 0)
(マイナスの数, 0)
(0, プラスの数)
(0, マイナスの数)
メソッド goto の引数となる
縦方向の値と，横方向の値
演習１
for による繰り返し
ページ１２～１４
【トピックス】
• trinket の利用
• for による繰り返し
12
まとめ
• for を用いて特定の処理を繰り返すことができる．
• 「for i in range(10)」は0から9までの値を i に順次
代入する
• タートルグラフィックスはカーソルで絵を描く
ツールで、goto、forward、backward、right、left
などのメソッドで操作
15
12-2. 条件分岐のステップ実行
16
ステップ実行
• ステップ実行では、１行ずつの実行が行われ、そのときの
変数の値の変化などを確認できる
• ステップ実行により、プログラムの動作を細かく追跡でき、
不具合が発生している箇所の特定、プログラムの学習に役
立つ
• 通常実行は、プログラムを最初から最後まで一度に実行す
るもの（プログラム実行中の変数の値の変化を確認するな
どは困難）。ステップ実行は、プログラムを１行ずつ実行
し、実行後にプログラムを一時停止するもの。
17
条件分岐の Python プログラム
age の値が 11以下 → 500
12以上 → 1800
18
条件式は「age <= 11」のようになる
age = 18
if age <= 11:
print(500)
else:
print(1800)
Trinket と Python Tutor の特徴と使い分け
Trinket
• 特徴：オンラインでPythonプログラムを実行・共有できる
• 使用目的：基本的なプログラム実行と結果確認
Python Tutor
• 特徴：プログラムの実行過程を視覚化し、変数の変化を追
跡できる
• 使用目的：プログラムの動作理解、デバッグ（プログラム
中の誤りの発見と解決）スキルの向上
20
Python Tutor の使用方法
① まず，ウェブブラウザを開く
② Python Tutor を利用するために，以下の URL に
アクセス
http://www.pythontutor.com/
③ 「Python」をクリック ⇒ 編集画面が開く
21
Python Tutor の編集画面
22
「Python 3.6」になっている
実行のためのボタン
エディタ
（プログラムを書き換えることができる）
• Python Tutor は Python などのプログラムを書き実行できる
サイト．ステップ実行、変数の値表示などの機能がある。
• Python Tutorのウェブサイトにアクセス．「Python」を選択
https://www.pythontutor.com/
Python Tutor でのプログラム実行
23
Visualize Execution ボタン
メイン画面で、プログラムを書く
通常実行: Last
ステップ実行:First, Prev, Next
変数の値を
視覚的に
確認できる
メイン画面に
戻るには
Edit this code
Python Tutor でのプログラム実行手順
24
(1)「Visualize Execution」をク
リックして実行画面に切り替える
(2)「Last」をクリック．
(3) 実行結果を確認する．
(4)「Edit this code」をク
リックして編集画面に戻る
Python Tutor 使用上の注意点①
実行画面で，赤いエラーメッセージが出ることがある
過去の文法ミスに関する確認表示．
基本的には， 無視して問題ない
邪魔なときは「Close」
25
Python Tutor 使用上の注意点②
「please wait ... executing」のとき，１０秒ほど待つ．
• Python Tutor が混雑しているとき， 「Server
Busy・・・」 と表示される場合がある．
• このメッセージは，サーバが混雑していることを示す．
• 数秒から数十秒待つと自動で処理が始まるはずです（し
かし，表示が変わらないときは，操作をもう一度試して
ください）
26
演習２
条件分岐のステップ実行
資料：２７～ ３７
【トピックス】
• Python Tutor
• 字下げ
• :
• 条件分岐
• if
• else
• ステップ実行
27
ステップ実行により確認できること
28
ステップ実行により，ジャンプの様子を観察
ジャンプの
様子を示す
矢印
ステップ実行は、
ボタンやスライダーでコントロール
変数の値の
確認もできる
Python Tutor の起動
① ウェブブラウザを起動する
② Python Tutor を使いたいので，次の URL を開く
https://www.pythontutor.com/
③ 「Python」をクリック ⇒ メイン画面が開く
29
30
if (age <= 11)の直後に「:」
else の直後に「:」
（どちらも，コロン）
字下げも正確に！
print の前に，「タブ (Tab)」を 1つだけ
④ Python Tutor のエディタで次のプログ
ラムを入れる
31
「delキー」などを使い
ながら編集
正しくない字下げ
正しい字下げ
⑤ 通常実行するために，「Visual Execution」を
クリック．そして「Last」をクリック．結果 1800
を確認
32
結果の
「1800」を確認
⑥プログラム実行を最初の行に戻す操作
「First」をクリックして，最初の行に戻す
33
⑦「Step 1 of 3」と表示されているので，
全部で，ステップ数は 3 あることが分かる
（ステップ数と，プログラムの行数は違うもの）
34
⑧ ステップ実行したいので，「Next」をクリッ
クしながら，矢印の動きを確認．
※「Next」ボタンを何度かクリックし，それ以上
進めなくなったら終了
35
見どころ
2行目から 5行目へ
ジャンプするところ
⑨ First, Prev, Next, Last ボタンとスライダーによ
よりプログラム実行を制御してみる
36
⑩ メイン画面に戻るには、「Edit this code」をク
リック
37
ステップ実行 まとめ
• 通常実行は、プログラムを最初から最後まで一度に実行す
る
• ステップ実行は、プログラムを１行ずつ実行し、実行後に
プログラムを一時停止するもの
• ステップ実行により、プログラムの動作を細かく追跡でき、
不具合が発生している箇所の特定、プログラムの学習に役
立つ
38
12-3. 入力と出力
39
入力と出力
• 入力は，他のコンピュータや人間などが，コン
ピュータにデータを入れる
• input は，キーボードから与えられたデータ（文字列）
を，Enter キーが押されるまで読み込む．
• 出力は，コンピュータが，他のコンピュータや人
間などにデータを出す
• print は，メッセージ（文字列）や，変数の値の表示を
行う
40
演習３
input による入力と print に
よる出力
ページ４１～４３
【トピックス】
• trinket の利用
• input
• print
41
12-4. 式の抽象化と関数
44
プログラミングの本質を考える
以下の問いについて、あなたの考えを書き出してみましょう。
１．プログラミングで最も難しい課題は何だと思いますか？
例: バグの少ないプログラムを書くこと、複雑な問題を解決
すること
２．効率的にプログラムを書くために必要な基本スキルは何
でしょうか？
例: 論理的思考力、問題分析力
これらの問いについて考えたら、次のページから学ぶ「抽象
化」という概念が、 あなたの回答とどのように関連してい
るか注目しながら読み進めてください
45
プログラミングでの抽象化
• プログラミングでの根本問題：
誤り（バグ）のないプログラムの作成
• プログラミングの一番の基礎
抽象化を行うこと
以降のページでは、抽象化の概念とその重要性につ
いて詳しく説明します。
46
抽象化：複雑さを単純化する技術
抽象化は、複雑な詳細を隠し、本質的な特徴だけを
取り出す
47
例： 交通手段の抽象化
タクシー、バス、鉄道、自転車、徒歩
抽象化後：「移動手段」
共通の本質：ある場所から別の場所へ移動すること
プログラミングでの応用：
抽象化を使うと、複雑な問題を扱いやすくするこ
とができる
プログラミングにおける抽象化
48
「ある値に 1.1 を掛ける」
という共通の操作を行う
抽象化された式
a は任意の数を表す変数
a * 1.1
100 * 1.1
150 * 1.1
400 * 1.1
式の抽象化：類似した複数の式を１つにまとめ
る
複数の式
関数による抽象化
49
抽象化された式
a * 1.1
100 * 1.1
150 * 1.1
400 * 1.1
複数の式
抽象化された式を
関数として定義
def foo(a):
return a * 1.1
《利点》
抽象化された式を関数として定義することで、
• 同じ式を何度も書く必要がなくなる
• 「抽象化された式」に名前が付くので、分か
りやすくなる
• 変更は、関数内の変更だけで済む
関数による抽象化：プログラムの再利用性と
可読性の向上
①コードの簡潔化
抽象化前:
price1 = 100 * 1.1
price2 = 150 * 1.1
price3 = 400 * 1.1
抽象化後
def foo(a):
return a * 1.1
price1 = foo(100)
price2 = foo(150)
price3 = foo(400)
50
関数による抽象化：プログラムの再利用性と
可読性の向上
② エラーリスクの低減
• 計算式を1回だけ書くため、タイ
プミスなどのヒューマンエラーが
減少
③ 保守性の向上
例：税率が10%から8%に変更さ
れた場合 修正箇所は1か所だけ：
def foo(a):
return a * 1.08
51
抽象化前:
price1 = 100 * 1.1
price2 = 150 * 1.1
price3 = 400 * 1.1
抽象化後
def foo(a):
return a * 1.1
price1 = foo(100)
price2 = foo(150)
price3 = foo(400)
抽象化の重要性：40ページの問いかけへの
詳細な回答
• プログラミングでの根本問題
誤り（バグ）のないプログラムの作成
抽象化により、同じようなことを何度も書くことが減り、
エラーの可能性が減少
• プログラミングの一番の基礎
抽象化を行うこと
式の抽象化により、 バグの防止ができ、プログラムの
変更が容易になる
抽象化はプログラミングの根本問題を解決し、基礎となる
重要な概念です。
52
12-5. 関数定義，def
53
関数定義
54
• この関数の本体は
「return a * 1.1」
• この関数は，式「a * 1.1」に，名前 foo を付
けたものと考えることもできる
式の抽象化と関数
55
類似した複数の式
実行結果
関数の定義と使用
同じ
実行結果になる
抽象化前
抽象化後
演習４
関数を定義し使ってみる
ページ５６，５７
【トピックス】
• trinket の利用
• 式の抽象化と関数
• 関数定義
• def
56
全体まとめ
プログラム実行の方法
• 通常実行: プログラムを最初から最後まで一度に実行
• ステップ実行: プログラムを1行ずつ実行し、動作を細かく追跡
Python プログラムの基本構造
• 繰り返し: 特定の処理を反復
• 条件分岐: プログラムの流れを制御
• 入出力: input()で入力、print()で表示
抽象化と関数
• 式の抽象化: 類似した複数の式を一つにまとめる
• 関数定義: def キーワードを使用して式に名前をつける
例: def foo(a):
return a * 1.1
• 抽象化と関数の利点：同じ処理を何度も書く必要がなくなる、可読性
の向上、 保守性の向上: 変更が1箇所で済み、バグの防止にも貢献
学習ツール
• Trinket: オンラインでのプログラム実行と結果確認
• Python Tutor: プログラムの実行過程の視覚化とデバッグ
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① 実践的スキルと思考力の向上。Pythonプロ
グラミングの基礎習得。問題解決能力の向上。
「抽象化」の理解。論理的思考力の向上。
② 学習体験。プログラム実行の成功体験。実
践的ツールによる体験。抽象化と関数の有用性
の実感。
③ デジタル社会のための実力。将来のプログ
ラミング応用へ向けた基礎取得。継続的学習の
基礎構築。
④ 実用性と将来性。プログラミングは、作業
の自動化やデータ分析などの多様な用途がある。
将来のITエンジニアとしての実力強化。
59
今回の授業の学ぶ意義と満足感
