例③「ブロック崩しで学ぶ角度と反射」

ねらい

• ボールが壁に当たったときは「入ってきた角度と同じ角度で出ていく」ことを、観察から言える
• ボールがパドルに当たったときは「当てた場所で飛ぶ方向が変わる」ことを実験で見つけ、図に描ける
• 「壁とパドルで違う」のは、ゲームを作った人がそう決めたから——現実の物理と、プログラムのルールは別物だと知る

この授業の面白さは、壁は本物の反射のとおりなのに、パドルはわざと違うところにあります。 本物どおりに作るとゲームが単調になるので、作った人が「端に当てると横に飛ぶ」ルールを足しています。 「本当はこうなるはず」と「ゲームではこうなる」を分けて考えるのが、理科とプログラミングの両方につながる見方です。

準備

• 配るURL：https://hinata-ya.tech/games/games/breakout/（開いて確認する）。モードは「ノーマル」で構いません
• 実験記録シート：パドルの絵（左端・真ん中・右端に印）と、ボールの飛んだ向きを矢印で描く欄を3つ
• 壁の反射を描く方眼（入射と反射の角度を分度器で測らせる場合）
• 効果音が鳴ります。ヘッドホンか音量オフを先に指示してください

進行（45分）

発問の例

発展：角度を決めているコードを見る（段階④のさわり）

ブロック崩しのソースコードには、「パドルのどこに当たったか（左端＝0、右端＝1）」を角度に変える計算があります。 次はボールを発射するときの部分で、跳ね返りも同じ考え方です。

// パドル上の位置 hitPos（0〜1）から、飛ばす角度を決める（ブロック崩しの game.js より）
var hitPos = Math.max(0, Math.min(1, b.offset / currentPaddleW));
angle = (150 - hitPos * 120) * Math.PI / 180;   // 左端150° … 真ん中90° … 右端30°
b.dx = ballSpeed * Math.cos(angle);             // 横向きの速さ
b.dy = -Math.abs(ballSpeed * Math.sin(angle));  // 縦向きの速さ（上向きはマイナス）

小学生には「真ん中なら90°（真上）、端に行くほど30°や150°（横寄り）と、人間が決めた式で角度を作っている」と伝えれば十分です。 中学生・高校生なら、150 や 120 を変えると何が起きるかを情報Ⅰの問題ページの問4で扱っています。

つまずきと手立て

ふり返りと評価

ふり返り（1〜2行）：「壁とパドルで、跳ね返り方はどう違った？」「それはなぜ？」

スコアやクリアしたステージ数は評価に使いません。理由はガイド トップの「評価（見取り）の観点」を参照。

別の時間につなげるなら

• 理科：鏡と懐中電灯で入射角＝反射角を実際に確かめる。ゲームの図と並べると定着しやすい
• 段階②③：ブロック崩しのScratch版で「ボールの速さ」「バーの長さ」を変えてみる。例④ ブロックを1つ変えると何が起きる？はこのゲームを題材にしています
• 似た教材：ポンゲームも同じ反射のルール。2人で対戦できるので、実験のあとに遊ばせると盛り上がります
• 4時間の単元にするなら：プログラミング単元パックの1時間目がこの授業です。続けて例④→改造→発表会

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