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ゲームで追体験する鉄道工学と鉄道史：キーボードとマウスを使用してください。（初版公開：2018年8月1日、最終更新：2020年5月27日）

はじめに

1. だってA9だもの。
   1. このページは「攻略情報」ですか？：いいえ、「つまづきを防ぐ事前指導のための図版集」です。「攻略」という言葉は使いません。
   2. 「事前指導」とは何ですか？：「体験の内容、きまり、マナー」などを確認する「事前準備的な指導」と、「ねらいの理解」を主体とした「事前学習」です。
   3. ゲームに「事前指導」が必要なのですか？：はい、必要です。
   4. ゲームだから好きなようにすればいいのでは？：いいえ、「事前指導」なしでは「好きなようにする」こともままなりません（※ゲームモードの場合）。
   5. このページの内容は“上級者”向けですか？：いいえ、このゲームで遊ぶ誰もが最初に必要とする基本的なことがらばかりです。始めたばかりの“初心者”が“中級者”になるのはあっという間です。難しそうと思わず気軽に楽しんでください。（※16歳以上のかたを想定しています。）
   6. 「答え」を先に見てしまうと楽しめなくなるのでは？：いいえ、このゲームは要素の配置を考えて遊ぶロジカルなゲームです。むしろ「答え」は無数にあります。将棋や囲碁のように、いかにして効率的に「答え」（ベストな選択）にたどり着くかが難しくも楽しいことなのです。意味や考えかたを先に知ることが「答え」を探り当てていく楽しみを広げます。
   7. のびのびと遊ぶことを妨げてしまうのでは？：いいえ、このゲームは美しさや独創性を追求する芸術ではありません。じぶんで考えた結果がほかのひとの結果と同じになってよいのです。
   8. ゲームのマップは架空の都市だから何をしてもよいのでは？：いいえ、列車は実在のものを使うゲームです。実物（本物の建築物や列車およびそれらの権利者、地域の歴史やひとびとの暮らし）に対してリスペクトを持つ態度を養わなければなりません。
   9. ゲームだからマップのどこに何を建ててもいいのでは？：いいえ、地勢に応じた用途の指定がなければ大都市は成り立ちません。さまざまな施設を計画的に立地させることが大切なのは、ゲームでも同じです。
   10. ゲーム中に難しい言葉が出てくるのですが：行政で使われる用語には、やさしい表現への言い換えができないものもあります。辞書で調べる習慣をつけましょう。用語は音や見た目だけで読むのでなく、漢字1文字ずつ正確に読み書きしましょう。
   11. このページにゲームのスクリーンショットがないのはなぜですか？：ゲームなしでも学べる教材にしたいからです。（※とはいえゲームの画面はわたしたちのイメージを膨らませてくれます。）
2. だって習ってないんだもの。
   1. このゲームでは学べないことのほうが多いのでは？：はい。動植物の生態系、地下水や河川（ダムを含む）、地盤（地質）、気象（運転規制）、公害、交通渋滞などの表現はありません。所与の条件とするか、別の教材で学ぶ必要があります。
   2. 災害からの復旧をテーマにしてよいか？：いいえ、土木計画学（公共経済学を含む）は平時の国民生活に貢献する研究分野です。災害は予防に努めるもので、万一の事態には保険や積立金で対応するものです。
   3. 『ゲームオーバー』になっても列車が走っているのはおかしくないですか？：いいえ。国土の骨格を成す重要な路線には基金があり国の責任で路線は維持されます。都市計画法に基づく都市高速鉄道では地方自治体が施設を公有化して別の事業者や再建会社に貸し付けて運行を続けることになるでしょう。廃線にするには地元の合意が必要です。
   4. シリアスなテーマを学ぶときでもゲームを“楽しんで”いいのか？：ふざけたり真剣に取り組まなかったりするのはいけませんが、ゲームがうまく進んだ時に手応えを感じることは大事でしょう。
   5. 時事的なテーマを採り入れたほうがいい？：いいえ。問題などの渦中にある当事者から見て思慮に欠けると映る態度をとってはなりません。
   6. 一連の学習にどのくらいの期間をかければいいですか？：5月から始めて8月か10月に見学会、翌年1月に発表会（報告会）を催すくらいのスパンではないでしょうか。
   7. このゲームに採点機能はありますか？：ありません。ゲーム内の指標を組み合わせてじぶんで評価基準を決める必要があります。
3. だって教えてくれないんだもの。
   1. （高校）この内容が属する教科は何ですか？：地理と地学と数学と情報です。（理数探究です。狭い意味での地理探究にとどまるものではありません。）
   2. （高校）この内容は理系ですか？ 文系ですか？：両方です。法令への深い理解も欠かせませんし、数理的な手法を使いこなす技能も必要です。
   3. （大学）『鉄道工学』を学べる学科はどこですか？／『鉄道史』を学べる学科はどこですか？：そんな学科はありません。「鉄道工学」は土木工学科で開講される概論的な科目の1つです。「鉄道史」は博物館学を専攻して学芸員の資格を取得した者が博物館で取り組む仕事です。
   4. （大学・大学院）都市の景観に関して学べる学部・学科はどこですか？／建物に関しては建築学科、緑化に関しては農学部で学べます。これらの分野を横断して感性評価などに取り組むのは修士課程からです。
   5. （職業）この内容は鉄道会社の仕事ですか？：いいえ、土木コンサルタント会社の仕事です。あるいは運輸政策研究機構などの研究所の仕事です。
4. だって数学Cだもの。
   1. 統計解析環境「R」を使うにはどのような数学の知識が必要ですか？：「高校数学程度の知識（行列・ベクトルの概念やΣの意味がわかるレベル）」で使えるとされています。逆に、「R」を使おうとすれば「行列・ベクトルの概念やΣの意味」がわかるようになると期待されます。
   2. 「組合せ」と「離散数学」の違いがわかりません：ウィキペディアによるこれ以上ないくらい簡潔な説明があります。コンピューターを使う数学の全体像を知るには「現代数理科学事典」がおすすめです。（※図書館で読みましょう。）
   3. このゲームには数学Cが必要なのですか？：はい、必要です。地形データ（標高）を扱うだけでも2次元の行列になります。（※計算そのものは「R」を使えば簡単です。何をどう分析するかを考えるのが「理数探究」です。）

	統計数理研究所のミラーサイトから「R」を入手しよう

• ゲームの操作に慣れておく（マウスとキーボードを使用する）
• 紙上でよく予習しておく
• 「してはいけないこと」をするとどうなるか考え、「してはいけないこと」の理由を理解する（～20分）
• ゲーム画面を見ながら「前提とする地勢」をよく観察する（5～15分）
• ゲーム画面を見ながら学習内容（タスクと達成すべき内容）を理解する
• 操作や考えたことをメモしながらタスクに取り組む（45～60分）
• 振り返りを行なう（30分～）

• ゲームの開始後、「調整区域」を使用して既成の市街地が衰退しないようにする（乗客数が減らないようにする）
• ここでの学習上は考えなくてよい「自社物件」を売却する（「資産税」を大幅に減らす・決算情報の見かたを簡単にする）
• 貨物列車で「資材」を「隣町」へ送り出す（「資材の売却」で「鉄道」「電力」部門を税引後黒字にする）
• ここまで完了した状態を「スタートライン」とする
• タスクの実行に必要な費用を概算する
• 「証券取引所」を使って株式の売買を行ない、必要な額の資金が（開始時の資金と「自社物件」売却益に上乗せで）調達できるまで続ける（この間はほかのことをしない）

• 乗客数を見極め（可能であれば予測し）、駅や車両が過大にならないようにする（線路はたくさん引いてよい）
• 真に必要でない限り高架駅や地下駅をつくらない（線路は高架や地下にしてもよい）
• 列車を漫然と各駅停車にしない（計画上の意味を考え、A地点とB地点を結ぶ列車として直行させ、そのような列車をいくつも組み合わせる：「あやとり」のイメージで）

• 「折返」や「ポイント」の設定を省略するため「高速線路で隣町に接続」を活用する
• 列車の運転時刻は発駅と着駅（または発駅のみ）で決め、途中の駅間を何時に（例えば深夜2時や3時に、あるいは夜行列車が午後2時に）走っていても気にしなくてよいとする
• 各駅で2時間に1回（1本）の発車があればじゅうぶんと考える

このゲームには採点機能がない。ゲーム内の指標を組み合わせてじぶんで評価基準を決める必要がある。

評価指標をつくろう

ゲームの画面にばらばらに表示される数字や、何も言わずに所定の計算（税率など）を済ませてしまって表示される数字を元の数字に戻すなどしてから、所望のことがらをよく表す指標となるよう組み替えた。数字そのものが変わるわけではない。

現在の「産業構成比」は、ほとんどダジャレである。ゲーム画面に表示される「産業構成比」をそのまま円グラフにしてもまったく意味がない。「樹木」は「林業」ではないのか。「商業」と「ビジネス」の違いは何かと問えば答えに詰まる。ゲーム内では「商業」は「人口」や「乗客発生」に、「ビジネス」は「平日」と「休日」の「乗客数」に違いをつけるために使われているようである。「産業構成比」という表示に惑わされず、ゲーム内で実態のある数字としてとらえなおそう。

このゲームでは「資金10兆円」を「クリア」としているが、「資金」の数字だけではほとんど情報をなさない。ここでは「修正総合利回り」を参考にした。ゲーム内の「決算情報」の画面で一覧できる数字を使った。1年度ごとに算出して、時系列にしよう。「決算情報」は30年分までしか見られない。もっと長い期間のゲームになるときは、セーブデータをこまめに残そう。（※上書きしないで「新規保存」していこう。）

評価基準を決めよう

1. 複数の人に同じマップをばらばらにしばらくプレーしてもらい、ある時点での評価指標を算出してみよう
2. 分布を調べ、平均（分布の中心）を「B」、平均より良いものを「A」、平均より悪いものを「C」とするようなランク分けをしよう
3. それより細かい判定をすることができるほど優劣がはっきり決まることがらではないと理解しよう（1点でも高いほうが勝ちとするような採点をしてはならない）

ここでは「鉄道」「都市」「経営」の3つに分けて評価指標をつくった。この3つは別々のことがらであるから、それぞれにおいて採点されるべきである。理科と国語と体育の成績を合計しても意味がない。

• 経営スコア：「評価額の合計」という「結果」に対して、ほかの15指標が「原因」であるとみなせる→（5年で1期ととらえ）5年目（1期の最終年度）のスコアで30年目（6期の最終年度）のスコアを予測できるか？
• 都市スコア：「士農工商」を「結果」とみなせば、「文化住宅」を「原因」とみなせる
• 鉄道スコア：「車両の運行費用／走らせた編成の数」など、値の分布が対数的で扱いずらいものについて、もう少し考えてみよう

• 天野光三ほか「図説鉄道工学」丸善（2001年3月）
• 【PDF】国立科学博物館 産業技術史資料情報センター「かはく技術史大系（技術の系統化調査報告書）」（全文が読めます）
• 北海道開発局 札幌開発建設部「本願寺街道・国道230号の歩み」
• 東京書籍「東書教育シリーズ 中学校 新学習指導要領に向けて」（2017年11月）
• 学校図書「平成28年度用中学校数学 教師用指導書」
• 日本経済新聞「「数学C」復活へ 次期学習指導要領で」（2016年5月24日）
• 運輸省「昭和52年度 運輸白書」（全文が読めます）
• 河合塾「2018（平成30）年3月に告示された高等学校学習指導要領の分析報告」
• 【PDF】「Excelで始める数理最適化」（2012年4月）
• 東京大学理学部 情報科学科「高校生に伝えたいほんとうの情報科学」
• カシオ計算機「２点間の距離」
• マクロミル「寿司ネタ」の「階層クラスター分析」
• 北大路書房「教材設計マニュアル」（2002年4月）の熊本大学大学院 教授システム学専攻での活用例
• 文部科学省「事前指導（事前学習・事前準備等）の充実」（2010年3月）
• 九州旅客鉄道「特急 A列車で行こう」
• 「ゲームシステムとは」（「システムとは」）

• はじめに
• マニュアルをしっかり読もう（PS4版の場合）
• Ｑ＆Ａサイトで見る「つまづき」全24問
• 「乗客発生」と「降車客」を区別しよう・「乗客対応」を使いこなそう
• 「ミニマムマップ」で知る課税のしくみ
• ノートをつけよう
• 鉄道工学と鉄道史をひも解く
• 「列車タイプ」
• （「最大乗車率」「基本運賃」）
• （「運行距離」「速度」）
• 「路線」と「配線」（「配線略図」）
• 「駅の種類」（「乗降場の種類」「駅の種類と旅客通路および鉄道線路の関係」「駅の種類と配線」）
• 「線路の名づけかた」（「国有鉄道線路名称（明治42年鉄道院告示第54号）」）
• 「目的」で分ける「複々線」5類型
• 「信号」（「閉そく」「連動装置」「速度制限」「ATC」）
• 発展的な学習内容（「知識のクラスター」）
• レポートをまとめよう
• “生の数字”を「指標」にまとめる（乗降客数の増加率、乗降客数の分担率、資産税の分担率、費用の分担率）
• （参考）数値実験や分類問題の報告例
• （参考）アブストラクトをつくろう
• （参考）ポスター発表をしてみよう
• 新しい提案を目指そう
• 「j日市（じぇいかいち）」「n本松（えぬほんまつ）」（郵便番号データで遊ぶ）
• 地形の特徴を多次元のベクトルで表現しよう（「Ward法」）
• 路線網を木構造で表現しよう（「グラフの最小全域木」）
• 路線網を隣接行列で表現しよう（「固有ベクトル中心性」）
• 「超空間トンネル」で無限の長さを（「認知地図」「フラクタル」「メタファー」）
• 「ノン・プレーヤー・ビークル（NPV）」のアルゴリズムをつくろう（「マルチエージェントシステム」）
• 「スキー場」「ゴルフ場」のコースを自動生成するアルゴリズムをつくろう（「凸包」「乱数のシード」）
• 『動物タイプ』がゲームをみがく（同じアルゴリズムを何種類もの表現に応用しよう）
• 「鉄道博物館」でポーカーを（列車をトランプに見立てて「役」をつくるサブゲーム）
• このブルドーザーに「ライフゲーム」を（「ロボット掃除機」のような動きで整地するサブゲーム）
• 「プレーのスタイル」をスコアで表わそう（「初音ミク Project DIVA Future Tone」）
• コラム
• 将棋の「棋譜」と「実験ノート」（研究倫理と「再現性」）
• 将棋の「投了」（ゲームの終わりをじぶんで決める）
• 将棋の「感想戦」と「データ同化」（統計数理研究所の仕事）
• ゲームにふさわしい「ペナルティ」の表現とは
• 「松ヶ崎横穴墓群」と「湘南日野駅（港南台駅）」
• 「地形の自動生成」を使いこなそう・生成された地形をそのまま使おう
• ゲームにふさわしい「駅名のつけかた」とは
• まったく異なる2つのマップに同じ路線網を築く“2面指し”（「トポロジー」）
• 理科年表「日本のおもな都市」を使おう
• 「自動発展」と「クラッセンの都市ライフサイクル論」
• Dr.Averageの奇妙な買い物（「平均値」「中央値」「最頻値」の違い）と「Mr.Average」
• 「新幹線」はなぜ高いのか（「路盤」「軌道」「架線」と「物価」「総括原価方式」）
• 「HSV色空間」を使おう（「色指定」という仕事）
• 「色覚多様性」と「ユニバーサルデザイン」（【特集】「True Color」）
• 「両数」という表現力
• 「組合せ」と「ネットワークモチーフ」（離散数学へのいざない）
• バスは何色あればよいか（「k彩色問題」）
• 運行計画のさまざまなデータ表現と「GA（遺伝的アルゴリズム）」
• 検索エンジンにも使われる「コサイン類似度」（「ベクトル空間モデル」）
• 「SD法」と「次元の呪い」
• 【特集】「MOBILITY - A City in Motion」（2001年ドイツの交通環境負荷シミュレーションゲーム）
• 「実装」とは何か（全体を見渡して考える方法）
• 「仕様」をあきらめないで（指摘は具体的に）
• 「高校生は“ジュニア”なのか」（「問題理解力」「説得力」「構成力」「文章力」「知識力」の5つの評価項目）
• 参考図書（事典、地図、データベースなど）を使い分けよう（探しかたのガイド「パスファインダー」を使おう）

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