福井市至民中学校 様

生活を豊かにする制御模型をつくり、動かしてみよう。


ご担当

齋藤 雅宏 先生

対象科目

中学校2年生対象、必修 領域「プログラムによる計測・制御」

利用教材

・教育用レゴ マインドストームNXT
・NXTソフトウェア

テーマ

生活を豊かにする制御模型をつくり、動かしてみよう。

実施時間

8時間(70分授業)

内容

生徒たちにとって、「計測・制御」は全く未知の世界だろう。普段の生活で便利だなとか、自動的に動いていてすごいなとか漠然と感じているかもしれない。その漠然と感じているものをこの学習内容で、はっきりとさせていきたいと考えた。
また、この「計測・制御」が社会の中で利用されている理由がわかり、技術(社会全般にいわれる技術)が社会や生活にどのように関わっているのか、その技術のすばらしさをこの学習内容より感じ取っていって欲しいと考え、今回の学習テーマをつくった。その思いを実現するための有効な教材として、様々なセンサを利用でき、形も自由に変形できる「教育用レゴ マインドストームNXTとNXTソフトウェア」を使い実践を進めた。

本学習における授業計画

1.制御について考えよう(ムラタセイサク君を調べてみよう)…2時間
2.NXTソフトウェアの使い方を知ろう…1時間
3.NXTでコースをクリアするプログラムをつくろう…1時間
4.制御で生活を豊かにするものを設計しよう…1時間
5.制御で生活を豊かにするものを製作しよう…2時間
6.製作したものを発表しよう…1時間

学習効果

・今回の実践では、技術が社会の中で利用されていることに関してかなり盛り込むことができた。 制御製品の模型をつくっていく実践が有効であった。生徒の感想からもわかるようにプログラムによる「計測・制御」が身の回りに多く存在し、そのプログラムのシステムまで考えさせることができた。 また、便利で安全で快適な生活を実現していくために「計測・制御」が利用されていることを学び取ることができていた。しかも、制御される製品はエネルギー高率が良く環境に優しいものになっていることも学習していた。例えば、電灯を点けるときに、センサで人を感知して点け、その後ある一定の時間が経つと消えるというものや、自動消灯のテレビや暖房機などを模型でつくっていたことからも、エネルギーをいかに少なくして利用したらよいのかということに関して、考えが深まっていたことがわかる。 この学習は、生徒たちがこれから後の社会で持続可能な社会をつくっていく上で、大変重要なことを学んだことになる。

・プログラム学習についての深まり NXTソフトウェアは、アイコンで操作することができ、視覚で感覚的に操作できるので、生徒たちがプログラムを考えていく上で、大変有効な手段であった。 また、論理的に順序立てたプログラムを考えていく時にフローチャートを使い、言葉で生徒の考えを考えさせたこともプログラム学習として良かった。 自分たちがプログラムしたものが実際のロボットに転送し、すぐに動かせることは試行錯誤しながら考えていく助けにもなっていた。自分のプログラムの結果がすぐに見えるのはいい。コンピュータの中の映像だけが動くのではなく、実際のものが動いていくすごさである。プログラムにもいろいろなものがある。パソコンのソフトウェアを形成しているものプログラムであるが、それは生徒たちにはあまりピンとこないだろう。今回のこの教材を利用したことでプログラム学習がより深まった。

・教材の力により生徒が熱中できる実践であった 「教育用レゴ マインドストームNXTとNXTソフトウェア」は完成度が高い教材で、「計測・制御」の授業を展開していくには優れた教材であった。 しかし、その教材の力に頼るだけでなく、今回はただプログラム学習をするだけで終わらず、授業の展開を工夫して学習内容構成を進めたので、より一層この教材を利用できたと考える。 もともと、生徒たちはブロックを使い自分たちの手で何かを創造していくことは大変興味を抱いている。それを上手く利用しながら授業を進めていくことができたことも、生徒たちが熱中しながら学習内容が進んでいった要因であった。

コメント(生徒の感想一部)

ロボットを自分たちでつくって命令して動かすということはとてもおもしろかったです。僕の班では防犯装置をつくりました。防犯装置では、ほぼ全部のセンサを使いました。そのため各センサについてよくわかったし、おもしろい作品ができました。この授業を受けた後では、今までお店の中などでどうやって動いているのかわからなかったものも、何となく理解できるようになりました。ロボットをつくるこの授業はとても楽しかったし、社会に出た時に知っていると便利なこともたくさんありました。

日常品から公共のものまで、多くのものがコンピュータで制御されていたなんて知りませんでした。今回の授業で心に残ったことは、「自分たちがつくったロボットを自分たちでプログラムして、自分たちで動かす」ということです。まるで親になったようで、ロボットがとても可愛く見えました。このことで、ロボットはこの世には必要不可欠で、発展させると、お年寄りや子どもや体の不自由な人にも、より便利で快適な日々を送ることができるということがわかりました。

ロボット制御では、「どうすればこういうふうに動くか」「どのセンサを使うのか」などのとても数多い疑問がでてきます。その疑問をひとつひとつクリアしていくことでロボットが段々ちゃんと動いていきます。まるで、我が子を育てる気分です。ロボットのプログラムをしていくと、必ずわからないことがでてきます。ですが、考え方を変えると簡単にできたりすることもあります。そういうのはとてもおもしろいです。プログラム構成では、色々な事を学びました。やって良かったです。

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