物体と障害物

1.準備

• EV3 Classroom アプリの生徒用資料を読み、学習課題をよく理解しておきましょう。
• 超音波センサーが動く仕組みについて調べておきます。
• このレッスンでは、直方体ブロックを置く位置を測定するのにメジャーが必要です。
• このレッスンを完了するには、ドライビングベースを組み立てておく必要があります (所要時間約30分)。

2.興味付け (5分)

• 「ディスカッションを活性化させる」セクションのアイデアを参考に、生徒の学習への関心を喚起します。
• 生徒にペアを組ませます。

3.探求 (20分)

• ペアごとに、直方体ブロックとドライビングベースに搭載する超音波センサー拡張パーツを組み立てるよう指示します。
• 生徒が用意されたプログラミングスタックを使って、超音波センサーの使い方を試す時間を設けてください。

4.説明 (5分)

• 距離を測定するために、どのように超音波センサーを使うことができるか、ディスカッションをさせましょう。

5.仕上げ (15分)

• 直方体ブロックに近づくにつれて、ビープ音が速くなるか大きくなるようにプログラミングできるか挑戦してもらいます。
• 清掃の時間も忘れずに確保してください。

6.評価

• それぞれの生徒に取り組みを評価して伝えます。
• 評価の際は、以下に提示するルーブリックを参考にすると良いでしょう。

モジュラー式ロボットは拡張や再構成によって幅広いタスクを実行できるようカスタマイズできるため、非常に便利です。センサーを追加すると環境に反応することが可能になり、障害物の検出や衝突の回避などの機能をもたせることができます。

以下のような質問をして、物体を検出できるロボットについてのディスカッションを促してください:

• 物体を検出できるロボットにはどのようなものがありますか？
• ロボットに物体を検出する機能があると便利なのはなぜでしょうか？
• 超音波とは何でしょうか？また、超音波センサーはどのように機能しますか？

組み立て説明書

• ドライビングベース
• 超音波センサー – ドライビングベース
• 直方体ブロック

ドライビングベースは使用後も分解せず、完成した状態のまま保管しておきます。

メインプログラム

解決方法

学習に困る生徒が多い場合は、次のように学習方法を工夫してみましょう:

• 超音波センサーの使い方を説明する時間を長めに設ける。

この学習で物足りない場合は、次のように学習方法を工夫してみましょう:

• 障害物を回避することができる自律走行ロボットをプログラミングできるか挑戦させる。
• 超音波センサーの代わりにタッチセンサーを使って障害物を検出する機能をプログラミングさせる。

この学習におけるルーブリックの例
次のルーブリックを参考に、評価規準や判定基準を作成しましょう。
1.課題を部分的にこなした。
2.課題を十分にこなした。
3.期待を上回る達成度であった。

以下の成功基準を使用して、生徒の進度を評価します。

• 超音波センサーを使って物体を検出することができる。
• 超音波センサーブロックのパラメーターを変更して異なる距離を検出することができる。
• プログラムを拡張して、検出された距離に応じて動的に反応させることができる。

自己評価
それぞれの生徒に、自分の成果に最もよくあてはまるレベルを選ばせます。

• ブロンズ:超音波センサーを使って、物体の所で停止させることができた。
• シルバー:超音波センサーを使って、物体までの距離を検出することができた。
• ゴールド:プログラムを構成する要素の1つを、物体までの距離に対して動的に反応させることができた。
• プラチナ:プログラムを構成する複数の要素を、物体までの距離に対して動的に反応させることができた。

言語能力の発達を促すために、生徒に以下のタスクに取り組んでもらいます:

• 超音波センサーの仕組みについてのプレゼンテーションを準備し、発表する。

注:これにより、さらに長い授業をすることができます。

この授業を楽しむことができた生徒は、以下の進路について興味がある可能性があります。

• システム建築エンジニア
• プレ・エンジニアリング