教育版 レゴ マインドストーム EV3 基本セット

物体と障害物

超音波センサーを使って直方体ブロックを検出し、反応を実行させます。

45~90分
入門
小学校高学年・中高
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レッスンプラン

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。

ディスカッションを活性化させる

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。

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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?

組み立てのヒント

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組み立て説明書

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。

プログラミングのヒント

メインプログラム

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解決方法

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個別化

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。

学習評価

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。
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国語の発展課題

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。

職業適性

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

教師用サポート

学習内容:

  • 超音波センサーを使って直方体ブロックを感知し、反応させる

中学校
技術・家庭

  • C エネルギー変換の技術:(2)エネルギー変換の技術による問題の解決
  • D 情報の技術:(3)計測・制御のプログラミングによる問題解決

総合的な学習の時間

  • (1)探究的な学習の過程において,課題の解決に必要な知識及び技能を身に付け,課題に関わる概念を形成し,探究的な学習のよさを理解するようにする

高校
情報

  • 情報Ⅰ:(3)コンピュータとプログラミング
  • 情報Ⅱ:(5)情報と情報技術を活用した問題発見・解決の探究

総合的な探究の時間

  • (1)探究の過程において,課題の発見と解決に必要な知識及び技能を身に付け,課題に関わる概念を形成し,探究の意義や価値を理解するようにする

生徒用資料

生徒用ワークシート

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