ミッション・トレーニング:クリエイティブな問題解決

• これはハイブリッド型学習用のレッスンです。レゴ_^® エデュケーションSPIKE^™ プライムセットやレゴブロック、ソフトウェアを使わずに教えることができます。
• このレッスンでは、エンジニアリングデザインプロセスに従って、あるデザイン・チャレンジに対する解決方法となるモデルを組み立て、テストします。
• このレッスンではミッション戦略とロボットの取り付けデザインについて学びます。ロボット競技会への出場に向けた準備として使用することができます。

このレッスンは以下の使い方ができます:

• *「トレーニングキャンプ 2:物体を感知」*のレッスンの後に、押す力、引く力、配達、物体の救出といったコンセプトを定着させるために使う。
• *「基礎ミッション」*のレッスンの後に、ロボットによる物体への反応や動作をさらに探究するために使う。
• ユニット中の任意のタイミングで、ミッション戦略やロボットデザインのスキル、チームワークを伸ばすために使う。

• 補足資料にあるレッスンプレゼンテーションは、レッスンのペース配分や5E指導モデルの各ステージの進行に使用してください。

エンジニアリングデザインのコンセプト

• プロトタイプ:アイデアを試すためのサンプルモデル。
• テストと評価:アイデアがどれだけ上手く機能するかを測定するプロセス。プロトタイプをテストし、その性能を評価します。
• 反復:目標とする結果に近づくためにプロセスを繰り返すこと。反復作業には、何かを修正する行為を含むものもあります。

問題解決について簡単なディスカッションを促します。
• このディスカッションを通して、「クリエイティブな問題解決の戦略」の定義に対する共通認識ができるようにし、デザイン・チャレンジの解決の条件を明確にしてください。

レッスンプレゼンテーションの 「関心を引きつける」 のページを表示してください。
• このページには、絡まってしまった紐の絵が描かれています。

このような質問をしましょう:

• この絵では何が問題なのでしょうか？(この質問は、生徒が問題を定義するのに役立ちます。答えの例:結び目を解く必要があります。)
• この問題を解決する方法にはどのようなものがありますか？(この質問は、生徒に問題の解決方法をブレインストーミングするよう促すのに役立ちます。答えの例:絡まっている部分を緩め、紐の端を探し、結び目を解きます。)
• あなただったら最初に何を試しますか？(この質問は、生徒に問題を解決するための計画を考え、最初のプロトタイプの詳細を定義するよう促すのに役立ちます。)
• 上手くいかなかったらどうしますか？次は何を試しますか？(この質問は、生徒にプロトタイプの評価、発見、反復的なエンジニアリングデザインプロセスをどのように行うかを考えるよう促すのに役立ちます。)
• 問題解決とは問題を解決するためにさまざまなアイデアを試すプロセスが中心であり、これを反復と呼ぶことを説明します。

***「関心を引きつける」ステージにおけるハイブリッド型学習のヒント*

全員が同時に出席できる場合

• 予定されている授業時間中に、クラス全員でバーチャルディスカッションを行います。この際先生の発言は最小限にします。生徒が自分たちで答えたり質問したりするように促してください。オンライン投票ツールやチャット機能を使い、全員が貢献できるようにしましょう。

全員が同時に出席できない場合

• レッスンプレゼンテーションの*「関心を引きつける」*のページを表示し、それぞれの生徒が直接先生に答えを提出するべきか、クラス全員がディスカッションボードに答えを入力するべきか選択してください。オンラインディスカッションボードは、生徒全員が同時に授業に出席できなくても生徒間のやり取りを促すことができる効果的なツールです。

これから、デザイン・チャレンジに対する解決方法となるモデルを自分の力で組み立ててもらうことを説明してください、

レッスンプレゼンテーションの 「探究する」 の最初のページを表示してください。

• このページには、4 つのデザイン・チャレンジが示されています。この4つのチャレンジは、ロボット競技会のミッションでよく使われる障害物と似たものになっています。
• 4つのチャレンジすべてを生徒に見せて好きなものを選んでもらっても、いくつかの授業に分けて一度に1つずつ取り組んでも構いません。
• 問題を解決するアイデアを生徒にブレインストーミングしてもらいましょう。アイデアを簡単に発表するよう促してください。

デザイン・チャレンジ
このレッスンの4つのデザイン・チャレンジの概要は以下の通りです。

• チャレンジ A:誰かに何かを配達する (解決方法の例:押す、引っ張るのいずれかの方法で物体を運びます。生徒がアイデアを出せずにいる場合は、水の入ったグラスを運ぶ方法を考えるよう促してください。)
• チャレンジ B:デバイスを起動する (解決方法の例:何かを押す仕組みを考えます。起動するデバイスを生徒に選んでもらいましょう。)
• チャレンジ C:物体を救出する (解決方法の例:掴む、引っ張る、押すのいずれかの方法で物体を救出します。救出するのが楽しい物体を提案してください。)
• チャレンジ D:コインを裏返す。 (解決方法の例:何かを裏返す仕組みを考えます。コインが使用できない場合は、裏返すことができる薄いものを使ってください。)

レッスンプレゼンテーションの 「探究する」 の2ページ目を表示してください。
このページには、デザイン・チャレンジのステップが示されています:

• ステップ 1 - 特定:デザイン・チャレンジを選びます。
• **ステップ2 - ブレインストーミング:**用意できる材料を使ってチャレンジを解決する方法を考えます。
• ステップ3 - 制作:デザインを組み立てます。これがプロトタイプの「原案」になります。
• ステップ4 - 反復:解決方法を評価し、改善します。
• ステップ5 - 発表:上手くいったこと、プロトタイプについて発見したこと、これらの情報をどのように改善に活かしたかを発表します。

レッスンプレゼンテーションの 「探究する」 の3ページ目を表示してください。

• このページには、デザイン・チャレンジの解決方法に使用できる不用品の例が示されています。

解決方法に不用品を活用する方法についてディスカッションを促してください。このような質問をしましょう:

• ここにはどのような材料が描かれていますか？
• あなたの家にはどのような材料がありますか？
• その材料はこのデザイン・チャレンジにどのように使えますか？

レッスンプレゼンテーションの 「探究する」 の2ページ目をもう一度表示します。

• このページに示されているプロセスに従って作業するよう促してください。
• 制作と反復を行う時間をとり、実行可能な解決方法を完成させてもらいましょう。
• ここで制作するのはプロトタイプであり、はじめから完璧に機能しなくても問題ではないことを思い出してもらいましょう。反復のプロセスで新しい発見が期待できることを説明してください。

***「探究する」ステージにおけるハイブリッド型学習のヒント*
このアクティビティを交流の時間にしましょう。仲間と一緒に組み立てると楽しくなります。

全員が同時に出席できる場合

• オンライン授業の場合はクラス全員が1つのミーティングルームに参加し、生徒1人にクラスの前でプロトタイプを発表してもらいます。または、少人数グループでブレイクアウトルームに分かれ、パートナー同士やグループ内でプロトタイプを発表しあうこともできます。

全員が同時に出席できない場合

• 保護者に協力をお願いして、それぞれの生徒に家庭学習用の専用スペースを用意するよう促します。課題に取り組むには、明るく清潔で、散らかっていない平坦な面が最適です。住環境が生徒によって異なる点に注意してください。

• クラス全員がデザイン・チャレンジを完了できたか、少なくとも意義のある試みに挑戦できたら、ここまでの体験について振り返ってもらいましょう。

レッスンプレゼンテーションの 「説明する」 のページを表示してください。

• このページには、ロボット競技会の評価セッションで聞かれる可能性のある質問に基づいた、会話を促すイラストが示されています。

生徒に以下の事柄の例をいくつか発表してもらいましょう:

• 作業をどのように計画したか (どのようにして問題を特定し、デザイン条件を定義したかを説明するよう促します。)
• 問題に対するクリエイティブな解決方法 (創造力を発揮したところや革新的な考え方を説明するよう促します。)
• 反復プロセスで発見したこと (ロボット競技会のコアバリューである、発見や革新について説明するよう促します。)
• プロトタイプに行った改善 (反復プロセスを説明するよう促します。)

自分のアイデアについて話す際はアイコンタクトを取りながら相手を尊重する話し方を心がけ、具体的な例を含めるよう、もう一度注意してください。

***「説明する」ステージにおけるハイブリッド型学習のヒント*

全員が同時に出席できる場合

• オンライン授業の場合は、レッスンプレゼンテーションの*「説明する」*のページを一緒に確認してから、少人数グループでブレイクアウトルームに分かれて発表してもらいましょう。
• 各ブレイクアウトルームを訪問し、生徒の理解度を確認してください。
• 生徒の質問に答え、誤解はストレートに解くようにし、学んでいる概念に対する理解を深めます。

全員が同時に出席できない場合

• 自分が受け取ったフィードバックについてクラス全員に発表してもらったり、グループチャットにコメントで投稿してもらったりして考察を促しましょう。

レッスンプレゼンテーションの*「さらに実践する」*のページにある、作業を記録する方法の例を表示してください。

• 動画やポスターを制作したり、エンジニアリングノートブックのページを共有したりしてチャレンジへの取り組みを記録するよう促してください。
• この記録プロセスは、ロボット競技会におけるリサーチ・プロジェクトやデザイン・プロジェクトの制作に向けた練習としても機能します。

「さらに実践する」ステージにおけるハイブリッド型学習のヒント
生徒が自分の作品を展示し、クラスメイトの作品を見る機会を設けてください。

全員が同時に出席できる場合

• クラス全員でオンラインの発表タイムを設け、作品を発表してもらいましょう。

全員が同時に出席できない場合

• クラス全員が見れるバーチャルギャラリーを作成し、生徒に作品を公開してもらいましょう。自分の作品を投稿し、クラスメイトの作品も見るように促してください。

• 生徒全員に反復したことや発見したクリエイティブな解決方法の例を1つ発表してもらいます。

生徒に学習の成果を自己評価してもらいましょう:以下のステップに従うか、オリジナルの自己評価アクティビティを行ってください。

• 戦略、反復、デザイン・チャレンジに対するクリエイティブな解決方法を説明する際に少し助けが必要な人は片手を挙げてください。
• 戦略、反復、デザイン・チャレンジに対するクリエイティブな解決方法を説明することができる人は両手を挙げてください。
• 戦略、反復、デザイン・チャレンジに対するクリエイティブな解決方法をクラスメイトに教えることができる人は両手を振ってください。

「評価する」ステージにおけるハイブリッド型学習のヒント
学習内容をまとめたレポート、ライブまたは動画によるプレゼンテーション、図や絵など、評価方法はたくさんあります。

全員が同時に出席できる場合

• 予定されている授業時間中に、クラス全員でバーチャルディスカッションを行います。

全員が同時に出席できない場合

• 学習内容をまとめたレポート、口頭でのプレゼンテーション、図や絵などを投稿してもらい、学習内容の考察を促しましょう。