トレーニング キャンプ2物体を感知
センサーを使ってモーターを制御し、競技フィールド上の物体に反応します。
レッスンプラン
1.準備
- レゴ・®エデュケーションSPIKE™アプリの生徒用教材を読み、学習課題をよく理解しておきましょう。
2.取り組む (5分)
- 次ページ「ディスカッションを活性化させる」セクションの「アイディア」を参考に、生徒の学習への関心を喚起します。
- ビデオを使って取り組む学習課題の説明をします。
3.調べる (20分)
- ドライビングベース、アーム、マーカー、キューブを組み立てます。組み立てには2人1組のペアで取り組ませます。
- どちらのプログラミングスタックによって、ドライビングベースがマーカーで停止するのか分かるように、2つのプログラミングスタックを作成させます。
- ドライビングベースにさらにプログラミングブロックを追加して、アームを下げたり、マーカーから少なくとも30㎝離れた距離からキューブを集めたり、戻したりさせましょう。
4.説明する (5分)
- 距離を測定するために、どのように距離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.詳しく考える (15分)
- 生徒にリレー競技をさせて、ゴールまでの速さを競わせましょう。
- 忘れずにクリーンアップのための時間をとりましょう。
6.評価する
- それぞれの生徒に身に付いた力を評価して伝えます。
- 評価の際は、下で提示しているルーブリックを参考にしてください
ディスカッションを活性化させる
これらのアイディアを使って、どうやって物体を見つけたり、その周りを回ったりすることができるのかといった、競技用のロボットについてのディスカッションをさせましょう。
- ロボットがある場所から別の場所に物体を移動させている場面についてみたことがあるか尋ねましょう。また、そのときの状況について説明させましょう。
- ドライビングベースでは、センサーを使って物体を検知したり、追加のモーターとアームを使って物体を集めたりできることを生徒に伝えましょう。
- 生徒に、自分たちが自律ロボットを作成していることを説明します。生徒に、競技において自律モードが重要な理由について尋ねましょう。
また、全員に学習課題を明確に把握させるため、このビデオを生徒に見せましょう。
組み立てのヒント
距離センサー付きのドライビングベース
距離センサー付きのドライビングベースモデルを使います。忘れずにケーブルクリップを使用してください。
距離センサーとアーム
生徒は、アームを自由にキューブの上で動かせるように、十分な高さまで（それほど大幅でなく）上げる必要があります。高く上げすぎた場合は、距離センサーと干渉してしまいます。
リレー競技の準備
ドライビングベースとマーカーの間の距離を約30㎝空けてから始めましょう。
生徒は、ドライビングベースが次のバトンを回収できるように、各バトンが届けられたらドライビングベースから取り外す必要があります。
プログラミングのヒント
メインプログラム
解決方法
他のプログラム
差別化
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。
- 時間をとり、距離センサーの使い方について説明する。
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。
- 物体に対する動作を練習するために、他の物体を使った競技を作ります。 (例 生徒に、距離センサーを使ってブロックを開始位置に戻させる)。
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.可
2.良
3.優
以下の成功基準を使用して、生徒の進度を評価します。
- 生徒はプログラムを拡張して物体を取ってくることができる。
- 距離センサーを使って物体を検出し、取ってくることができる。
- 生徒は、異なる距離を検出するために距離センサーブロックのパラメーターを使用することができる。
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ブロックを選ばせます。
- 青 距離センサーを使って物体を検出し、取ってくることができた。
- 黄色リレーチャレンジを達成できた。
- 紫色リレーチャレンジを達成し、早い記録を残せるようにプログラムを最適化することができた。
仲間の評価
次の方法で、生徒が他の生徒からフィードバックをもらえるよう促します。
- 上記の色付きブロックのスケールを使用し、1人の生徒にお互いのパフォーマンスを評価させます。
- 次のレッスンで、お互いに建設的なフィードバックをしあい、グループ全体のパフォーマンスを向上させましょう。
国語の発展課題
国語スキルの発達を取り入れるためには以下の内容を行います。
- 生徒にゲームを再設計させて、自分達のルールについて考えさせます。生徒にルールを書かせたり、理解を助けるための画像を作成させたりして、ペアでお互いのゲームにチャレンジさせます。
注これにより、さらに長いレッスンをすることができます。
数学の発展課題
数学スキルの発達を取り入れるためには以下の内容を行います。
新しいゲームを設計する際、生徒に次のもの活用するときには、以上 (>) および以下 (<)を最大限に使用するように指示します。
*距離センサーの値
- カラーセンサーの反射光の値
- ジャイロセンサーから得た回転角度の値
注これにより、さらに長いレッスンをすることができます。
職業適性
このレッスン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。
- ゲームプログラミング
- 機械技 術
- 情報サービス業
教師用サポート
生徒は以下のことに取り組みます。
- 推測をすることで、物体がある場所で止まる。
- 距離センサーを使って物体を検出して反応する。
レゴ® エデュケーション SPIKE™ プライムセット
小学校
- クラブ活動
中学校 - 技術家庭科：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、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
高校 - 総合的な探究の時間