LEGO® Education SPIKE™ Prime Set

トレーニング キャンプ3ライントレース

ドライビングベースを自律制御させるために、カラーセンサーを使ってプログラミングをします。

45~90分
入門
中学校
トレーニング キャンプ3ライントレース
先生用参考情報

生徒は以下のことに取り組みます。

  • 黒い線で止まるように、ドライビングベースのプログラムを作成する。
  • 黒い線の後に沿うようにドライビングベースのプログラムを作成する。

レゴ・エデュケーションSPIKE™プライムセット

組み立て説明書
用紙
黒のマーカー
線についてのアイディア(PDF)

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
生徒用ワークシート
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トレーニング キャンプ3ライントレース

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。
  • このレッスンでは、白あるいは明るい色の上に濃い黒い線が必要です。

▷ 白い紙の上に黒い線を描く。
▷ 明るい色の面の上に絶縁用テープを張る。
▷ 「線のアイディア」のPDFを印刷する。
▷ レゴSPIKEコアセットの、黒のシャフトのパーツを使う。

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)

*カラーセンサー付きのドライビングベース組み立てます。組み立て作業は2人1組のペアで取り組ませます。

  • 生徒にドライビングベースを、前進して黒い線に対して垂直に止まるように、最初のプログラミングスタックを実行させます。
  • 2番目のプログラミングスタックを実行させて、何が起きたかを説明させます。

4.説明する (5分)

  • カラーセンサーがどのように黒い線を検知するのかについて、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、ドライビングベースが黒い線に沿って走るように、次のプログラムに取り組ませます。
  • 生徒にこのプログラムを最適化させて、より良いライントレースプログラムを作らせます。

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、生徒に競技フィールドやフィールド内の線についてのディスカッションに取り組ませましょう。

  • 生徒に、これらの線をどのように活用すればドライビングベースのプログラムをより効果的にできると思うか、その方法について尋ねましょう。
  • 以下のような異なるタイプの線や交差点について説明します。

▷ 細い線
▷ 直角
▷ T字路
▷ つながっていない線
▷ 色付きの線で区切られている黒い線

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。

Video preview

組み立てのヒント

カラーセンサー付きのドライビングベース
カラーセンサー付きのドライビングベースモデルを使用します。忘れずにケーブルクリップを使用してください。

カラー センサーを使用する
カラーセンサーは、このチャレンジを解決するために2種類のモードを使用することができます(カラーモードまたは反射光の強さモード)。

カラーセンサーの反射光の強さモードは、最良の精度を得ることができます。線に沿って走ると、2つの色または2つの反射光の強さを交互に検出します。時間をかけて、センサーが値を検出する方法について生徒に調べさせましょう。例

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。

*カラーセンサーの反射光の強さモードについて説明する。

▷SPIKE アプリのヘルプセクションで、カラーセンサーについてさらに詳しく学びましょう。

**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。

  • 生徒に、異なる幅、色、形の線に沿って走るようにプログラムを修正させる。

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。

  • 生徒はカラーセンサーを使用することで、線に反応することができるドライビングベースをプログラムすることができます。
  • 生徒はプログラムの中の「IF ELSE」 の条件を使用して、シンプルなライントレーサーを作ることができる。
  • 生徒はさらに正確なライントレースをするためにプログラムを最適化できる。

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。

  • 青ドライビングベースを垂直な線と平行なところで停止するようにした。
  • 黄色ドライビングベースが線に沿って走るようにプログラムを作成した。
  • 紫色ライントレースプログラムを修正して、ドライビングベースがさらに速く効率的に動くようにした。

国語の発展課題

国語スキルの発達を取り入れるために以下の内容を行います。

  • 微分制御のライントレーサーと呼ばれるプログラムを提示し (以下のプログラミングのヒントのセクションを参照) 、生徒にプログラムの動作方法を解読させます。
  • 生徒に、以前のライントレーサーのプログラムと比較して、このプログラムの性能を評価させます。

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。

  • 生徒にこれらの用語を使って、カラーセンサーの反射光の強さを使用したライントレーサープログラムの動作方法について説明させます。

▷しきい値
▷ 平均値
▷ 以上、以下
▷範囲
▷ パーセント

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。

  • アプリケーション開発
  • 機械技術
  • 情報サービス業
先生用参考情報

生徒は以下のことに取り組みます。

  • 黒い線で止まるように、ドライビングベースのプログラムを作成する。
  • 黒い線の後に沿うようにドライビングベースのプログラムを作成する。

レゴ・エデュケーションSPIKE™プライムセット

組み立て説明書
用紙
黒のマーカー
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