レゴ® エデュケーション SPIKE™ プライムセット

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。

30~45分
入門
小学校高学年・中高
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Lesson Plan

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。

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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。

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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

SPIKE Competition Ready Training camp 3 Teacher Building Tip ja-jp

パワーモードでのモーターの使用
スピード調整モードを使用してモーターをオンにすると、ハブはドライビングベースが走行しているのが平面か、斜面に関わらず希望のスピードになるまで徐々に電力(電圧)をモーターに送り、その後一定に保ちます。

パワーモードでモーターの電源を入れると、ハブはすぐに希望した電力(電圧)をモーターに送信します。

ライントレースの場合、ドライビングベースは細かく速い動き(殆どの場合、白と黒の空間の間での10度以下での振動)を求められるため、パワーモードを使用したプログラミングはより反応性が高く、より正確なライントレースになります。

このブロックは「モーター拡張」の拡張機能にあります。

プログラミングのヒント

メインプログラム

SPIKE Competition Ready Training camp 3 Step03-Program ja-jp

解決方法

SPIKE Competition Ready Training camp 3 Teacher Solution ja-jp

他のプログラム

SPIKE Competition Ready Training camp 3 Teacher Other ja-jp

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。

  • 青い駆動ベースは、ラインに垂直な位置で停止しました。
  • 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。

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。
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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 (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

教師用サポート

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

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

生徒用資料

生徒用ワークシート

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