データを使ってストレッチ

• このレッスンでは、ピッチ角、ロール角、ヨー角 のデータ値をストリーミングして折れ線グラフをリアルタイムで作成します。ここで作成したグラフを使用してストレッチの動作を調整し、自分のストリーミングデータが事前に記録したグラフと一致するようにします。

• ピッチ角、ロール角、ヨー角 のデータ値は、下の3つの軸における物体の傾き角度を表します。

  • ピッチ角度 - y軸の傾き
  • ロール角度 - z軸の傾き
  • ヨー角度 - x軸の傾き

• 様々な資料を使ってピッチ角度、ロール角度、ヨー角度 データ値のトピックに生徒の関心を引きつけてください。

ディスカッションを活性化させる

レッスンに関連する質問を問いかけ、ディスカッションを促しましょう。質問の例:

• 動作が正しいかどうかを判断する方法にはどのようなものがありますか？
• どうすれば実生活の動作をグラフの値で表すことができますか？

考えた答えを仮説としてノートに書かせます。

• 生徒にヨガリングを作らせます。オリジナルモデルを制作しても、アプリの「ヨガリング」の組み立て説明書を見ながら制作しても構いません。
• このヨガリングには、様々な動作のピッチ角、ロール角、ヨー角を記録する機能があることを説明してください。
• SPIKEアプリのサンプルプログラムを使ってモデルの動作を試すよう指示します。最初の動作として、リングを顔の正面 (ハブのLEDライトマトリクスが目の前にくる位置) から頭の上まで動かします (ビデオを参照)。
• 時間にともなうピッチ角度の変化を記録したグラフを見て、読み取れることをノートに書くように指示します。

• モデルがほかの値を記録できるよう、プログラムを調整する時間をとってください。
• 折れ線グラフに表示されている2番目のグラフと動作を一致させることができるか挑戦させます。
• 動作の速さがグラフの「形」に影響を与えることに生徒が気づくよう促してください。

• 授業の後にも生徒がSPIKEプライムセットを使用できる場合は、SPIKEアプリのタスクを行い、ハンズオン学習をさらに実践しましょう。例えば:
  • ロードされている最後のグラフには、2つの値が同時に使われています。グラフに従って、2つの動作を組み合わせた長いストレッチに挑戦させます。
• 授業後にセットを使用することができない場合は、生徒用発明ノートを完成させるか、下の発展課題のうち1つに取り組ませます。大半の発展課題は、ハンズオン体験で収集したデータを使って解くことができます。
• 生徒が自分の考えや実験結果について発表し、情報を共有する時間を設けてください。手段は問いません。最も効率的だと思うものを選んでください (対面、オンラインなど)。

• 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効率的に作業できます。

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。

• 課題を部分的にこなした。
• 課題を十分にこなした。
• 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。

• データを折れ線グラフに記録するプログラムを作ることができる。
• 装置の実際の動作と、そこから生成される折れ線グラフを関連づけることができる。
• ピッチ角、ロール角、ヨー角 の概念を説明することができる。

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:アプリのサンプルプログラムを使ってデータをグラフにすることができた。
• 黄:折れ線グラフを使ったオリジナルの実験を考えることができた。
• バイオレット:折れ線グラフを使ったオリジナルの実験を考え、グラフから結論を導き出すことができた。

仲間のフィードバック

次の方法で、他の生徒にフィードバックを伝えるよう促します。

• 上記の色付きブロックの評価方法を使用し、ほかの生徒のパフォーマンスを評価する
• 次のレッスンでより良い取り組みができるよう、お互いに建設的なフィードバックをする「仲間の評価」は、ハイブリッド型学習でビデオ会議やブログの投稿を使って行うのに最適です。

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。

• ハブだけをもって正しい位置に動かし、同じ実験を再現することができるか挑戦させる
• 制作したモデルの構造に合わせてSPIKE アプリのサンプルプログラムを調整させる

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。

• オリジナルのヨガリングを制作させる
• ペアを組んで相手のヨガの動きをグラフに記録し、グラフを共有し、グラフのデータに従って相手の動作を再現できるか挑戦させる

組み立てのヒント

プログラミングのヒント

このレッスンは、ハブがUSBまたはBluetoothで接続されている間に再生できるように設計されています。このモードでは、ハブが収集したデータはデバイスに直接ストリーミングされ、折れ線グラフがリアルタイムで作成されます。

メインプログラム

プログラム例

サイエンスデータのヒント
この実験で収集されるデータの一例です。

数学の発展課題

数学スキルの発展的課題として以下の課題を行います。

• このレッスンのサンプルデータ (または生徒が収集したデータ) を使い、グラフが直線になる時と曲線になる時にどのような動作が起きているかを説明させる。
• サンプルデータまたは生徒が収集したデータを使い、グラフが直線になっている部分を y = mx + b の数式で表すよう指示する。
• 手作業とデジタルツールを使った方法の両方で一次方程式 (y=mx+b) を求めさせる。

注：時間が別途必要です。

国語の発展課題

国語スキルの発展的課題として以下の課題を行います。

• デジタルメディアを使い、このレッスンの内容と発見した事柄をまとめさせる。例えば:
  • ビデオを作る
  • 学習管理システム (ある場合) 経由で写真とコメントを投稿する
  • ヨガインストラクターに問い合わせ、ヨガリングモデルのような装置が役に立つかどうか調査する

注：時間が別途必要です。

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。

• 療法士
• エンジニアリング、テクノロジー