ウォームアップ

• このレッスンは、主にSPIKEアプリを使って進めるようデザインされています。SPIKEプライムハブに接続せず、プログラミングブロックを使ってシミュレーションを作成します。SPIKEプライムセットを使ってレッスンを行う場合は、このページの_補足資料_にある組み立て説明書を使用してください。
• 必ずこのページのレッスンビデオを見ておいてください。
• このページにあるリンク、またはSPIKEアプリから、このレッスンの生徒用資料に目を通しておきます。
• 以下の準備も必要かどうか検討してください。
  • 適切なツールと場所の選択例えば、ビデオを見る、テキストを読む、ハンズオン体験の準備をする、といった活動は家でも行うことができます。実験をしたり、実際のデータを測ったりといった活動は教室が最適です。
  • 様々なツールを使用して、幅広い難易度調整を可能にするこれによって生徒全員の関心を引きつけ、学習の成果を伸ばすことができます。
  • オンラインで共同作業させるための方法を複数用意例:
    • ビデオ会議
    • ブログ、チャット、掲示板
    • デジタル版生徒用ワークシート
  • レッスンの一部が家で行われることを考慮して、レッスンの流れを調整する下の表はレッスンの流れの一例です。

• 生徒のニーズに合わせてレッスンを調整する方法はほかにもあります。
  • レッスン内容を説明したビデオを見せる。SPIKEアプリからでも、生徒用ワークシートのURLからでも構いません。
  • トピックについて用意したその他の資料を使う。
  • 生徒が学習の準備と実験結果の考察を記録できるよう発明ノートを工夫する。 (補足資料を参照)
  • レッスン概要 (レッスン内容を1ページにまとめたシート) を使い、オープンエンドのチャレンジとして取り組ませる。 (補足資料を参照)

• このレッスンのトピックは_代謝エネルギー_です。エクササイズ中に消費される仮想のカロリー値をグラフにします。これらの値からMET (代謝当量) のおおよその値を求め、異なる種類のエネルギーについても学びます。これが、この後のレッスンで扱う、運動エネルギーと位置エネルギーについてのより幅広い学習につながります。
• 様々な資料を使って_代謝エネルギー_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:

• データ計測機能をもったスマートデバイスを2つあげて、計測するものを説明することができますか？
• 運動をする際に消費しているのは何のエネルギーですか？
• どうすればそのエネルギーを測定することができますか？
• そのエネルギーの測定には何の単位を使いますか？

考えた答えをノートに書き、仮説を立てさせます。

• プログラミングキャンバスに用意されているプログラムを試して動作を調べさせます。
• 燃焼される仮想カロリーが折れ線グラフに表示されるので、そこから読み取れることを説明するよう伝えます。

• エクササイズのシミュレーションを作成してもらいます。これからこのエクササイズを画面上のシミュレーションロボットにさせることを説明してください。
• エクササイズをすることでロボットが燃焼する仮想カロリーの量をグラフ化させます
• 折れ線グラフに事前にロードされているデータセットに一致させるように指示します。

• これまでの学習を発展させる宿題を出しましょう。例をいくつか挙げます。
  • シミュレーションロボットと同じエクササイズをして、その様子をビデオに撮影させる。
  • 「MET」とは何か、燃焼カロリーを計測するのにどのように役立つかを説明させる。

• 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。

• 仮想カロリー値を使ってグラフを描くことができる。
• ほかの用途に使えるよう、数値をエクスポートすることができる。
• 仮想エクササイズを作成し、仮想カロリー値をグラフにし、_代謝エネルギー_とは何かをグラフを用いて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:ロボットを想定した通りに動かす短いプログラムを組むことができる。
• 黄:折れ線グラフを生成するプログラムを組むことができる。
• 紫:異なる種類のデータを表示する複雑な折れ線グラフを生成するプログラムを組むことができる。

仲間の評価
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。

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。

• 「巨人」モデルの組み立て説明書に従ってモデルを組み立て、このモデルを使って「シミュレーションロボット」の実験をさせる
• 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

組み立てのヒント
このレッスン用のモデルを導入する
SPIKE プライムセットを使用できる場合はこのモデルを組み立ててください。

プログラミングのヒント
ストリーミングモードの使用
ハブに接続せずにプログラムを再生するには、ストリーミングモードにする必要があります。ストリーミングモードではそれぞれのプログラミングブロックがデバイスから実行できます。

メインプログラム (モデルなし)

代替プログラム (モデルあり)

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。

• このレッスンで得られた一次方程式 y = mx + b のグラフを詳しく観察し、読み取れることを説明させる。
• 下の質問の答えを文章にまとめさせる。
  • 実験で生成されたグラフはなぜ原点 (0,0) から始まるのでしょうか？
  • グラフに傾斜が緩やかな部分と急な部分があるのはなぜですか？
  • 傾斜が右肩下がりのグラフを生成するにはどうすればよいですか？
  • グラフの線が下向きになるときは何を意味しますか？

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。

• 様々な種類のエネルギー (代謝エネルギー、位置エネルギー、運動エネルギー、電力など) について調べ、文章やスケッチで例をあげながらそれぞれの特性をまとめさせる。このユニット全体を通して取り上げる概念のため、位置エネルギーと運動エネルギーを調べ学習に必ず含めるよう指示する。

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。

• 健康科学