香港学習塾 epis Education Centre

わかば深圳教室 教室長ブログ

教室長末木千尋

2011年12月に香港へ赴任。旧九龍教室、わかば深圳教室とで合計6年間勤務をし、2017年から再び深圳へ。きめ細やかなサポートには定評があり、時間が経つのも忘れついつい話し込んでしまうことも。本気で立ち向かう生徒の守護神として頼れるアネゴ的存在であるスエキチ先生は、衣食住どれをとっても刺激の絶えないここ深圳での生活がお気に入り。暑さには弱いが辛さには強い。好物は山椒のたっぷり入った激辛料理全般だとか。

micro:bitでプログラミング×STEM vol.8 LEDルーレット

micro:bitとLED(NeoPixel)


LEDルーレット

今日のSTEM×プログラミングの授業では、前回に引き続きLEDリング(NeoPixelリング)を使った作品作りをしました。前回は全体の色をグラデーションさせてクリスマスの飾りを作りましたが、今回はLED一つ一つを制御して、くるくる回るような動きにしてルーレットを作るという小林先生オリジナルの内容です。

「micro:bit×プログラミング」という取り組みの場合、何が問題で想定の動きをしないのかを探すのが非常に大変です。プログラミングがおかしい場合、LEDがおかしい場合、LEDの接触が悪い場合、ケーブルがおかしい場合、電池の電圧が落ちている場合などなど・・・。

プログラミングやハードウェアをまだ扱い始めたばかりの小学生にとっては、「なぜかできない!」という状況になるのですが、これをひたすらデバッグしてみたり、友達に相談してみたり、なんとかして問題解決するしかありません。
micro:bitを使ってプログラミングをするのですが、実際の学びはこの問題をいかに解決するかが大きな学びになってきます。
私は普段数学を教えているので、「これが数学だったら・・・」と考えると、いくらやっても解けない問題があったら諦めてしまう生徒が出てしまってもおかしくない状況の中で、プログラミングの授業では、子供達が一切諦めようしません。
できたときの喜び、感動を思うとなんとしても完成させたいのだと思います。
数学でもみんあがそう思えるような授業にしていきたいと思うのと同時に、プログラミングが子供を魅了する力は計り知れないなと感じています。
次回がまた楽しみです。


今回のコード LEDルーレット

let pikapika: neopixel.Strip = null
pikapika = neopixel.create(DigitalPin.P0, 16, NeoPixelMode.RGB)
pikapika.setPixelcolor(1, neopixel.colors(NeoPixelColors.Blue))

input.onButtonPressed(Button.A,function () {
for (let i = 0; i < Math.randomRange(40,56); i++) {
pikapika.show()
pikapika.rotate(1)
basic.pause(100)
}
for (let i = 0; i < 8; i++) {
pikapika.show()
pikapika.rotate(1)
basic.pause(500)
}
for (let i = 0; i < Math.randomRange(3,10); i++) {
pikapika.show()
pikapika.rotate(1)
basic.pause(1000)
}
})
input.onButtonPressed(Button.B,function () {
control.reset()
})


micro:bitでプログラミング×STEM vol.7 クリスマスライト

6年生の作品


5年生の作品

今回の「micro:bitでプログラミング×STEM」の授業では、micro:bitでクリスマスライトを作りました。
今回はmicro:bitにNeoPixelリング(フルカラーLED)を鰐口クリップで接続してNeoPixelをコントロールします。また、そのNeoPixelを入れるシェードの部分は生徒たちの自由な発想で紙やテープを使って製作します。

設計図のある作業ではないので、「これでいいの?」、「こんな風にしてもいい?」という質問が多いのですが、「自由に作っていいよ」、「完成形は決まってないよ」ということを毎回毎回伝えながらの作業になります。

日本人にとっては、やるべきことをやること、決められたルールを守ることは得意分野ですが、何をしてもいい、自由にやってもいいという状況は逆に窮屈な状況に陥ってしまいがちです。


暗い部屋でテスト中。

自由にやらせればやらせるほど、すばらしいアイディアも出てきますし、逆に問題にもぶつかることもあるのですが、その問題をいかに解決するのかも重要な教育的な課題となります。

その問題を解決する手段は、自分で考えることでもいいですし、友達と協力することでもよいのですが、どうしても先生に解決してもらうのを待つような子供もいるので、STEM教育で楽しみながら、さまざまな力を養っていってほしいと思います。

作品は想像もしていなかったすばらしい、楽しいアイディアばかりとなりました。

次回も楽しみです。




micro:bitでプログラミング×STEM vol.6 しゃくとり虫ロボット 

micro:bitでしゃくとり虫ロボットを作成


今回の「micro:bitでプログラミング×STEM」の授業では、micro:bitでしゃくとり虫のロボットを作りました。

これまではmicro:bit単体の機能(明るさセンサー、加速度センサーなど)を 利用してJavaScriptで制御することを続けてきましたが、今回はmicro:bitの外部にサーボモータを接続して、それを制御することに挑戦しました。

サーボモータは、単純に物体をグルグルと回転させるというよりも、指定した角度分だけ動かせるような物です。これを使ってごく簡単なロボットを作ってみようという狙いです。

今回のもう1つの重要な狙いは自らの手でオリジナルのロボットを作るということです。既製品を組み立てるのとは違い、ダンボールの切り方・曲げ方、クリップの曲げ方、サーボの取り付ける位置がロボットの動きに大きく左右します。サンプルの形通りに作ったところで、歩くこともままならないのです。


STEM教育において非常に重要なことは、完成度の高い作品を作り上げることではなく、課題に対しどのようにアプローチするのか、得られた結果を踏まえどのように対処するのかということです。

STEM教育で子供達が作った作品は、一見すると「がらくた」のように見えるかもしれません。それは子供自身の手で作り上げた証拠でもあり、試行錯誤した証拠でもあるのです。

重要なのは、その過程で何を考え実践したのかということです。ですから、作品を理解するには、作者である子供に意図を聞く必要があります。


しゃくとりロボ作成中

今回の製作の過程で子供達が考え、試したことにいくつもおもしろい発想がありましたので、いくつか紹介します。

ある生徒は、しゃくとり虫のコード(プログラム)の中に、サーボを動作させる時間を指定する部分があり、しゃくとり虫を早く動かしたいという理由から、動作する時間を0.5秒から0.1秒に変更しました。

作りながらこのような発想を持つことは本当にすばらしいことです。そして、それを実践できる環境にあるのが、プログラミング×STEM教育です。

実際に動かしてみると、動作する時間が短すぎて、本来指定している角度の分だけサーボ回転させることができなくなり、想像していた「早く大股で動く」のとは違い、「早く小股で動く」ようになってしまいました。

ここから試行錯誤を繰り返し、一番良い動作時間、サーボの角度を探し出していくことになります。


またある生徒が考えたのは、しゃくとりの足が滑って前進できないことを解決するために、足にテープを輪にしたものを貼り付け、摩擦を大きくすることでした。これも実際にはテーブルと足がくっついてしまい、前進することができませんでしたが、非常にいいところに着目できたと思います。その後
状態をよく観察して試行錯誤することで、問題解決を目指していきます。

今回は、ソフトの部分であるコードを変更すること、ハードであるしゃくとり虫の本体を改良することの両面から問題を解決する方法を探りました。「答えのない問題」にどう対応するのか、非常にいい時間を過ごせたと思います。

今回のコード

input.onButtonPressed(Button.A, () =>{
  pins.servoWritePin(AnalogPin.P0, 0);
  basic.pause(500);  
  pins.servoWritePin(AnalogPin.P0, 180);
  basic.pause(500);
})

準備したもの

・ダンボール
・セロハンテープ、ビニールテープ
・ハサミ、ペンチ
・micro:bit、電源モジュール(単四電池3本)
・ワニ口クリップ
・サーボモーター
・ペーパークリップ


micro:bitでプログラミング × STEM 夏期講習特別授業

micro:bitを乗せたqbitとコントローラー


わかば深セン教室のSRコースの夏期講習9日目、10日目は、毎月1回授業内で学習しているmicro:bitとJavascriptを夏休み特別授業ということで、micro:bitをqbitという2輪自立型のロボットのガジェットに連結させプログラミングをしました。
いつもはmicro:bitだけを使って、ボタンやセンサーを利用したプログラミングをしてきましたが今回はmicro:bitを一人あたり2枚ずつ使用し、1枚はロボットと連結、1枚はコントローラーに連結させました。
ロボット用のmicro:bitには、コントローラーから送信された情報を受信したときにどのように動作するのかをプログラミングしておき、コントローラー用のmicro:bitにはコントローラーを操作した時に、ロボット側のmicro:bitにどのような情報を送信するのかをプログラミングしました。
「if」、「if else」などのコードも見慣れてきましたし、micro:bitでのJavascript入力は入力補助機能もあるので、みんなどんどん打てるようになってきています。
ロボット、コントローラーも自分たちで組み立て、iPadでコードを入力、入力が終わったら、micro:bitとiPadをBluetoothでペアリングして、2枚のmicro:bitにデータを送信します。
こういった一連の作業を終えたら、やっとロボットをコントローラーで制御できるようになります。
コントローラーとロボットを識別するためのコードを間違えてしまっているため、他の人のロボットにつながってしまい、教室内が一時大混乱に陥ってしまいましたが、そんな経験もプログラミングを学ぶ上では重要な体験と言えます。
生徒一人一人が様々な問題をクリアして、やっと辿り着いたサッカー大会。
自分たちが組み立て、コードを入力したロボットでのサッカーゲームは買ってきたロボットで遊ぶのとは大違いだったようです。うまく動かなかったり、ドテっと転んだりするのも、自分たちで作った物なので、かわいく、おもしろく見えたようです。

参考のため、今回使用したコードを下に記載しておきます。




コントローラー用のコード

handlebit.handlebitInit()
radio.setGroup(1)
basic.forever(() => {
if (handlebit.getHandleSensorValue(handlebit.HandleSensorValue.JOYSTICK_X1) < 50) {
   radio.sendNumber(1)
   basic.pause(50)
} else if (handlebit.getHandleSensorValue(handlebit.HandleSensorValue.JOYSTICK_X1) > 200) {
   radio.sendNumber(2)
   basic.pause(50)
} else if (handlebit.getHandleSensorValue(handlebit.HandleSensorValue.JOYSTICK_Y1) < 50) {
   radio.sendNumber(3)
   basic.pause(50)
} else if (handlebit.getHandleSensorValue(handlebit.HandleSensorValue.JOYSTICK_Y1) > 200) {
   radio.sendNumber(4)
   basic.pause(50)
} else {
   radio.sendNumber(5)
   basic.pause(50)
})

qbit用のコード

qbit.qbitInit()
radio.setGroup(1)
radio.onDataPacketReceived( ({ receivedNumber }) => {
  if (receivedNumber == 1) {
    qbit.setMotorSpeed(-50, 50)
  } else if (receivedNumber == 2) {
    qbit.setMotorSpeed(50, -50)
  } else if (receivedNumber == 3) {
    qbit.setMotorSpeed(50, 50)
  } else if (receivedNumber == 4) {
    qbit.setMotorSpeed(-50, -50)
  } else if (receivedNumber == 5) {
    qbit.setMotorSpeed(0, 0)
})


micro:bitでプログラミング × STEM vol.4

4月のmicro:bitは「Yes、Noボタン」のプログラミングをしました。
クイズ番組で使われるような、正解のときには「ピンポーン」、不正解のときは「ブブー」という音を出しつつ、正解なら「チェック」不正解なら「バツ」を表示し、さらに、正解数をカウントしようというものです。
実際のプログラムは、以下のように大きく3つのパートに分けてプログラムしました。

ボタンAを押すと「Yes」のアイコンを表示し、メロディーを流す


let correct = 0
input.onButtonPressed(Button.A, () => {
correct += 1
music.beginMelody(music.builtInMelody(Melodies.PowerUp), MelodyOptions.Once)
basic.showIcon(IconNames.Yes)
})

ボタンBを押すと「No」のアイコンを表示し、メロディーを流す


input.onButtonPressed(Button.B, () => {
music.playTone(131, music.beat(BeatFraction.Quarter))
music.rest(music.beat(BeatFraction.Sixteenth))
music.playTone(131, music.beat(BeatFraction.Whole))
basic.showIcon(IconNames.No)
})

micro:bitを傾けると「Yes」のカウント数を表示する


input.onGesture(Gesture.LogoUp, () => {
basic.showNumber(correct)
})

授業の様子。

そもそも入力自体に慣れていない子供達が未だに慣れない手つきながらも、補助入力機能を駆使しながら、根気よく、効率よく入力できるようになってきました。
ボタンを押したら音を出す、ボタンを押したらLEDにアイコンを表示させるなど、「◯◯◯をしたら◯◯◯をする」というプログラミングの根本的な部分も理解し始めています。
今はまだ基本の入力だけですが、少しずつ自分なりにプログラムを変えてみることもできるはずです。次回がまた楽しみです。