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私立中高進学通信

2021年9月号

私学だからできるオリジナル教育

芝浦工業大学柏中学校

生徒の探究心を伸ばす
ロボットプログラミング

2018年度から2度目のスーパーサイエンスハイスクール(SSH)(※1)の指定を受けている同校。プログラミング言語「Scratch(スクラッチ)」(※2)を使ったロボット製作の授業を取材しました。

※1 スーパーサイエンスハイスクール(SSH)…文部科学省が指定する理数教育研究校。

※2 スクラッチ…簡単にプログラムを開発できるプログラミング学習用ソフト。

床に広げたライン通りにロボットが走行するかどうか、見守る髙橋先生(左)と生徒たち。

床に広げたライン通りにロボットが走行するかどうか、見守る髙橋先生(左)と生徒たち。

プログラミング通りに
ロボットが動くかを検証

 さまざまな教科において探究授業を行っている同校では、生徒が積極的かつ主体的に学習できるよう、あらゆる取り組みを行っています。中2の技術科の授業では、スクラッチを用いてロボットを製作するプログラミングを行っていました。使用する教材は、ロボットパーツとプログラミングソフトを組み合わせた、ロボットプログラミングキット「ArtecRobo(アーテックロボ)2.0」です。

「この教材は、縦、横、斜めにつなぐことができるブロックを差し込むだけで、ロボットを組み立てることができます。センサー、モーター、ブザーが用意されていて、プログラミングはScratch(スクラッチ)3.0 ベースのソフトウェアを使用。アイコンはドラッグ&ドロップなど、直感的に操作することができます。
 もともと芝浦工業大学が行っていた小学生向けのロボットセミナーが人気だったので、授業でもロボット製作を取り入れたいと考えていました。この教材を見本市で見つけて、4年前から使っています」(技術科/髙橋哲也先生)

 授業では5〜6人の班に分かれてロボットをプログラミング。上の写真のようにライン上を走らせ、プログラミング通りに動くかどうか検証します。生徒たちはロボットがうまくライン上を走らないなど問題点を見つけ出し、そのたびに相談しながら何度も改良を重ねていました。その様子はまさしく探究授業と言えます。

「探究授業の難しいところは、生徒たちが興味をもって取り組むようになるまで教員が待たなくてはいけないことです。生徒と話をしながら少しずつヒントを与え、自分でやりたいという気持ちを起こさせるように心がけています」

 各自に書き込み式の説明書が配られており、改良の経緯などを書き入れながら作業を進めていきます。

「本校は理系大学の附属校ですが、中学はロボットに携わるまだ初歩の段階。高校ではAIを用いたプログラミングについて学びます。将来はどんどん進化するAIに負けず、AIを制御するような人材へと育ってほしいです」

 ロボット製作の授業が終了したら、生徒たちは木版画に挑戦します。

「デジタルと相反する授業ですが、頭でっかちな人間にならないように、実際に手を使って作業することも大切にしています。自分でやってみないと、この作業は手でやると難しいものか簡単なものかが実感できないからです。 “ネジ切り”といって、ネジを作る作業も経験します」(髙橋先生)

 開校した1999年から一人1台のノートPCを導入している同校。マシントラブルも少なく、クラウドで情報を共有しているので作業もスムーズだと言います。

「どんなロボットができるか、生徒たちはいつもこちらの想像を超えてきます」と話す髙橋先生。生徒が目を輝かせて取り組む探究授業が、将来の研究者を生み出す土壌となっています。

思い思いにロボットをプログラミング

 この日はロボット製作17〜18時間目(2時間続きの授業で9回目)。各班ともあと3回の授業で製作したロボットのポイントやプログラミング上の工夫について発表しなくてはいけないため、追い込みの段階です。

「ライン通りに速く走らせるのが目標だけど、BGMをプログラミングすることもできるし、ライン自体を自作してもいい。過去にはダンボールで作った迷路を走らせた班もありました」と髙橋先生が生徒たちに助言。ロボットがライン通りに走ったら動画で撮影したいという生徒の意見が採用され、各班とも次回の授業で動画を撮影することになりました。PCの扱いに慣れた生徒たちは、動画撮影もお手のものです。

ブロックを積み重ねてプログラミングするScratch(スクラッチ)は直感的に作業することができます。ブロックを積み重ねてプログラミングするScratch(スクラッチ)は直感的に作業することができます。
ロボットがまっすぐ走らずジグザグに走行。どうしたら解決できるか、みんなで話し合います。ロボットがまっすぐ走らずジグザグに走行。どうしたら解決できるか、みんなで話し合います。
ロボットは各班でカスタマイズ。パーツの数や位置が走行に影響を及ぼします。ロボットは各班でカスタマイズ。パーツの数や位置が走行に影響を及ぼします。
「ArtecRobo(アーテックロボ)2.0」はレンタル教材のため、学校で管理しやすいのも利点です。「ArtecRobo(アーテックロボ)2.0」はレンタル教材のため、学校で管理しやすいのも利点です。
ゴミ収集車をイメージして製作中。タイヤがゴミに乗り上げないようにまっすぐ進む設定をしていたのに、斜めに走ってしまうというトラブルが発生!ゴミ収集車をイメージして製作中。タイヤがゴミに乗り上げないようにまっすぐ進む設定をしていたのに、斜めに走ってしまうというトラブルが発生!
コロナ禍に花開いた生徒の潜在能力
図書館前に飾られた2020年の中2のコラージュ作品。図書館前に飾られた2020年の中2のコラージュ作品。

 2020年の春、同校では美術のリモート授業の一環として、各学年に課題が与えられました。現在、図書館前に飾っている中2(当時)のコラージュ作品は、その時に提出されたものです。

「教科書などを参考に、各自が名画を選んでトレースし、コラージュしました。カラー雑誌の写真を細かく切って色分けし、貼りつけていくのは根気のいる作業でした。たとえばモールを貼り付けるなど、各自が時間をかけて工夫した跡が見て取れます。
 中3はパソコンを使ったポスターデザイン、高1はコログラフ(紙版画)と素晴らしい作品が出来上がり、それぞれ校舎内に掲示しています。コロナ禍にじっくりと課題に取り組んだことで、発達段階に応じた生徒の能力を新発見することができました」(美術科/江森 清先生)

先生から一言
小学生時代に遊び心を鍛えてほしい
技術科/髙橋哲也先生技術科/髙橋哲也先生

 保護者の皆さんにお願いしたいのは、お子さんが興味をもったことをとことんやらせてほしいということです。「時間がない」と言わずに、時間を作ってやりたいことを凝りに凝ってやらせてあげてほしいのです。小学生のうちにうんと凝った経験がないと、中学生になってから「凝りなさい」と言われても難しいと思います。プログラミングも凝ったぶんだけ面白いものができあがります。子どものうちに遊び心を鍛えておいてほしいですね。

(この記事は『私立中高進学通信2021年9月号』に掲載しました。)

芝浦工業大学柏中学校  

〒277-0033 千葉県柏市増尾700
TEL:04-7174-3100

進学通信掲載情報

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