触れて聞いて見て楽しむ
普通科プログラミング教育-情報の科学におけるアーテックロボット実習を中心に-

Web公開用（一部写真削除）日出学園中学・高等学校
武善紀之
n_takeyoshi@hinode.ed.jp

自己紹介 武善 紀之
千葉県の私立中高一貫校
１学年４クラス

高３選択：情科
高２選択：デジコン

高２必修：社情

情報Ⅱ

情報Ⅰ

基本は３Dプリンターと一緒？

やってこそわかる！

ものづくり教育(1)情報の活用と表現
イ 情報のディジタル化
情報のディジタル化の基礎的な知識と……
ウ 情報の表現と伝達
情報を分かりやすく表現し効率的に……

意識教育(3) 情報社会の課題と情報モラル
ア 情報化が社会に及ぼす影響と課題
情報化が社会に及ぼす影響を理解させるとともに，望ましい情報社会の在り方と情報技術を適切に活用することの必要性を理解させる。

実は全部コレ
例えばポスター作りで著作権を学んだり……

Pro教育の個人的目的「手段」としてのプログラミング(1)技術から情報社会を考える• 様々なメディアを扱う(触れる,聞く,見る,楽しむ)• cf.「科学的な理解」を前提とした情報モラル教育(2) Pro的思考の習得• 言語の習得ではない• 一般性の理解⇒全く別の言語を1時間簡潔でAgenda(1)「社会と情報」におけるPro教育(2)「情報の科学」におけるPro教育(3) 振り返りと展望２学期のテーマ「情報の科学的な理解」
人工知能

ディジタル化 ネットワーク

①ドリトル
②アルゴ
ロジック

③Sakura④HTML＋ プレゼン実習「手段」としてのプログラミング

人工知能は人間を超えるか【2コマ】• Akinator,りんな,…
• 機械学習の仕組み【分かることは分けること】• 認知心理学からも掘り下げ
Q.「私たちはどこでモノを見ている？」（一部写真削除）

http://jp.akinator.com/

マイクロソフト公式Web

何が見えますか？
眼球でモノは見てない＝脳が視てる（一部写真削除）（一部写真削除）
グレゴリーのダルメシアン

CPU

脳

制御装置

制御装置

演算装置

演算装置

入力装置

記憶装置

出力装置

入力装置

記憶装置

出力装置

マウス

HDD

モニタ 目,耳HDD

声帯,筋肉

システムとしての「ヒト」をよく見てみよう！

CPU
脳
人工知能やコンピュータを知ることは,制御装置
制御装置
ヒトを知ること
演算装置

演算装置
入力装置

記憶装置

出力装置

「情報システムと人間」
HDD モニタ 目,耳 HDD 声帯,
マウス もっとも身近なシステム＝ヒト？
筋肉
入力装置

記憶装置

出力装置

システムとしての「ヒト」をよく見てみよう！

プログラミング４つドリトル[人工知能単元]

アルゴロジック[人工知能単元]

かめた＝タートル！作る。
左ボタン＝ボタン！"左" 作る。

HTML[ネットワーク]

Sakura[ディジタル化]

追加小ネタドリトルで実機も動く！

組み合わせ爆発（一部写真削除）「フカシギ」の数え方

詐欺ページの真相

数式と音の関係function getNow() {var now = new Date();var year = now.getFullYear();var mon = now.getMonth()+1・・・}

2017年8月2日終了です、お急ぎください！

Grapesによる音色合成デモ

おまけ2.定期試験• 25~30点分出題• 正答率はかなり良い(平均8割程度)

H27情報関係基礎

アルゴロジックの空欄補充（一部写真削除）おまけ2.試験での出し方
サクラ⇒H23 情報関係基礎

ドリトル⇒H22 情報関係基礎（一部写真削除）プログラミング４つドリトル[人工知能単元]

ゲーム

アルゴロジック[人工知能単元]

パズル

かめた＝タートル！作る。
左ボタン＝ボタン！"左" 作る。

HTML[ネットワーク]

WEB

Sakura[ディジタル化]

音楽
Grapesによる音色合成デモ

プログラミング４つドリトル[人工知能単元]

アルゴロジック[人工知能単元]

ゲーム
コンテンツ制作型
パズル
かめた＝タートル！作る。
左ボタン＝ボタン！"左" 作る。

HTML[ネットワーク]

Sakura[ディジタル化]

組込みシステム型

WEB

音楽
Grapesによる音色合成デモ

Agenda(1)「社会と情報」におけるPro教育(2)「情報の科学」におけるPro教育(3) 振り返りと展望アーテック「ロボティスト」

1080円（３か月レンタル）(アーテックWebより)授業運営の変更点① 技術科用の教材「計測・制御」⇒変更（一部写真削除）② 積み重ねを意識
説明5分(付属テキストより)

GW40分
今日のお題

EX課題

振返り5分

テキストカリキュラム
プログラムの役割と機能↓
モータカーの制御↓
ライントレースカーの制御↓
3個のモータを持つロボットの制御

流れの変更点
スバル「アイサイト」（一部写真削除）https://www.subaru.jp/safety/eyesight/function/③「AI」技術への理解促進

モーターカーの作成⇒ 自動運転車の作成
タッチセンサカー⇒ 衝突検知
ライントレースカー⇒路面情報検知個人的に…
プログラマとしての心を育てたい• トライアンドエラー• デバッグの繰り返し（printfデバッグ的な）• 要件定義書⇒設計• （ごまかし…？）• 変数やフラグの価値

開発の4段階
１２

３４• テキストを読みながらその通り実装（写経）• 動きとチャートを見て実装• 要件のみ示されて実装• 完全にオリジナルの実装

写経＋オリジナル

動きとチャート＋要件のみ

写経＋要件のみ写経＋動きとチャート

1~2時：Scratch• 既修者が多い（小学校でhour of code)• コーディングの楽しさが薄い？

（一部写真削除）

プログラミングとゲームの杜
http://www.greenowl5.com/gprogram/scratch/scratch_080.html

写経＋オリジナル

動きとチャート＋要件のみ

写経＋要件のみ
写経＋動きとチャート

3~4時：信号機を作ろう！
入力

演算・制御

出力

（一部写真削除）(付属テキストより)

ここから役割分担！
◆組み立て（２人）①箱を開けて部品が揃っているか確認②p.7の組み立て◆プログラミング（２人）①Studino開発環境の設定②入出力設定1グループ4人（9グループ)基本課題[Lv1:写経]• テキストに乗ってみれば大抵のことはできる

Task1.「タッチセンサの動作確認」
Task2.「LED点灯→タッチセンサ→消灯」
Task3.「条件繰り返し型の実装」(while)
Task4.「条件分岐型の実装」(ifelse,for)
１つ終わるたびに教員へ報告すること！

応用課題[Lv2:動き＋チャート]
まずは動作を見せるだけ動作を流れで表現●「赤LED」と「青LED」と使用表示灯を作ろう！

信号機を作ろう！

「タッチセンサ」で行う●青LEDずっと点灯→タッチセンサ→青LED点滅(0.5秒ずつ5回)→青LED消灯/赤LED点灯→赤LED点灯(5秒間)→赤LED消灯/青LEDずっと点灯を何度も繰り返すことができる

写経＋オリジナル

動きとチャート＋要件のみ

写経＋要件のみ
写経＋動きとチャート

5~6時：衝突回避車を作ろう！
ハンドル無しでどうやって曲がる？

衝突回避は？

（一部写真削除）課題内容(1) まっすぐ[Lv.1](2)曲がる[Lv.1](3)ぐるぐる[Lv.1]*(4)ジグザグ[Lv.3]

段ボールを切って作成

デバッグモードの存在• テキスト通りにやってもまず失敗する• 照明と路面条件,電池残量,…,⇒1秒後進？3秒後進？
⇒モーターの強さは？
⇒壁との距離がいくつで判定？
既に道はたくさん！
正解は１つ、過程は複数！

写経＋オリジナル

動きとチャート＋要件のみ

写経＋要件のみ
写経＋動きとチャート

7時：自動運転車を作ろう！

テキストをいったん回収（一部写真削除）https://www.subaru.jp/safety/eyesight/function/• 赤外線フォトリフレクタは壁との距離を見ていた？⇒距離ではなく反射の強さ• 黒い服と白い服⇒色によって反射量が異なる！
• 下向きにしてしまえば路面情報が読み取れる！

基本課題[Lv.3]
通常課題「センサ２つ」での実装を仕組みだけ説明（一部写真削除）

中央工学校 メカニカルデザイン科サイトより引用
http://www.cct.ac.jp/mech/yume2/yume2.htm

応用課題はできた班にだけ教えます通常8時:お茶くみロボット EX

９／９
６／９

EX総合課題「お茶くみロボット」[Lv.3]
実装方法はいろいろ…
・タッチセンサによる沈み込みor・フォトリフレクタによる物体検知

黒を見たら右に！
白を見たら左に！

課題内容より、見た目にこだわりはじめる生徒達写経＋オリジナル

動きとチャート＋要件のみ

写経＋要件のみ
写経＋動きとチャート

9~10時：オリジナル運搬ロボット
通常課題[Lv.1]
サーボモーター付き
ライントレースロボット
EX課題（全員）[Lv.4]
コンテスト形式で「ヒトを楽しませるロボット」を作成
３Dプリンタとの融合

ブザーを使用（cf.Sakura）

Agenda(1)「社会と情報」におけるPro教育(2)「情報の科学」におけるPro教育(3) 振り返りと展望

実習後アンケート
n=34(2名欠席)●どちらが楽しかった？ ●プログラミングの学習への興味（5段階）

事前 ３.３⇒ 事後 ３.７25222015●情報技術への関心・理解は深まった？(5段階）

1050

８4４.６

実習を振り返って(作文)• Proと組み立てが両立し• こういったことに興味をて初めて正常に動くので、 持てる新しい自分の発見グループでの協力が大切の良い機会になった。
だった。
• 複雑なものも細々としたものを組み合わせているだけで、頭を整理すれば ●情報技術に好意的
難しいことではない。ロボット以外の仕組みもそ （AIの座学に比べて）●技術に愛着がわくう説明できそう。
• 次第にロボットがかわい （３Ｄプリンタと一緒）
く思えてきて、あたかもペットのように思えてき 意識教育としては成功？
た。

今後の展望情報Ⅱはネットワークを絡ませる？
Q.一人暮らしの高齢者の状況を遠く離れた子供のスマートフォンに届けるシステムを作ってみよう。
※中学技術科新学習指導要領制作するコンテンツのプログラムに対して「ネットワークの利用」及び「双方向性」の規定を追加。

最後に…プログラミングを学ぶ意味• 論理的思考力• 問題解決のトレーニング（一部写真削除）

言語相対仮説「言語は思考を規定する」
イネ、モミ、コメ、メシ ⇔ rice
虹の色（日） 赤・橙・黄・緑・青・藍・紫
虹の色（米） 赤・橙・黄・緑・青・紫