理科から総合的な学習につなげるプログラミング教育
浜松市立雄踏小学校 教諭 菊地寛
キーワード：プログラミング教育，理科，総合的な学習自動ドアづくり
総合的な学習では、ユニバーサルデザインについて学習をしてきている。その中で、特に、自動ドアに焦点を絞り、「誰にとっても優しい自動ドア」とはどんなものか追究をしてきた。そして、理科での衝突回避させるプログラミングを活かし、総合的な学習では、「誰にとってもたい」という児童の思いから、各グループで赤外線セン

優しい自動ドア」とはどんな自動ドアで、どうプログラ

４年理科で「電流の性質」の学習で、衝突を回避させたサーを用いたり速度を制御させたりして、衝突回避をプミングしたらよいのか、グループで検討することにした。

いという児童の思いから、各グループで赤外線センサーログラミングするモーターカー作りに取り組んだ。最初

実生活は左右にスライドする自動ドアが多いのに対して、等用いてモーターカーをプログラミングした。総合的なにプログラミングの簡単な仕組みと赤外線センサーや速既成模型の自動ドアは 90 度に押し開く扉だった、現実社

学習の時間でユニバーサルデザインの一つとして、誰に度制御の方法について指導をした。その後、衝突回避の会と結びつかないタイプだったため、Artec 社に依頼を写真３ 作成したプログラミングの変化

とっても優しい自動ドアとはどんなものかを検討する。

方法について各グループで赤外線センサーの利用と速度し、スライドで動く自動ドアの模型を用意してもらった。

れている６年理科の内容と同様だが、それ以上のことを

１．目的・目標

を遅くするプログラミングの方法を選択し、どう制御し各グループでどうすれば、誰にとっても優しいドアにプログラミングできた。そして、理想の動きの実現に向

小学校

小学校

実践の概要                    

理科と総合的学習の時間において、教科の学習の流れたらよいのか考えた。その考えのもとに、試行錯誤しななるのか考えた。ゆっくり開閉する、車椅子の人のためけてグループでコンピュータを用いながら思考錯誤しての中にプログラミング教育を取り入れ、横断的な STEMがら衝突回避モーターカー作りを行った。赤外線センサに早めに反応して早くドアが開くなど、色々なアイデア実現していく力、すなわち、プログラミング的思考力も教育を意識した授業実践に取り組んだ。理科においては、ーの利用では、壁を認識する距離と時間、センサーが壁を出した。その想いを実現するための命令やその順番、育てることができた。

小学校４年理科で「電流の性質」の学習の単元の終末で、と認識する場合としない場合でのセンサーの値の違いを赤外線センサーの取り付ける位置や角度など試行錯誤し二つ目は、対話である。一人ではこのようなことはでモーターカーをものづくりする。
「壁への衝突を回避させ調べて、プログラミングに活かした（写真１）。壁に衝突た（写真２）。一斉指導の中では、モーターの動かし方やきなかっただろう。グループ内で相談したり、大学教授たい」という児童の思いから、各グループで赤外線センする前にモーターカーの速度を遅くさせ停止させるグルと関わったりすることを通して、想いを実現することがサー等用いて衝突回避をプログラミングするモーターカ

ープは、電流の量を時間とともに少なくするプログラミできたと考える。
「失敗しても友達と繰り返すことで成功ー作りに取り組んだ。並行して、総合的な学習の時間でングを作成するために、壁に当たるまでの時間と制動距してよかった」という児童の感想があったが、休み時間ユニバーサルデザインを学習し、誰にとっても優しい自離を測っていた。このように、どのグループも創意工夫も協力してプログラミングしている姿も見られ、仲間と動ドアとはどんなものかを検討した。その際、衝突回避をしながら衝突回避モーターカーを製作することができの絆が深まったと考える。

モーターカーで得たプログラミングの知識を利用して、た。

自動ドアの模型をプログラミングした。プログラミング

３つ目は意識調査である。理科の学習前と総合的な学習後に、意識調査を行った。有意差があった質問項目の教育を取り入れたのは、プログラミング思考力の育成を結果をまとめたものが、表１である。特に、「自分の力でねらったからである。本実践における「プログラミングプログラミングを考えられるようになった」という質問思考力」を、児童が理想とする車や自動ドアの動きをど項目に対して、平均が大きく向上した。児童自身がプロんな命令を使えば実現が可能か検討し、理想の動きの実

写真２ 自動ドアを制御する様子

現に向けてグループでコンピュータを用いながら思考錯センサーの位置の工夫については説明し、その他につい誤して実現していく力と押さえた。児童にとってこれがてはグループの様子を見て個別に助言はしたが、基本は最初のコンピュータを用いた授業である。

各グループで試行錯誤を促した。正直、児童にとっては

２．実践内容

かなり難しいプログラミングになるところもあり、何度理科「衝突回避モーターカーづくり」

も思考錯誤を繰り返したり、静岡大学の遠山助教授を授

小学校４年理科で「電流の性質」の単元の終末の、モーターカーのものづくりである。
「壁への衝突を回避させ【本時の学習内容】
●指導目標／モーターカーや自動ドアづくりを通して、衝突を回避するような条件を制御して調べる能力を育てるとともに、電流のはたらきについての見方や考え方を育てる。
●評価／センサーによる制御について予想や仮説をもち、推論しながら課題を追求し、表現することができる。
【指導略案】
●単元指導計画（全体時間 ＋  時間）
 乾電池のはたらき    （ 時間：理科）
 乾電池のつなぎ方    （ 時間：理科）
 ものづくり 本時     （ 時間：理科）
 自動ドアの仕組み    （ 時間：総合）
 自動ドアの試行錯誤   （ 時間：総合）
 自動ドアの提案と発表  （ 時間：総合）
●本時の目標と展開平成  年  月 児童数  名
モーターカーづくりを通して、衝突を回避するような条件を制御して調べる能力を育てるとともに、電流のはたらきについての見方や考え方を育てる。

ＩＣＴ夢コンテスト2018

ＩＣＴ活用実践事例集-1- ＩＣＴ活用実践事例集 ＩＣＴ夢コンテスト 2018
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写真１ モーターカーの制御を試行錯誤する様子

学習活動
子供活動
指導上の留意点○条件制御の方法 ・衝突を感知して ※ 生 活 の 中 の 制 御 されているもの 感知電をグループで考え 止まる。
る。
・壁にぶつかる時 灯、衝突回避自動車間の間に止まる。 を紹介する。
○基本の制御方法 ・グループで考え ※ 基 本 的 な 制 御 方 法を知り、条件制御 た方法で、どんな を知り、試しを行う。の手順を考える。 手順で命令をすれ ※ 基 本 の 制 御 方 法 かばよいのかワーク ら、ワークシートをも
シートに書くとに、制御する方法を
グループで考える。
○条件制御を試行 ・考えた手順に従 ※ 考 え た 手 順 で 上 手錯誤する。
い、制御を試みる。 く い か な い の は 失 敗・センサーの値や ではなく、どこがよく時間、距離などを な い の か 考 え る よ う
測り、修正を加え に促し、修正を繰り返て、衝突回避をす すように助言する。
るモーターカーを仕上げる。

グラミングができるようになったとメタ認知したことがわかる。
表１ 意識調査の結果
1 
学習前 学習後①プログラミングに対して興味を持った

②自分の力でプログラミングを考えられるようになった



p値

p≦0.5

業のゲストティーチャーとして招聘し、アドバイスをもらったりしながら、想いの実現に向けて取り組み、全グ

このように、理科や総合的な学習の時間の目標達成にループが自分たちの思い通りの自動ドアを作ることがで向けて、合科的にプログラミング教育を行うことができきた。プログラミングされた自動ドアをもとに、実際のた。

自動ドアはどうあるべきなのかもう一度、グループで検４．今後に向けて本実践をもとにして、「プログラミング教育の手引き討をし、わかったことを静岡大学の遠山助教授にプレゼンをし、指導講評をいただいた。

（文科省）」で例示されている６年理科や５年算数におけ３．成果

るプログラミング教育の単元計画を考えたい。その際、本実践を通しての成果は大きく３つある。一つは、児本実践同様に、教科のねらいを外すことなく、無理なく童のプログラミングする力である。命令は上から順番にプログラミング教育を導入し、学年を通した縦と教科の行われることや条件分岐について、プログラミング作成

横のつながりを意識し、総合的なプログラミング教育のを通して、理解することができた。まず紙に命令するこ単元計画を構築し、授業実践を行っていきたい。とを書いて整理する児童も見られた。理科でのプログラ
ミングは簡単だったが、自動ドア作成ではかなり複雑なプログラムを作ることができた（写真３）。これは、「プログラミング教育の手引き（文科省）」の例として挙げら− 15 −

受賞学校名・氏名 -2-