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2019年度 第1回 10月26日(土)~27日(日)

投稿日時: 2020/04/08 堀 公彦

 川口市立高等学校に川口市内の中学生24人が集まってくれました。今回は、手軽にできるマイクロコンピュータを活用して、プログラミングやセンサーを使った実験などを体験してもらいました。

今回の特別講座を通しての課題は「科学の研究や学習に、コンピューターはどのように活用できるだろうか?」でした。2日間を通して、どのような答えを見つけてくれるのか楽しみにしていました。

 

<Day1 講座Ⅰ-1>ラズベリーパイの紹介と機械制御

 ラズベリーパイは、小型マイクロコンピュータの一種です。そのラズベリーパイでどのようなことができるのか、機能を紹介し、プログラミングによる作図や超音波センサーを使った小型モーターの制御にチャレンジしました。

     

<Day1 講座Ⅰ-2>プログラム作成と交流

 作成したプログラムの内容や動作など、お互いに交流し、それを参考にしながらプログラムを見直したり、新たな動作を取り入れたりしました。

   

<Day1 講座Ⅰ-3>いろいろなセンサーの紹介

 ラズベリーパイで使える、温度や圧力、磁力、光など用途に応じて様々なセンサーがあることを紹介しました。

  

 

<Day2 講座Ⅱ-1>知識構成型ジグソー法「雨粒」の授業

 川口市立高校には「空間UI」教室が有り、机や壁がノートやスクリーンになったり、書いたものを簡単に共有したりすることができます。それらの機能を体験すると同時に、「雨粒の落ち始めから地上にとどくまでの運動のようすはどうなっているのだろう。」という課題について、小グループでのアクティブラーニングをおこないました。

課題は、5つの選択肢を選び、その理由を記述してもらいました。

①落ち始めから地上まで同じ速さで落ちてくる。

②落ち始めからだんだん速くなりながら落ちてくる。

③落ち始めからだんだん遅くなりながら落ちてくる。

④落ち始めからだんだん速くなるが、ある速さからはその速さを維持して落ちてくる。

⑤落ち始めからだんだん速くなるが、ある速さからはだんだん遅くなりながら落ちてくる。

 はじめに、今持っている知識や体験をもとに答えを考えてもらいました。

 続いて、エキスパート活動(3人一組で1つの資料について対話しながら理解する活動)です。A:運動と空気抵抗 B:物体に働く2つの力 C:重力による落下運動 に分かれ、資料を参考にしながら、鍵となる空気抵抗や力の合成と運動の変化、重力などの知識を獲得していきました。資料の内容は空間UIの機能の一つである「付箋」にまとめられ、次の活動で資料の説明をする際に活用しました。

 次のジグソー活動(3種類の資料を持ち寄り、それぞれの資料を説明しあって、課題の答えを考える活動)では、それぞれの知識やキーワードを整理し、一人一人が納得できる理由を考え、空間UIの「ノート」にまとめました。

 それぞれの班で考えた答えを「ノート」を掲示してクロストーク活動をおこないました。この活動では、自分たちと同じところや違うところを考えながら他の班の考えを聞き、答えを見直します。

 最後に個人で課題の答えをまとめました。全員が最初の答えよりも具体的な理由を書くことができました。

<Day2 講座Ⅱ-2>落下実験と考察

 円筒の中をプラスチック球、コルク球、鉄球を落下させます。円筒には光センサーが5カ所にあり、マイクロコンピュータが通過時間を計測します。そのデータをラズベリーパイに入力してグラフを書き、どのような運動をしたか、「雨粒」の授業で得た知識を参考に考えました。