2020年から小学校でプログラミング教育の必修化が決定されたことを受け、こども向けのプログラミング教室が増えています。
現在は全国に5000を超える数のプログラミング教室があると言われています。プログラミング教室での学習には大きく分けて二つの学習方法があります。
それは、ロボットプログラミングと言われるブロックなどでロボットを作成するまたは、既存のロボットをプログラムで動かすことでプログラミング学習する方法とパソコンやタブレット端末上でアプリやゲームを作成してプログラミングを学習する方法です。
各々特徴がありますが、私はロボットをプログラミングして動かすというリアルな経験が理解しやすく、またバーチャルな世界に囲まれつつある子どもたちにとって、大事な経験なのではないかと考えています。
アーテックエジソンアカデミーのロボットプログラミング教室約4年間、講師をしております。その経験から、ロボットプログラミング教室ではどのような学習するのか、出来るだけわかりやすくご紹介していきます。
アーテックエジソンアカデミーってどんな教室？
アーテックエジソンアカデミーはロボット製作とロボットを動かすプログラムの作成の両方を学ぶことのできる教室です。
ロボット製作にはブロックを使用するので、小学校低学年から簡単に組み立てることができます。プログラミングはマウスを使用するだけで、簡単にプログラミングをすることができる環境です。
ロボット製作とプログラミング学習を通して、普段の生活において、どのようにロボット技術や情報技術が使われているかについて、楽しく学ぶことができます。
アーテックエジソンアカデミーの教材
アーテックエジソンアカデミーのロボット製作・プログラミングで使う教材についてご紹介します。
エジソンアカデミーでは自由に組み立てられるブロックやオリジナルのテキストを使って、楽しくプログラミングについて学びます。
アーテックブロック
アーテックブロックはすべての面に穴があいていて、縦、横、斜めと様々な方向から差し込むことができます。
そのため、自由度が高く、色々な形状の作品を簡単に作成することができます。
また、LED、ブザーなどのパーツ類、音センサー、光センサー、赤外線センサー、加速度センサーなどのセンサー類、車輪などに使う回転するモーターや角度を決めて動かすことのできるモーター類をロボットに組み込み、コードを基盤につなげるだけで、簡単に動くロボットを作成することが可能です。
オリジナルテキスト
文章だけでなく、画像や絵も多いので、低学年の子どもたちにも分かりやすいオリジナルテキストを使用しています。
テキスト内容は最初にそれぞれのレベルの学習するテーマに沿って、そのブロックやセンサーを使った技術が普段生活ではどのように使われているかが説明されています。
プログラミング学習はそれぞれのレベルで学習するスキルが決まっています。テキストを読み進めて、ロボット製作とプログラムを作成していくとテーマのスキルを学習していくことができるようになっています。
プログラミング環境
アメリカのマサチューセッツ工科大学（MIT）のメディアラボが開発したプログラミング学習用ソフト「Scratch（スクラッチ）」をアーテックでオリジナルに開発されたプログラミングソフト「Studuino（スタディーノ）」を使用しています。
パソコンに「Studuino（スタディーノ）」をインストールして使用します。スタディーノでは、マウスを使用して、コマンドをドラッグ＆ドロップをしてプログラミングをしていくので、まだキーボードが使えない年齢でも、簡単にプログラミングができます。
スタディーノで作成したプログラムをUSBケーブルでつないでいるロボットの基盤に転送するとブロックで作成したロボットがプログラム通りに動く仕組みです。
アーテックエジソンアカデミーのカリキュラムについて
アーテックエジソンアカデミーのカリキュラムについて簡単にご紹介します。
通常授業では最初にブロックの使い方から始まり、ロボット製作、プログラミングともに、段階を踏んで複雑になっていきます。
以前に学習した内容を繰り返し使うことによって、プログラミング方法が自然と身についていくカリキュラムとなっています。
また、通常授業の他に自由参加の国際ロボット競技会への取り組みもあり、子供たちにとって楽しく充実した経験をすることができます。
通常授業
レベルは8レベルに分かれ、それぞれのレベルの学習テーマに沿って、段階的に学習を進めていきます。
1か月に2回の授業で1体のロボットを作成し、1つのレベルごとには大体3体のロボットを作成します。基本的には年齢に関係なく、レベル1からスタートします。2年間でレベル8まで到達するカリキュラムです。
各々のレベルの学習内容は下記になります。
| レベル1 | 光や音のセンサーを使って信号機、電子楽器などを作ります。 |
|---|---|
| レベル2 | 赤外線センサーやモーターを使って自動車を制御します。 |
| レベル3 | アームロボットなどを作りながら、サーボモーターの基本操作を習得します。 |
| レベル4 | 身の周りに応用されている加速度センサーの制御、理解を深めます。 |
| レベル5 | リンクやギアの機構を使った駆動で動くロボットを作ります。 |
| レベル6 | サーボモーターを複数使い、2足歩行や多足歩行などの移動の方法を学びます。 |
| レベル7 | 様々なゲームを作ることで、乱数や変数を利用した高度なプログラミングも楽しく学習することができます。 |
| レベル8 | これまで学習したスキルの総合したロボットを作成します。 |
| レベル9～12 (エキスパート編) |
より高度なロボット製作にチャレンジする「エキスパート編」に進むことができます。 ロボット工学の3要素（センシング・ソフトウェア・メカニクス）をそれぞれ深く学ぶことができ、「将来は理系に進みたい！」「工学に関わる職業に就きたい！」という子どもたちをサポートします。 |
国際ロボット競技会
アーテックが開催するロボットコンテストに4回連続で参加しました。毎年異なったテーマが与えられ、そのミッションをクリアするために、授業で学習したスキルを駆使してオリジナルのロボットを作成していきます。
テキストに沿った通常授業とは違い、ゼロからロボットとプログラムを自分たちで考案して作成することは、かなりの勉強になっています。
2、3人のチームで参加するため、仲間同士の共同作業も多くコミュニケーションを取りながら、進めていく必要があるのもロボット大会ならではです。大会では他の教室の色々なロボットを見ることができ、様々な発想を学ぶことができます。
また、コンテスト本番は沢山の観客がいる中、ロボットを動かす経験も子どもたちを成長させるきっかけになっていると思います。
教室のご紹介
私が勤めている教室は少人数制で、1人ずつにパソコン環境があり、それぞれの進度によって個々に学習していくシステムになっています。教室では子どもたちの自主性を重んじています。
分からないこと、うまくいかないことがある場合は何がどうできないのかをしっかりと質問できるように指導していきます。ロボット完成時には、作成したロボットについての紹介や機能や動きの説明をしてもらうプレゼンテーションをする機会を作っています。
エジソンアカデミーのカリキュラムにも含まれていますが、完成したロボットを使って、皆で対戦したり、ゲームをやったりして、楽しく学習を進めることができるように工夫しています。
アーテックエジソンアカデミーの授業について
アーテックエジソンアカデミーの授業はどのような形が進められていくのかを簡単にご説明していきます。
授業内容は低学年の子どもたちも分かりやすく、とても楽しく学習できる内容となっています。テキストは画像も多く分かりやすいですが、講師が説明も加えてフォローをしながら進めていくので、低学年でも安心できます。
また、小学校高学年や中学生は自分の力で進めていき、発展学習やミッションにもチャレンジしていってもらいます。
授業の内容
1か月に2回の授業で1体のロボットを作成していきます。
1回目の授業では基本的にはテキストに沿って、学習を進めていきます。最初にその回の学習テーマの技術が日常生活でどのように使われているかなどを学び、ロボットの構造やセンサーやモーターの説明とその使い方を学んでいきます。
プログラミングはロボットに組み込まれたセンサーやモーターを動かすためのプログラミングを学習していきます。
「ビートルロボットバトル」というロボットを作成時の学習の流れを例に挙げて簡単に説明します。
ビートルロボットは自動車ロボットと「加速度センサー」を使用してコントローラーを作り、他のロボットとバトルするという子どもたちに人気のプログラムです。前回の学習で加速度センサーの基礎的な知識や使い方は学習しています。
1.テキストを読み、加速度センサーが日常生活でどう使われているか学ぶ
加速度センサーとは、加速度（速度が一定時間あたりにしてどれだけ変化したか）を計測するセンサーです。X・Y・Zのそれぞれの方向に動かした時の加速度を調べることができます。
自動車ロボットをコントロールする時はXとYの値によって左右前後に進む方向を決めるようにプログラミングします。
2.加速度センサーの学習
今回は加速度センサーを使用して速さの変わり方を調べることができるか、学習します。ブロックでコントローラーを組み立て、基盤にコードでつなぎます。
3.プログラミング
パソコンでスクラッチをオリジナル改良したプログラミングソフトを使用して、プログラミングをします。
以下のプログラムは加速度センサーのZの計測値が大きく動いた時にLEDが点灯するというプログラムです。加速度センサーはセンサーが動いたことによる加速度を計測し、数値を返します。
加速度センサーの値は動かしていない時は大体50という数値なので、大きく動いたという数値が「10以下」か「90以上」である場合に「LEDをつける」、そうでない場合は「LEDをけす」というプログラムを作成します。
4.結果検証
コントローラーを速く大きく上下に動かしてみて、ロボットがどうなるか検証します。
速く大きく動かした時はLEDがつきます。動かさない、または少しだけ動かした時、LEDは消えています。
5.バトルロボットを作成する
カブトムシ型のロボット本体の下のコントローラーで左右前後に動かすことができるロボットを作成します。角（先端の部分）の左横にタッチセンサーを置き、タッチセンサーが押されたらLEDがつくロボットを作成します。
6.バトルロボットのプログラムを作成します。
これまでの学習した加速度センサーの特性を使って、プログラミングを作成していきます。コントローラーを強く動かした時にはビートルロボの角を振れるようにプログラミングをします。
7.バトル対決！
バトルロボットを操縦して、相手の角の横にあるタッチセンサーを早く押したほうが勝ちです。コントローラーを強く降って、角を動かして、相手のタッチセンサーを押すよう操縦します。
2回目の学習ではミッションにチャレンジしていきます。ミッションはヒントだけで、自分自身でプログラムを考えていきます。難しいことも多いですが、まずは解答を見ずにチャレンジしていきます。
1回の授業でプログラミング方法を記憶する必要はありません。次回以降にも同じプログラミング方法を使っていくようなカリキュラムになっていて、積み重ねていくうちにプログラミングの考え方が身についてきます。
アーテックエジソンアカデミーのロボットプログラミングで身につくスキル
小中学生からのプログラミング学習ではプログラマーやエンジニアの育成することだけが目的ではありません。とにかく、自らやってみる積極性を大事にしながら、楽しく学習していくうちに身につくスキルをご紹介します。
ロボットの仕組みを知る
日常生活ではなかなか触れることのできない、ロボットの仕組みを学習することができます。
現代社会において、ロボットが人間の社会にどのように携わっているかを知るよい機会だと考えます。将来、直接ロボットを製作する職業ではなくても、少なくとも利用する機会はこれからますます増えていくでしょう。
基礎的な仕組みや考え方を知ることは、とてもよい経験になると思います。
読解力
テキストを読みながら進めていくので、自然と読解力がついてきます。
テキストは文章だけを羅列されているわけでは無く、画像や絵も多いので、低学年の子どもたちにも分かりやすくなっています。
読解力は子どもたちの将来においても大事な力です。
トライ＆エラーでの挑戦力と忍耐力
学習中エラーが出た時、すぐに答えを教えないようにしています。
まずは、子どもたち自身で間違えた箇所を探していくよう指導しています。何度もトライしていく挑戦力と途中で投げ出さない忍耐力をつけていきます。
中には出来なくて、泣いてしまう子や拗ねてしまう子もいますが、「エラーが出てからが本当の勉強」と励ましの声掛けをするようにしています。早く正解することが目的ではありません。
ここが他の教科の学習塾と一番違うところでしょう。
論理的思考能力
組み立てたロボットを思い通りの動作をさせるためには、どのような流れで命令をしていくかを考えていく必要があります。プログラムの正解は1つではありませんが、偶然で正確な動作をすることはまずありません。
論理的な思考はトライアル＆エラーを積み重ねて学習していくうちに、自然と身についていくと考えています。
アーテックエジソンアカデミーの体験授業について
ロボットプログラミングの授業は個別で進めていくので、学校の学期などに関係なく始めることができます。そのため、いつでも説明会と体験授業は受け付けています。
体験授業の内容
説明会と体験授業を行っています。
画像を見ながら、保護者の方、お子様も一緒にロボットプログラミング学習について簡単に説明をします。
次にお子様は実際にブロックで簡単なロボットを作成し、プログラミングを体験していただきます。その間に保護者の方にはカリキュラム、教室について等の説明をしています。
体験授業中は保護者の方や講師はなるべく教えず、お子様自身の力で作っていただくようにしています。ミッションをクリアした充実感を味わい、楽しく体験学習することを目的としています。
体験授業の申し込みと流れ
アーテックエジソンアカデミーのホームページの「教室検索」よりご近所の教室を検索します。
教室の紹介をみた後、ホームページより体験授業の申込みを行います。
体験授業の日程等については教室から連絡し、決定します。
総まとめ
約4年前、私が講師を始めた頃、大学生の息子が授業でロボットプログラミングを経験したという話を聞きました。
教室では小学2年生の子どもたちがロボットプログラミング学習をしていたので、不思議な感覚を覚えた記憶があります。同時に年齢には関係なく学習できる分野であることも確信しました。
今現在、子供向けプログラミング学習は多種多様な方式が出てきています。お子様に合った学習方法を選択するのに保護者の方も迷うとことも多いでしょう。
その方式のひとつであるロボットプログラミングは非常にわかりやすい教材と考えます。なぜなら、プログラミングした動作がロボットの動きとしてみることが出来るからです。集中力の持続時間からしても、特に低学年の子どもたちには向いている教材と感じています。
教室を決める時は、体験授業を沢山受講されることをお薦めします。どの習い事でも同じですが、積み重ねが大切ですので、お子様にとって楽しく学習を続けることのできる教室や方式を選択されるのが一番よいと思います。
記事を読んでいただきありがとうございました。少しでも保護者の方々の参考になれば幸いです。
※授業内容や教材などは教室によって異なる場合があります。
この記事を書いた人とむら
ソフトウェア会社でプログラミングに6年携わり、2010年よりパソコンスクールのインストラクターとして、2017年より子供向けプログラミング教室インストラクターとして活動中。
コメント