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【小学校プログラミング教育実践】筑波大学附属小学校による電気の利用 応用編 実践者:辻 健教諭


6
年生 理科「発電と電気の利用」
電気を効率よく使うためには?   

文部科学省の「小学校プログラミング教育の手引き」にてA分類の実践として明示されている「理科:A物質・エネルギー(4)電気の利用」の単元でのプログラミング授業。
筑波大附属小学校の辻 健教諭に小学校6年「発電と電気の利用」の授業でこれまでの理科の学びに、プログラミング教育を取り入れた授業実践を行っていただきました。
『電気をより効率的に使用するためには、どうしたらよいか?』というテーマで
問題の解決に取り組んだ事例を、基本編と応用編の2つに分けて紹介いたします。
この記事では、前回の続編として応用編  扇風機を効率よく使う方法を考える』を掲載いたします。

>『電気の発電と利用』の授業の流れと実践のコツ(PDF)はこちら

 

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先生  :筑波大学附属小学校 辻 健先生
児童  :6年1組 
単元  :「発電と電気の利用」
実施時間:45分×14回(本時は第10~13時限目)

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単元目標
発電や蓄電、電気の変換について、電気の量や働きに着目し、それらを多面的に調べる活動を通して、電気の性質や働きについての理解をはかる。実験などに関する基本的な技能を身につけるとともに、電気の性質や働きについて、より妥当な考えをつくり出す力や主体的に問題を解決する態度を養う。


プログラミングをどのように行うのか
『電気をより効率的に使用するためには、どうしたらよいか?』という問題を解決する過程で、プログラミングが可能なスイッチを用いて電気を有効活用するしくみを実際にプログラミングする。
センサーをどのように活用するのか? どのようなプログラムにしたら電気を効率よく使えるしくみができるか? といった点について、
対話を通して試行錯誤をくり返し、より効率のよい電気の利用の仕方を考える。


単元計画
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準備物
・MESHブロック、タブレット端末
3~4名のグループごとにMESHブロックとタブレット端末を1セット用意。

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・ワークシート
個人やグループの考えをまとめる。
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・MESHブロックカードやマグネットシート
プログラミングの内容をグループで検討するための、カードやマグネットシート。f:id:meshprj-author:20200408173650j:plain


・回路用の器具
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※発光ダイオード(LED)は基本編で使用いたします。


・プログラミングスイッチ
MESH を使って、LED やモーターのON/OFFの制御ができる。
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参考動画
手順動画(応用編):小学校プログラミングの手引におけるA分類の実践「6年 理科:電気を効率よく使うためには?」





授業の流れ(第12, 13時)
扇風機を効率よく使う方法を考える
1.問題の確認を行う
前回の授業で、明かり(照明器具)を効率よく使うために、人感ブロックや
明るさブロックを組み合わせて、プログラミングを行ったことなどを振り返る。
今回は、明かり(照明器具)ではなく、『扇風機を効率よく動かすためには
どうしたらよいか』が課題であることを伝える。


2. どのようなしくみをつくるとよいかを考える
どのように扇風機を動かしたいかについて、一人一人の児童が考えるようにする。
「人がいたら扇風機がONになり、いなければOFFになる」だけではなく、
いろいろなアイデアが出てくるように声かけをする。このとき、扇風機を使う場面を
想起させて、例えば夏の暑い日に使用するなど、まわりの環境や条件を
設定したうえでアイデアを考える。f:id:meshprj-author:20200409170746j:plain


3. グループでどのようなプログラムをつくるか考える
一人一人が考えたアイデアをグループで共有し、ホワイトボードにプログラムの
アイデアを整理して、設計図を作成していく。このとき、前回の明かり
(照明器具)を効率よく使うプログラムの設計図を参考にしながら、
整理したらよいと伝える。f:id:meshprj-author:20200409170905p:plain
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《ポイント》
照明器具から扇風機へと「動かすもの」を変えたとき、
プログラムがどのように
変わるのかを考えることができるようになる。
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4.  実際にプログラムを作成し扇風機を動かす
扇風機を効率よく動かすために、プログラムをつくり直し、
自分たちが意図したように動くかどうかを確かめる。
このとき、ホワイトボードで整理したプログラムをもとにプログラミングするように
助言する。f:id:meshprj-author:20200409170940j:plain

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人を感知したら、温度を確認。25℃以上の場合は扇風機をつける。

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《ポイント》
温度・湿度ブロックで温度が上がったときに電源がONになったり、

温度が下がったときに電源がOFFになったりするようなプログラムを
つくったグループには、使い捨てカイロを渡し、
温度・湿度ブロックを包んで温度を変えて動きを確認できるように配慮する。
―――――――――――――――――――――――――――――――――――
グループ同士でどのようなプログラムをつくったのか、自分たちが意図したように
扇風機を動かせたかどうか情報交換をする。このとき、温度や湿度の設定以外に、
人がいるかどうかを判断してから扇風機を動かすようにしたなど、
プログラム上の工夫や注意点を紹介し合うようにする。


5.  クラスで振り返り、より効果的なしくみを考える
自分たちの作成したプログラムについて一人一人が振り返る。
はじめに考えたプログラムと比較して、実際のプログラムはどうだったのか、
さらに実現してみたかったこと、考えていたよりも実際はうまくいったことなどを
振り返るようにしたい。
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