小学校プログラミング教育導入例　理科×プログラミング 〜センサーを使用して通電を制御する〜

こんにちは。タイムレスエデュケーションの山口です。

小学校でプログラミング教育が必修になったのはご存知でしょうか。前回は、算数とプログラミングを掛け合わせた学習導入例を紹介させていただきました。今回は、文部科学省が発表している「小学校プログラミング教育の手引(第三版)」の中から、理科×プログラミングの学習例について紹介します。

※以下「」内は小学校プログラミング教育の手引(第三版)から引用

◆学習の位置付け

資料によると、学習の位置付けとして、「電気はつくりだしたり蓄えたりすることができること、光、音、熱、運動などに変換できること等について学習した後に、身の回りにはそうした電気の性質や働きを利用した道具があることについての学習に位置付けて展開すること」とあります。ここでは、電気の利用の単元において、人を感知する人感センサーやスイッチを使って、通電を制御するプログラムを作成する課題を実施することで、プログラミング教育を行う例があげられています。実際に通電を制御するプログラムを作成することで、「身の回りには電気の性質や働きを利用した道具があることに気付くとともに、電気の量と働きとの関係、発電や蓄電、電気の変換について、より妥当な考えをつくりだし、表現すること」ができるようになることを目指しています。

 

◆学習活動

学習活動に関しては、照明などで電気を効率よく使用するために、条件で通電を制御する課題を通して、プログラムや電気を制御する道具について理解を深める内容のようです。資料には、「日中に光電池でコンデンサに蓄えた電気を夜間の照明に活用する際に、どのような条件で点灯させれば電気を効率よく使えるかといった問題について、児童の考えを検証するための装置と通電を制御するプログラムとを作成し実験する」とあります。具体的な学習の進め方として、以下の例が挙げられています。

 

①発光ダイオードの点灯回路を作成する（理科）

　発電機や人感センサー、発光ダイオードなどをつないだ電気回路を作成します。資料には、「実験装置としては、手回し発電機や光電池などでコンデンサに蓄えた電気を電源とし、例えば、人を感知するセンサーにより通電を制御するスイッチをつないだ、発光ダイオードの点灯回路を作成」とあります。

 

②通電を制御するプログラムを作成する（プログラミング）

　人感センサーやスイッチを使用して、通電を制御するプログラムを作成します。資料には、「スイッチの通電を制御するプログラムの作成に取り組みます。なお、児童が取り組みやすくなるよう、実際の道具よりも単純化したモデルとすることが大切です」とあります。

◆狙い

電気の利用の単元と組み合わせて、プログラミングに関する学習を行うことの狙いに関して、以下の2点が挙げられています。

 

①プログラミング的思考が身につく

　資料には、「センサーを用いた通電の制御（自分が意図する動き）はどのような手順で動作するのか、それを再現するには命令（記号）をどのように組み合わせればよいのかを考え、試行錯誤」するとあります。

意図した通りに通電させる動きを考え、プログラムを作成する体験をさせることでプログラミング的思考を身につけることが狙いです。

 

②身近な場所でプログラムが活用されていることを実感できる

　資料には、「人を感知するセンサーなどで制御された照明などが住宅や公共施設などの身近なところで活用されていることや、電気を効率的に利用したり快適に利用したりできるようプログラムが工夫されていることに気付くことができます」とあります。

センサーを使用して、通電の制御を行うプログラムを自分で作る経験を通して、自分の周りのさまざまな場所でプログラムの技術が使われていることを実感できることが狙いです。

 

◆まとめ

いかがでしたでしょうか。今回も、文部科学省の資料から、小学校で行われるプログラミング教育の一例を紹介させていただきました。子供世代でも、教育され始めているプログラミング的思考は、今の世の中を生きていく上で、必要不可欠なスキルになっています。弊社は、子供たちに向けたプログラミング教室の運営や全世代のお客様に向けたオンラインプログラミング学習サービスの提供を行っております。この機会に、弊社のサービスを通して、プログラミング的思考を身につけてはいかがでしょうか。プログラミング学習に興味がある方がいらっしゃいましたら、ぜひお気軽にご連絡ください。