スクラッチを利用して、誰でも手軽に簡単なフィジカルコンピューティング

scratchを利用して、フィジカルコンピューティングに挑戦!

【スクーミーとスクラッチの連動による、誰でも手軽に楽しくできるフィジカルコンピューティングに挑戦していきます】

@画面の中の変化だけを楽しむプログラミングではなく、物理世界にも影響が与えるプログラミング学習

@ビジュアル言語から、テキスト言語へのスムーズな移行ができるようなプログラミング学習

@スクーミーで開発速度を上げることで開発前後のストーリーをしっかり考える、課題解決型のプログラミング学習

@ものづくりをはじめてみたい!と思った方々が挫折しないで、色々なことを経験できるようなコミュニティも同時に構築していけるプログラミング教育

を目標にしていきます。

その1

光コネクタンで明るさを検知し、画面の中のキャラに明るいのか暗いのかを言わせます。また明るい時は、モーターを回すプログラムです。

scratchだと・・・

これをC言語でやると・・・(画面で表示させるプログラムは入れていません)

その2

スイッチを押すと、画面の中のキャラが動きはじめます。はじまで行くと、モーターを回せと言って、モーターが回ります。

スクラッチだと・・・

これをC言語でやると・・・(画面の変化のプログラムは入れていません)

スクーミーの場合は、HPに簡単なプログラムや、スクーミー使用者が作ったプログラムが公開されています。HPで共有されたプログラムコードをみんなで使用することができるので、エンジニアリングの経験がほとんどない人たちでも、少し勉強するだけでものづくりを始めることができます。

スクーミーのHPはこちらから

実際にスクーミーを学んでいる子どもたちは、ビジュアル言語もテキスト言語も両方できています。

どっちがいいとかというのは、なんのために学ぶのか?を考えた上で選択すればいいと思いますが、プログラミング=ビジュアル言語!と、子どもたちにすりこむのはよくないと思います。どちらも学習できる、体感できる、そして、創造することができる学びの環境がいいのではないでしょうか?

実際に、C言語で色の判別に挑戦した子どもたちの様子です。

(色の判定の仕組みを使って今は地域課題解決装置の開発を企業と連携して開発しています)

実際に、スクーミーを使って子どもたちでできるリストです(スクーミーの基本セットのみ使用)

光センサーと距離センサーを使って色々なことをできるようになり、課題解決のために学んでいきます。

Auguner(ウォーグナー)現在開発中の製品

拡張する人という意味が込められていて、フィジカルコンピューティングを子供達の教育へいれていくことを目標にしています。

フィジカルコンピューティング×スクーミー

ボタン操作だったテレビゲームの遊び方が、振って遊ぶことができるWiiリモコンの登場でゲームの幅が多く変わりました。これはリモコンの中にある加速度センサーや赤外線センサーのおかげです。コンピュータにセンサーなどのさまざまな入力、出力デバイスをつなぎ、いろいろな形で人間と情報をやりとりすることで、これまでにはなかったようなおもしろいシステムをつくることができるようになり、コンピュータをもっと身体的なもの=人の行動や生活に寄り添ったものにすることで、コンピュータと人間の意思疎通の方法に広がりが生まれるという考えをフィジカルコンピューティングとしています。 スクーミーは、このフィジカル・コンピューティングをどんな基板より、より簡単で、誰でも、早く、実現してしまおうという、新しい基板で、活用することにより、生活を便利にしたり、新しい体験を生み出していきます。

スクーミーを活用した学びでは、パソコンとキーボードを使ってパソコン内でのみ動くプログラミングを行うのではなく、コンピュータと物理世界をつなぐことを行います。ロボットやIoTなど、最近注目を浴びている分野ともつながりが深く、指定された時間にペットに餌を与える機械や、飲料のペットボトルを自動で開ける機械などの応用が考えられます。 必要なのは数学的知識と、そして、発想力です。今後、ものづくりを行なっていく上で、最も重要なのはアイデアとストーリーです。どういうものを作りたいのかを考え、思考を整理するために図を描いたりしながら、構想をたくらんでいきます。その後、ソフトウェアとハードウェアの知識をどう応用すれば思い通りの動きになるかを学び。試作品を作り、改良するというサイクルを繰り返し、多くの人に使ってもらうために発表します。フィジカルコンピューティングの世界では、人や物など、コンピュータの外の世界とコンピュータとをつなぐため、思いもよらないことが起こることがあります。モーターの力が足りなくて動かない、明るすぎてセンサーが反応しないなど、事前に調べた範囲では大丈夫だろうと思っていたことが、うまくいかないことは多々あります。 とはいえ、発想と技術が組み合わされば、今までにないような画期的な商品が生まれる可能性があります。最近では、家庭用ロボット掃除機、スマートスピーカーなど、20世紀では考えられなかったような新しい商品が生まれました。フィジカルコンピューティングの考え方を体得すれば、アイデア次第でイノベーションを起こせる可能性があるのです。

実際には、スクーミーに専用の入出力デバイスであるコネクタンをとつなげて行う電子工作と、スクラッチやC言語などでのプログラミングを行います。入力デバイスには、先ほど紹介した加速度センサーや赤外線センサーの他に、光センサー、距離センサーなどがあり、出力では、LED(ランプ)、スピーカー、モーターなどがあります。そして、スクーミーはスクーミーのHPで共有されたプログラムコードをみんなで使用することができるので、エンジニアリングの経験がほとんどない人たちでも、少し勉強するだけでものづくりを始めることができます。ものづくりをしたことのない人たちにとっては、ツールがあたえられても、なかなか先に進むことはできません。しかし、ものづくりに対して、同じような考えを持つ人たちをつなげる役割を持つコミュニティのがあることで、ユーザーは他人の知識や経験から学んだり、マネしたり、意見交換などができるようになります。コミュニティが生む人のつながりはアイデアの発展やモチベーション向上につなげていくことができます。

本来、フィジカルコンピューティングの概念はアメリカの大学で生まれた、デザイナーやアーティストを対象の人間とコンピュータを融合する作品制作の教育プログラムのことでした。 その教材の一つとして開発された「Arduino」では、コンピュータの仕組みや電子回路・センサ技術を身につけることを目的に、インタフェースや開発環境が整えられています。そのため、技術者の立場からもエンベデッド(組み込み技術)技術教育の教材としても活用されています。しかし、今では、どんな職業でもテクノロジーを活用することは求められており、自ら考えて、自ら行動することが大切な社会を生きる今、エンジニアやプログラマー、デザイナーでなくても、創造力やデザインスキルをはじめとするフィジカルコンピューティングの考え方は必須スキルになってきています。新しい時代を創るスマホネイティブ世代のための新しい教材として生まれた「スクーミー」は、プログラミングやテクノロジーの活用でどのようなことができ、どう活用すれば新しいものを創ることができるのか、どういった視点で課題の発見と解決を創造的に行っていくのか、という『テクノロジー活用能力の育成』を目的としてつくられたマイコンボードです。多種多様なセンサー類と、LEDやスピーカーなどの出力機器を簡単につなぐことができるので開発のスピードが格段にアップします。開発する時間を短縮することで、開発の前後のストーリーを大切にする時間を十分に確保することができます。どんな課題があるのか?どうやって解決していくべきか?を考え、開発後には、開発したものをどうやってより良いものにしていくのか、この仕組みで他にどんなことができるのか?を考えます。スクーミーを使うことにより「身近な課題を発見し、解決するためのまったく新しいモノを自分たちの手で開発し、現実世界で活用できる装置の開発を行います。基本的な「プログラミングスキル」のほかに、一般的なプログラミング学習や説明書通りに行うロボットプログラミング学習では修得が難しいとされる「企画力・発想力」「論理的思考力・創造力」「プレゼンテーション力」を身につけることができます。

楽しく学べるフィジカルコンピューティングがきっかけとなって、ものづくりを学ぶ人が増えれば、世界は今よりもっと面白くなると思います。スクーミーを使ったものづくりが世の中に浸透した時、新しい時代、新しい形の「ものづくり王国ニッポン」に変革していきます。

世の中もっと楽しくしていこう。きっとそこからはじまる革命を。

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