子供向けプログラミング教育ツール(ロボット)を親子で学ぶ

民間のプログラミング教室で人気なのが、ロボット教材を使った「ロボット・プログラミング」です。

もっとも有名なのは、レゴブロックを組み合わせてロボットを作る「レゴマインドストームEV3」で、中学校や高校の情報の授業などでも採用されています。

画面上で学ぶだけでなく、ブロックの組み合わせでロボットを作り上げていく創造性、仕組みを考える力といった複数のスキルも身につくとして、非常に期待されている教材です。

現在は複数のブロックを組み合わせてロボットを作るブロックロボットが主流ですが、ここ数年のロボットブームもあり、プログラミングできる学習教材ロボットや、低価格で入手できる家庭向けロボットなどが続々と登場しています。

この記事では有名なロボットを7つ紹介していきます。

ロボット・プログラミング編

ロボット・プログラミングは、コンピュータにロボットなどのデバイスを接続して、実際にそのデバイスを動かすためのプログラミングを行います。

主なロボットプログラミング教材は、実際にロボットを組立てながらプログラミングも学ぶタイプと、既成のロボットをプログラミングするタイプの2種類あります。

一口に「プログラミング」としても、パソコンが必要なものからタブレット、アプリのみで挑戦できるものまで幅広く、子どもの興味関心や理解に応じた教材を選びましょう。

なお、当然のことではあるのですが、ネット上の学習サイトや教材アプリとは異なり、ロボット教材は有料です(数千円〜数万円)。この点は注意して下さい。



LEGO WeDo2.0 基本セット

対象年齢:小学校低学年
価格:24,000円(税別)
必要なもの:PC・タブレット ※動作環境はウェブサイト参照
提供元:株式会社アフレル

プログラミングを初めて体験する子ども向けに開発されたセットで小学校低学年から楽しんで学ぶことが出来ます。

セットには、レゴブロックのほか、ロボットのコアとなるBluetooth搭載のスマートハブ、モーター、モーションセンサー、チルトセンサーが同梱されています。

組合せ次第でさまざまなロボットを作ることができる点と、専用ソフトウェアで簡単にプログラミングできる点が魅力です。

専用ソフトでは、「カエルの成長」「頑丈な構造」などの理科テーマをもとにしたモデルの組み立て方法を含む学習プロジェクトが用意されており、ソフトに従って、様々なものの仕組みを学んでいくことが出来ます。

アフレルが家庭向けに販売する「レゴ WeDo2.0 for home by アフレル」は、教育機関向けの「レゴ WeDo2.0」を、家庭で無理なく利用できるよう工夫した学習キットです。

組立てやソフトウェアなどの基本的な使い方に始まり、プログラミング方法、学習のすすめ方などを解説したガイドが含まれます。

尚ロボット技術検定機構は、小学1年生以上を対象とした「ロボット検定ForレゴWeDo2.0」を2018年6月24日に全国のロボット検定認定会場で開催すると発表しました。

試験問題は、筆記試験と実技試験で構成されます。筆記試験では、メカの仕組みやプログラミングに関する知識が問われます。実技試験では、写真・条件通りにモデルを組み立て、プログラミング作成を行います。(=> ロボット検定

教育版レゴ®マインドストーム®EV3 基本セット

対象年齢:小学生~
価格:53,040円(税別)
必要なもの:PC・タブレット ※動作環境はウェブサイト参照
提供元:株式会社アフレル

「教育版レゴマインドストーム」は、レゴの教育部門であるレゴエデュケーションによって、1998年に初代が開発され、EV3は2013年に発売された第三世代です。

単体でプログラミングできるインテリジェントブロックEV3に各種センサー、モーターやテクニックのレゴブロックが入ったセット。

タブレットなどで利用できるビジュアルプログラミングツール「教育版EV3ソフトウェア」は、実際にエンジニアが使用するシステム設計ソフトをベースにして開発されています。

ロボットモデルの組み立ては、レゴブロックなので自由に形を作ることができ、活用方法は多岐にわたります。

モーターを使って自由自在に動かしたり、さらにライントレースしたりすることができます。

また、教育版レゴマインドストームを使った国際的なロボット大会も開催されているので、大会出場といった目標を掲げて取り組みやすい教材でもあります。

アフレルが家庭向けに販売する「教育版レゴ マインドストーム EV3 for home by アフレル デビューセット」なら、基本的なロボットの組み立てからプログラムの基礎、モーターやセンサーの使い方など、それぞれについてワンステップずつ説明するワークブックが付属します。

応用課題も多数用意されており、家庭でもさまざまなプログラミングにチャレンジできるよう配慮されています。

ロボット検定 For EVについては、こちらを参照ください。

アーテックロボ

対象年齢:小学生~
価格:9,000円〜(スターターセット)
必要なもの:PCまたはタブレット
開発元:アーテック

主に学校教材や教育玩具を手掛ける日本の教材会社アーテック社によるロボットプログラミング教材です。

Arduinoベースのマイコン「Studuino」と、同社開発のアーテックブロック(プラスチック製のブロック玩具)、そして音・光・タッチ等の各種センサーやLED、DCモーターなどを組み合わせてさまざまなロボットやツールを作り、プログラミングして動かします。

開発環境はScratchベースのブロックプログラミング環境などが用意されていますので、Scratchをやったことがある子どもには入りやすいでしょう、

この教材を使ったロボットプログラミングの教室も全国で開催されています。

学校とのコネクションを持つ日本の会社だけあって、学校の先生が教材として活用を始めているのをよく見ます。

他社のブロックロボットセットよりも価格が安く導入しやすいのもメリットです。

「自分でロボットを作ってみたい」「身の回りにある仕組みを知って自分で作りたい」と考えている小学生(8歳以上推奨)から、「子どもと一緒に遊びながら学びたい」「自ら考える力を身につけさせたい」と考えている大人に特にお勧めです。

KOOV(クーブ)

対象年齢:未就学児~
価格:36,880円~(スターターキット、税別)
必要なもの:PC・タブレット
開発元:ソニー・グローバルエデュケーション

ブロックで自由な「かたち」をつくり、「プログラミング」によってさまざまな「動き」を与えて遊ぶという、ソニー・グローバルエデュケーションによるロボット・プログラミング学習キット。

ブロックはソニーらしいスケルトンのおしゃれなデザインになっています。

子どもがひとりでも遊びながら学べるよう、「KOOVアプリ」がブロックの組立て方やプログラミングの方法を丁寧に説明するため、保護者がプログラミング初心者の場合でも安心できそうです

学習アプリが非常にわかりやすく、動物や楽器、乗り物などをテーマにした作例である「ロボットレシピ」のほか、段階を追ってプログラミングを基礎から体系的に学べる「学習コース」などがあり、自宅でのロボット制作やプログラミング学習に適しています。

2017年7月にKOOVを使ったロボットコンテストである「KOOV Vhallenge」が開催されているほか、KOOVを使ったロボット・プログラミングの授業が学校、塾でも始まっています。



mBot(エムボット)

対象年齢:8歳以上
価格:14,000円~(税別)
必要なもの:PCまたはタブレット
開発元:Makeblock正規ディストリビュータ
(株)ニューシークエンスサプライ

「Makeblockロボットキットシリーズ」は、教育用ロボットの開発・製造を行っている中国・深センのMakeblock社による製品です。

中でも「mBot V1.1」はロボット初心者向けの手軽なセットで、あらかじめ決められた約40種類のパーツを組み立てて、車型のかわいらしいロボットを作り上げます。

まずはドライバーなどを使ってmBotを組み立てることから開始。30分ほどで完成するので、親子でプラモデルを作る感覚で楽しんでみては?

どのパーツがどこに付くのかを確認しながら組み立てると、プログラミングをする際により理解がしやすくなります。

独自のプログラミングソフトや専用リモコンで、mBotを自分の思う通りに動かすことができ、近年注目されているSTEM(科学、技術、工学、数学)分野の知識を遊びながら学ぶことができます

ソフトは、Scratchをベース にしたブロックプログラミングで、小学生でも楽しんで挑戦できます。

あらかじめアプリをインストールしたタブレットやスマートフォンを使用し、子ども主体でプログラミングを開始。アプリでは、ロボットの各動作が要素として「ブロック」化されており、このブロックをつなげて組み合わせることで、コードを書かなくてもロボットの動きを自分の思い通りにプログラミングできる仕組みです。

さらに別売の拡張パックを購入することで、光や音声センターを追加したり、六足歩行で動かすことも可能です。

「おもちゃだと年齢が高くなるにつれて買い替えたりしないといけないかなと思いますが、これなら部品を加えることで(できることの)可能性がたくさん出てくると思います。1回やって飽きて終わりではないのが良いですね。

ロボット教材の中では比較的安く、公式本も出版されています。

Ozobot 2.0 Bit(オゾット2.0ビッツ)

対象年齢:小学生~
価格:9,800円(税別)
必要なもの:タブレット
輸入元:キャスタリア

アメリカのEvollve社が開発した子どもの手にも収まる小さな教育用ロボットです。

Ozobotは、2015年にEvollve社が発売した小型プログラミングロボットで、世界最小だということです。

本体下部のセンサーによって、紙やタブレットの上に書かれた線を辿って自動走行し、ライン上に描かれたOzoCodeという色を組み合わせたパターンを読み取ることにより「右に曲がる」「一時停止」など進行方向や速度を変えることができます。

PCやタブレットを使わずに、プログラミングの基礎を学べる「アンプラグド」と呼ばれる教材の1つです。

また、「OzoBlockly」というPCやタブレットのwebブラウザでビジュアルプログラミングツールと組み合わせることで、より複雑な命令が可能に。

まずアンプラグドで学び、次にOzoBlocklyへ進むといった橋渡しが上手く設計された教材となっています。

新機種「Ozobot Evo」は、音声再生機能、近接センサー、Bluetooth通信の3つの新機能を搭載した最新機種です。

スピーカーによる音声再生は英語のみとなりますが、音を再生させたり喋らせたりすることができます。近接センサーにより、周囲の物体を検知し物体に近づいたり遠ざかったりするプログラミングも可能になります。

Bluetooth による遠隔操作では、スマートフォンアプリを通じてラジコンのように操ることや、OzoBlocklyで作成したプログラムを転送することもできます。

さらに近日マスターパックのマーベルシリーズ(キャプテン・アメリカとアイアンマン)2種が発売となりました。

価格はともに1万7800円(税込)。先行販売されている「Ozobot Evo」の機能に加えて、アベンジャーズ専用特別ライトとサウンドが新たに追加されています。

カムプログラムロボット工作キット

対象年齢:小学生~
価格:3,200円(税別)
必要なもの:ichigojam
開発元: タミヤ

レゴ・マインドストームやWeDo 2.0、KOOVなどのロボットプログラミング教材は数万円台と高価で気軽に手が出せなかったが、徐々に安価なロボット工作キットが出回り始めてきている。

そのひとつが、タミヤから全国発売のプログラミング教材「カムプログラムロボット工作セット」。3,456円と手ごろな価格で、コンピューターなしでロボットのプログラム制御を体験できるのが特徴だ。

ロボット本体は、三角形のクローラー(キャタピラ)で駆動し、左右のクローラーがモーター2個とつながっているだけのシンプルな構造で、はめ込みとねじ止めで簡単に組み立てられる。

マイコンボードを搭載すれば電子制御の本格ロボットに

Raspberry Pi、IchigoJamなどのマイコンボードを載せれば、本格的なプログラミング学習にも使用可能です。

例えば、IchigoJamで左右のモーターを動かせば、時間の制限なく、より自由なコースをプログラミングできる。

ただし、IchigoJamのOUT出力ではモーターを動かすための電流が足りないので、モータードライバーというICを使って電流を増幅させる必要があります。

具体的には、モータードライバーのIN端子にIchigoJamのOUT端子をつなぎ、ロボットの左右のモーターをモータードライバーのOUTに接続します。

これで、IchigoJamのOUTコマンドを使って左右のクローラーの回転をオン/オフさせ、WAITコマンドで前進する距離や旋回の角度をコントロール可能です。

全国展開している「タミヤロボットスクール」でも「カムプログラムロボット工作セット」をIchigoJamで制御するロボットプログラミングの基礎が学習できます。

詳しくは、サイトをチェック下さい。



まとめ

ハードウェアを利用したプログラミング学習のメリットは、現実世界の物体を実際に触りながら、その動きを画面内のプログラミングで制御できる点にあります。

この体験をすることで、プログラミングの持つ力をより一層具体的にイメージできるようになります

そのため、ロボットを使ったプログラミング教育は、独学での利用だけでなく、ワークショップやスクールといった、対面授業でも広く利用されており、人気を博しています。

ロボットはプログラミングした通りに動きます。思ったように動かなければ命令の内容や順番など必ずどこかに原因があるはずで、“失敗から原因を突き止める”ことも重要な経験になります。

遊びのなかでも結果を振り返りながら「なぜそうなったのか」を考え、試行錯誤を重ねていくことで論理的に考える力が身につくはずです。

プログラミング教育が必修化されるとはいえ、親からは

「まず何をやらせたらいいのかが分からない」
「やらせてみたいとは思ってるけど、自分にとっても未知すぎるんだよね」
「プログラミング教室に通わせるところから勇気が必要」

といった戸惑いの声もあります。

そんなときこそ親子で手軽にプログラミング教育を進められるアイテムとして「おうちでロボット」は重宝されそうです。

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