わかば深圳教室 教室長ブログ

教室長渡辺 敦

大連、内モンゴル、蘇州、香港を経て、現在は深圳在住。海外教育歴は15年。イノベーション都市深圳にて、「深圳×教育」をテーマに深圳独自の教育を提供すべく活動中。教育現場では言語習得と認知能力の相関関係「ダブルリミテッド問題」について実践的な指導を研究している。また「中国の受験問題」と「日本の人口減」の解決策として中国人学生の日本留学の環境整備を進める。

埼玉大学STEM教育研究センターSTEMキャンプ in 深圳

ワークショップで使う材料。限られた材料で課題をクリアする。

2002年からものづくり活動を通した教育を初めている埼玉大学STEM教育研究センターが夏の国際STEMキャンプと銘打って2019年8月に香港・深圳を訪れ、わかば深圳教室ではSTEMワークショップ、顔認証技術・自動運転技術で知られるAI企業センスタイム社訪問、深圳の夜を彩るLEDマッピングショーの見学のお手伝いをしました。

同センターのワークショップは2002年から長年の教育の蓄積があるだけに非常に学びの多い内容でした。このワークショップでのメイン教材となったのは同センターで開発したオリジナルのマイコンボード「STEM Du」とプラダン(プラスチックダンボール)です。


このSTEM Duとプラダンとプラグラミングを駆使することでその日の課題に挑戦します。STEM Duはプログラミング学習用のマイコンボードとして最低限の機能を備えているだけなので、性能・機能で比較してしまえば、Arduinoやmicro:bitとは比較できるものではありませんが、これは開発者でワークショップの講師をされた埼玉大学の野村先生の意図するところで、「性能・機能が制限されることで1つの課題をクリアするために様々な工夫が必要」になります。課題のクリアが目的なのではなく、その過程にある試行錯誤こそが非常に重要だということです。その日のワークショップはライントレースカーを仕上げることでしたが、実際に誰一人として同じ形の車、同じプログラムなることはなく、生徒一人一人が工夫しながら問題を解決しようと試みていました。


試行錯誤をひたすら繰り返す生徒たち

床に貼られた黒いテープと床(白っぽい)を識別して車を走らせるにはどうしたらいいか?ロボットをプログラミングしたことのある生徒であれば、マイコンボードに色を識別できるカラーセンサーを新たに接続する必要があると思うかもしれません。しかし、このワークショップではそれは許されてはいません。それではどうするのか?今回はSTEM Duが備えている機能を工夫するしかありません。

ロボットカーをプログラミングによってライントレースさせるのはプログラミング教育における一種の流行です。この流行が思わぬ方向に向かうと「いかに簡単にプログラミングができるか」という思考になり、「ブロックによるプログラミングでこんなに簡単にライントレース カーを作れます!」という製品が誕生してしまいます。これは本末転倒で、そこには学びも何もなく簡単にライントレースカーを「組み立てる」ことができてしまいます。


材料は非常にシンプル。

ライントレースできることが大前提でその先に別な課題がある場合は、ライントレースにハードルを設ける必要はありませんが、ライントレースそのものが学びの中心にある場合、そのハードルを下げることは学習機会の喪失に繋がります。

このワークショップで生徒がの大課題は「ライントレースカーの作成」ですが、その過程にはいくつもの中課題、小課題があります。それは「センサーと床の距離」「プラダンと床の摩擦への対応」「車輪の回転速度(早すぎるとセンサーが対応できない)」「明るさへの対応(部屋が変わった場合、窓際と部屋の奥での違い)」など多岐に渡ります。


ライントレースカーのプログラムをお掃除ロボットに繋いで音声による制御にも挑戦

生徒たちは、機体とプログラミングの調整の試行錯誤を2時間以上続けたところで昼食の時間となりましたが、誰一人として手を止めようとする気配がなく、1時間延長し終えたところでやむなく中断。昼食を挟んでさらに1時間、計4時間以上試行錯誤を繰り返しました。それほどにこの課題だけでも熱中することができるということです。

この学びで培われるのは、いわゆる学科テストでは測りにくい21世紀型スキルで、プログラミング教育、STEAM教育は本来このような前のめりになれる環境が非常に重要で、このワークショップでは、想像力、問題解決能力などの力が自然と培われていきそうです。

深圳市が目指す「Maker教育(創客教育)」は、埼玉大学STEM教育センターの「ものづくり教育」によるSTEM教育と目指す方向性が非常に近いのですが、世界中のプログラミング教育、STEM教育が発展途上であるように、深圳のMaker教育も発展途上です。埼玉大学がその学びを10年以上前から続けているということで、今後、埼玉大学と深圳のSTEM教育のコラボレーションから生まれるSTEM教育の発展に期待できそうです。


未来の宇宙船のようなセンスタイムの展示ブース


ハンディーファンプログラミング&はんだ付けワークショップ

はんだ付けをしたことがない子がほとんど。


前回まではお掃除ロボットをプログラミングするワークショップを開催してきましたが、今回は暑すぎる夏の必須アイテムハンディーファンの基盤を半田付けしてプログラミングしてしまおうということでハンディーファンハックに挑戦しました。講師は今回も日本から来ていただいたOPENFORCEの河野先生。何回か参加している子供達からは「博士」と呼ばれている河野先生。今回も胸元にファンをつけた白衣姿で見た目だけでも子供達を喜ばせてくれます。


1時間もするとはんだ付けもプロ級

なぜか参加者は女子ばかり。ハンディファンはやはり女子アイテムなのか?深圳で女子が半田付けをしている姿はものづくりの新時代の到来を感じさせてくれます!
まずははんだ付けの練習をかねて河野博士の特製のPro Micro(Aruduino)とモータードライバをのせた基板に抵抗、LEDテープ(NeoPixel)を接続して、Ardublockでプログラミングします。LED1つを点灯させるところからスタートして全体を光らせたり、色を変えたりできるようにしました。


Pro Micro(Aruduino)でLEDを光らせる

LEDの点灯ができたところで、次はモーターの制御をします。今回はモーターをボタンスイッチで制御するのではなく、ファンに息を吹きかけファンを回転させることによりモーターを起動します。モーターの回転数(風力)は、その時の息の強さ(モーターの回転数)によって決まるように設定しました。

息を吹きかけるとファンが回り始めること、息の強さで回転数が変わるので、子供達は何度も何度も息を吹きかけて試していました(遊んだ?)。


Ardublockでプログラミング

このプログラミングを終えて基板をハンディーファンの中に収納して完成!
なのですが、基板を収める時にケーブルの長さを考慮せずに触っているとはんだ付けした部分が外れてしまうこと、最後にカバーを無理やり装着することでどこかのケーブルが外れてしまうことなど、初めて分解、ハックした子供達には想定できない難関が待っており、最後の最後は河野博士修理センターがフル稼働するという大変な事態を乗り越えてのワークショップ終了となりました。


カバーを付け直せば完成!だけど・・・。

今回は身近にある機械を分解してプログラミングすることで今までブラックボックスだった物が制御可能、改造可能であることや、深圳では河野博士が作ってくれたよう特注の基板も短時間ではるかに安い価格で作ることができることも実体験として知ることができました。

温度による制御、音による制御も可能ということで、次回のワークショップも楽しみです!河野博士また次回もよろしくお願いします!


お掃除ロボットプログラミング&電子工作&華強北電気街探検!

華強北のメイカースペースSEGMAKERでのワークショップ

前回に引き続き日本からいらっしゃったOPENFOECEの河野先生との共同開催ということで、お掃除ロボットのプログラミングと電子工作そして深圳の迷宮のような巨大電気部品市場華強北での部品調達に挑戦しました。

前回は深セン市華強北のコワーキングスペースでの開催でしたが、今回は同じ華強北でも会場を変えてSEGMAKERというメイカースペースでお掃除ロボットのプログラミング(衝突センサーと車輪の制御)とArduinoを使った電子工作を学習しました。


河野博士も子供達も楽しそう


プログラミングしたお掃除ロボットを追いかける


今回のお掃除ロボットのプログラミングでは、前回より複雑なセンサーも使ったプログラミングに挑戦し、分解して走ることしかできなくなったお掃除ロボットが少しずつ元のお掃除ロボットの姿に戻っていきます。

と言っても掃除をさせるようなプログラムはしておらず、今回は衝突センサーをプログラムに組み込んで、衝突しても方向を変えて走り続けられるようにするところまでプログラミングしました。


華強北の電気市場で部品調達。こんなちびっこは見かけないので、目立つ存在。

今回の課題のプログラミングを終えた後は、子供達がなぜか楽しみにしていた電気街への買出しです。Arduino、ケーブル、LED、ブザー、抵抗、光センサー、ブレッドボードなど今回作る電子回路に必要な部品を買いに行きます。

12階にあるメイカースペースからエスカレーターでぐるぐる回りながら、何に使うのかわからないような部品を見ながらひたすら下の階を目指します。

大人が見ても謎ばかりの電子部品だらけのビルを子供たちはキャッキャしながら、突き進んでいく姿なちょっと不思議な印象を受けました。何が楽しいんだろう???初めての非日常的な空間にワクワクしていたのかもしれません。(こういう時に行き先もわからないのに先に進む子供達の心理って何なんでしょう?)子供の行動は謎だらけです。


部品をみてはしゃぐ子供達。子供の好奇心はすごい!

こんなところで迷子になったら大変なので、目を離さないように子供達を追いかけつつ、お店に到着。あらかじめお店の人には子供達が買い物に来ることを伝えておき、普通は100個単位、1000個単位ではないと売ってくれない部品を特別に1つ1つ売ってもらいました。


ArduinoでLEDを制御中。

ここでもどのように使うのかもわからない部品を買い集めて大喜びする子供達。買い物を楽しんだ後はまたグルグルと回りながらエスカレーターで会場に戻って電子回路とプログラミングに挑戦。前回はArduinoでLEDを点灯させただけですが、今回はボタンスイッチや光センサーなども組み込みました。

子供たちはお掃除ロボットを分解しプログラミングし直すことからブラックボックスだったお掃除ロボットの大枠を理解し、部品を市場で買い集め回路を組み上げてプログラミングすることを通して基盤をプログラミングすることで、市場で売られている部品がロボットの中身を構成していることを学ぶことができたと思います。

今回参加した子供達は、深圳でのモノづくりを体験することができました。彼らが未来のクリエイター、イノベーターの道を歩み始めたのかと思うとワクワクします!


グルガオン教室名古屋合宿で得られたもの

一夜かぎりの花火でリラックス。

かけがえのない時間となった7日間

名古屋市にて6月7日から6月14日の7日間、インドのグルガオン教室の中3生を対象に合宿が開催され、グルガオンの水元教室長とともに、深セン教室からは渡辺が参加となりました。

合宿初日に生徒一人一人に抱負を述べてもらったところ、生徒たちにとっては長時間学習する不安よりも、生活面に対する不安の方が大きかったようで、自分で起床したり、自分で衣服を洗濯したりすることの方が心配だったようです。

在外邦人子女は、限定された社会・生活環境で生活しているため、自立した生活力があるとは言い難く、どうしても過保護になりがちです。普段は親御さんに起こされている生徒たちも、合宿中は集合時間に寝坊して遅刻したり、授業中に居眠りしてしまったりしながら、睡眠時間がどの程度必要なのかを改めて体感して学んでいったようです。水元先生が頭ごなしに説教するのではなく、じっくり見守ってくれているからこそ、生徒たちは失敗を許され、自分自身で成長する機会を得られたのだと思います。

本当の学びとは

いかに効率よく情報を吸収し、スキルを習得するかというスピード社会において、生徒・子供達に対する知識は供給過多になりがちで、子供の意志とは関係なく、矢継ぎ早に課題・タスクが与えられます。子供達は何も考えなくても、大人の与える課題を効率よくこなせば成績が上がり、偏差値の高い大学に入ることができます。

逆に「どうして勉強するの?」と立ち止まってみたり、「どうしてそうなるの?」と数学で悩んでみたりすると非効率で時間がかかり成績が上がらず、「いいから覚えればいいんだよ」と興味や疑問とは無関係に機械的に覚えてしまった生徒の方が成績を上げるケースもあります。

そんなスピード社会において大人に必要なことは「待つ」忍耐力で、子供に考えさせる余裕を持ち、選択をさせ、少し遠回りをしながらも、自分自身で歩ませてこそ「非認知能力(いわゆるやる気、自信など)」を育むことができます。

非認知能力論者のポジショントークにおいては、「認知能力(いわゆる学力、語学力など)」の習得が否定(日本は受験勉強ばっかりやりすぎでしょと)されることもしばしばですが、何かを極める、手に職をつける、専門家として生きていくためには専門的な知識が必要で、それはまさに認知能力が必要になってくるわけです。

認知能力を高めるためには、一定の訓練が必要で、それが勉強であったり、筋トレであったりするのですが、非認知能力(やる気)を高めずに認知能力(学力)を高めようとするから、そこに歪みが生まれるだけなので、認知能力の向上を否定するのは筋違いと言うほかありません。もちろんやる気を無視した詰め込み教育には賛同できません。

合宿で得られたもの

グルガオン教室の水元教室長の生徒たちへの指導は、自分で行動させ、自分で気付かせ、自ら改善させていく、非認知能力の成長を重視した指導で、頭ごなしに叱るようなことはありません。生活を矯正するのではなく、生徒たちに自分の行動を省みる機会を与えつつ成長を見守ってくれました。

生活面の指導は水元先生がしっかりみてくれていたので、私は非認知能力と認知能力を高めることに集中できました。具体的に言えば「数学を楽しむ」ことと「数学のレベルアップ」でした。

1日に3〜5時間もの数学の授業を贅沢に設定していたので、生徒が「どんだけ出てくんの!」と毎日お腹いっぱいになるまで数学の楽しさを堪能してもらいました。数学を学ぶことは認知能力の習得以外の何物でもありませんが、「おもしろい!」「すごい!」と積極的な姿勢で生徒たちが学習してくれたので、合宿スタート当初は「どんだけ数学の勉強するんだよ・・・」と思っていたであろう生徒たちも「もっと知りたい!」「もっと解けるようになりたい!」という前のめりな姿勢になっていました。それはもう「受験」のためにやらなければならない義務的な勉強ではなく、頭を使った高度なパズルゲームをやっているような状態です。

今回合宿に参加した生徒たちは、各教科の学力を上げたことは言うまでもありませんが、それ以外にも大きな学びがありました。それは、合宿生活を通じて学んだ自立心、合宿だからこそ贅沢に設定できた数学の授業から得られた学ぶ楽しみです。
きっとこの7日間に得られた経験がみんなの自信になってくれると思います。
今回の合宿での生徒たちの成長を目の当たりにできたことと、楽しく数学の授業をできたことで、一番楽しませてもらったのは私自信かもしれません。

グルガオンのみんなありがとう!


makebolockのHaloCodeのプログラミングにも挑戦しました。


深セン華強北でお掃除ロボットプログラミング!

お掃除ロボットを分解して基盤にプログラムをアップロード!

深センのイノベーションの震源地である福田区にある超巨大電気街「華強北」のコワーキングスペースで、お掃除ロボットを分解、再プログラミングしてロボットカーにしてしまおうという、「お掃除ロボットHack」イベントが開催され、epis深圳教室の生徒たちと一緒に参加してきました。


深セン市華強北のコワーキングスペース。ここからアイディア商品が誕生する。

お掃除ロボットをプログラミングするウォーミングアップとして、Arduino(アルデュイーノ )という、学生がコンピューターサイエンスを学習するために開発されたマイコンボードを使ってLEDを点灯させることから始めました。プログラムはビジュアルプログラミング言語でブロックを組み立てます。


Arduinoをブロックでプログラミング。

今回プログラミグをしたお掃除ロボットには、Arduinoのような基盤が使われているので、
LEDを点灯させるのと同じ要領でプログラミングをすれば、お掃除ロボットをプログラミングすることができます。
子供達には先生からお掃除ロボット制御のお題が与えられ、課題をクリアすべく一人一人がプログラミング に挑戦しました。
まずは、お掃除ロボットの右側の車輪(モーター)を回転させることからはじめ、その後、前進、右回転など少しずつ課題をクリアするためにプログラミング をしました。


様々なハプニングが起こることこそが醍醐味!?

プログラミングが正しくても、右の車輪と左の車輪が同じように回転しなかったり、床が平らではないためにまっすぐ進んでくれなかったりすることもあるなど、ハードウェアを制御することはプログラミング正しくても上手くいかないことも学びました。

今回はモーターを制御しコースを走らせたところで終了となりましたが、次回6月にはお掃除ロボットが搭載している各種センサー類も使ってのプログラミングということで次回も楽しみです!