わかば深圳教室 教室長ブログ

教室長飯尾真之

エピス開校間もない2003年3月に香港へ赴任。その後、九龍教室、メルボルン教室、蘇州教室と渡り歩き、現在わかば深セン教室在籍。さまざまなバックグラウンドをもつ海外在住生徒を導いた経験から、その子その子に応じた適格な学習指導をすることに定評があります。神奈川県出身ですが、どういうわけか小4からウン10年、筋金入りのカープファン。20年近く辛酸を舐めてきましたが、ここ数年、応援が報われる機会が増えてきています。

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!