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おすすめプログラミング教材紹介!理数系に強くなる!?Lego Mindstorms(レゴマインドストーム)編


教育の現場でレゴブロックが注目されているとお聞きになったことはありますか?
以前からブロック遊びは知育に良いといわれてきましたが、この数年、レゴ本社がブロックの商品開発に加えて、レゴブロックを使用したプログラミング教材の開発・展開を行ったことでさらなる学習効果が期待されています。

レゴ社から展開されているプログラミングが学習できるブロックにはいくつか種類がありますが、今回はLego Mindstorms(レゴマインドストーム)について紹介します。





1、Lego Mindstorms(レゴマインドストーム)ってどんなもの?

Lego Mindstorms(レゴマインドストーム)とは、いったいどんなもの?
普通のレゴブロックとはどんなところが違うの?
などについて紹介します。



1-1  Lego Mindstorms(レゴマインドストーム)を簡単に紹介すると・・・


Lego Mindstorms(レゴマインドストーム)は、ロボットを作成するためのレゴブロックと、レゴブロックを動かすためのモーターやセンサーなどの部品がセットになった製品です。パソコンでプログラミングをするためのソフトをインストールして、インテリジェントブロックにプログラミング指示を出すことによって、組み立てたレゴブロックを動かすことができます。

インテリジェントブロックとは、ロボットの脳や心臓として機能するブロックのことです。パソコンであらかじめ作った命令やセンサーから読み取った情報を元に、モーターやスピーカーなどをコントロールする役割を果たします。一言でいえば、プログラミングの命令を実行するためのブロックです。

レゴブロックには、玩具としてのイメージが強いかもしれませんが、既に70か国、50,000以上の教育機関で教材として導入されています。(2016年1月時点 レゴ社調べ)

対象年齢は、8歳からということですが、高度な内容がかなり含まれるため、小学生が利用する際には先生や保護者の方々のサポートが必要になるかと思います。



1-2  Lego Mindstorms(レゴマインドストーム)には教育用と玩具用がある

レゴ-マインドストーム-教材

Lego Mindstorms(レゴマインドストーム)は、発売時期によって3つのヴァージョンがあります。最新のものはLego Mindstorms(レゴマインドストーム)EV3ですが、これには教育用のものと玩具用の2種類があります。

両者の主な違いを記載すると、以下の点が挙げられます。

  • 教育用レゴは、販売店が限られます。2018年現在、レゴブロックの正規代理店のアフレル社のオフィシャルホームページからのみ購入可能です。玩具用のLego Mindstorms(レゴマインドストーム)は、アマゾンや玩具店など様々なところで販売されています。

  • センサーの数が少し違います。教育用のものの方が多く入っています。

  • 販売価格について、教育用は57,283円、玩具用は60,521円(参考価格)です。


1-3  Lego Mindstorms(レゴマインドストーム)で作った作品例

Lego Mindstorms(レゴマインドストーム)を使用すると、見た目としてもロボットの動きとしてもかなり本格的な作品を作ることができます。
作品例を紹介します。

レゴ-マインドストーム-作品1

Lego Mindstorms(レゴマインドストーム)で作られたフォークリフトのようなロボットです。
プログラミングによる指示通りにブロックを持ち上げて、移動し、指定した場所でブロックを下ろし、また元の場所に戻る、といった動きをさせることができます

レゴ-マインドストーム-作品2


象のロボットです。
角度を調整するジャイロセンサーといわれるセンサーを使用しており、
象の鼻の動きをリアルに再現できます。



2、 Lego Mindstorms(レゴマインドストーム)でどんな能力が得られるの?

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Lego Mindstorms(レゴマインドストーム)を使って学習をしたり学んだりした際に習得できるといわれている能力について紹介します。



2-1 問題解決能力・創造力

Lego Mindstorms(レゴマインドストーム)は失敗を恐れずに自由に組み立てたり、改造したりすることができます。
パーツの数や種類が豊富で、自由な設計が可能なので、無限の創造力が発揮できます。また、失敗を元に自ら改善策を考え、乗り越えることによって問題解決能力を身に着けることができます。



2-2 論理的思考

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Lego Mindstorms(レゴマインドストーム)のセットには図解のわかりやすい説明書が入っています。説明書を見ながら取り組めば、簡単にロボットを制作することができ、多くの時間を論理的思考に費やすことができます。また、内容は非常に高度ながら、パソコンやタブレットで行うプログラミング指示は、直感的にイメージしやすいアイコンを組み合わせて作成することができるので、小学生でも抵抗なくプログラミングを学習することができます。

  • ロボットをイメージした通りに動かすには、指示をどんなふうに変更すればできるだろう?
  • 今、失敗した原因を直すには・・・
といった具合に遊びや学習の多くの時間を試行錯誤する時間に費やせるので、論理的思考力が育まれます。



2-3 コミュニケーション力

Lego Mindstorms(レゴマインドストーム)を学校やプログラミング教室で学ぶ場合には、数名で一つのロボットを制作したり、ロボット競技会に参加したりすることがあります。

難易度の高い課題や目標にチームで取り組む際には、コミュニケーション力が必要とされます。Lego Mindstorms(レゴマインドストーム)は言葉で説明することが難しい意見を交換したり、チームのメンバーの意見を聞いたりする機会が多くなるので、自分自身の考えを言葉で伝えたり、相手を尊重したりする能力が身に着きます。



3、 Lego Mindstorms(レゴマインドストーム)を教材として取り入れているプログラミング教室

Lego Mindstorms(レゴマインドストーム)を教材として採用しているプログラミング教室について紹介します。



3-1 イトグチジュニア

イトグチジュニア-プログラミング教室

当校イトグチジュニアでは、ロボットプログラミング学習の教材としてレゴマインドストームを採用しています。

先生がいて、カリキュラムに沿って指導を行うという方針ではなく、子どもが面白いと思うものを題材にして方法や正解が決まっていない課題にチャレンジしてもらうという方針で学習を行っています。先生の代わりに、子どものそばで一緒に悩み、時には問題を解決する方向へ導く講師が子どもたちを指導しています。

Lego Mindstorms(レゴマインドストーム)は、高度なプログラミングを学びたい方にとってはコードをしっかり学習できる教材である反面、自分の頭と指先を使って取り組めるという点では小学生の子どもにとってもとっつきやすい教材です。

当校では、Lego Mindstorms(レゴマインドストーム)の使用にあたり以下の3点を重視した学習を行っています。。

  1. 楽しく学ぶ

  2. 当校で最も重要視しているのは楽しく学ぶことです。そして、楽しくなるための最適な手段の一つが遊ぶことです。
    プログラミングの課題が完了した後に、その日制作したレースカーやバトルロボットを使って遊ぶ時間を設けています。
    楽しいことが学習を自主的に行う動機になりますので、プログラミング=楽しい、と子どもたちが思える指導を心掛けています。
    本格的で細やかな動きが可能なLego Mindstorms(レゴマインドストーム)だからこそ、子どもたちの遊びにも熱が入ります。

  3. 将来の役に立つ

  4. やみくもに学習するのではなく、将来の役に立つようにすべてのテキストに学ぶべきテーマを設定しています。
    ロボットを動かしたりコントロールしたりするためには、関数や角度など算数・数学の学習内容を先取りして学ぶ必要がある場合がありますが、将来に学校の授業で学んだ時に「この計算方法は、あの時のロボットを動かしたときに使ったものだ」というように、動きとしてイメージができます。
    プログラミングやその周辺の知識について、段階的にステップアップできるよう指導しています。
    理数系への学習効果が高いといわれるLego Mindstorms(レゴマインドストーム)だからこそ、段階的に高度な理数系知識を習得できます。

  5. 周りの人たちに共有する

  6. 子どもたちが、自分自身の発想でテキストに書かれていないロボットを制作することがあります。
    当校は、このようなカリキュラム通りに進まない時間を重視しています。

    このようにカリキュラムに乗っていない作品が出来上がった場合には、教室のみんなに「〇〇くんがすごい作品をつくったよ」と共有するようにしています。
    自分の作品が、友だちを驚かせたり喜ばせたりする体験が、子ども本人にとって大きな成功体験となり、「もっと多くの人たちに喜んでもらいたい」という気持ちにつながると考えています。
    自由度の高いLego Mindstorms(レゴマインドストーム)を使って、子どもたちが発想力豊かにオリジナル作品の制作にもチャレンジしています。



3-2  リタリコワンダー

リタリコ-レゴ-マインドストーム

リタリコワンダーは、「つくりたい」と思ったものを、自分の力で形にすることが、未来を切り開く力になると考えられています。したがって、当校イトグチジュニアと同じく、子どもたちの興味や作りたいものをLego Mindstorms(レゴマインドストーム)などを使って形にするという学習が行われています。

小学校3年生~高校生を対象としたロボットテクニカルコースにて、主にLego Mindstorms(レゴマインドストーム)を使用されています。ロボットテクニカルコースは年長さんからを対象としたロボットクリエイトコースの発展クラスという設定です。

ロボットテクニカルコースは以下の特徴を持つ子どもにおすすめのコースです。

  • ロボットや機械が大好き
  • 機械の仕組みに興味がある
  • ミッションやロボコンに挑戦してみたい
  • 身の回りの機械の仕組みを再現したい

リタリコワンダーでは、モーターやセンサーを用途に合わせて使い分けたり、時には輪ゴムや段ボールなどLego Mindstorms(レゴマインドストーム)のパーツ以外のものを組み合わせたりして、子どもたちの発想力を最大限に広げます。また機会の仕組みに興味を持つことによって論理的な考え方が身に着きます。

こうした姿勢は、ロボット工学に限らず将来どんな分野に進んでも、活かしていけるものです。



3-3 ロボ団

ロボ団-レゴ-マインドストーム

ロボ団は、Lego Mindstorms(レゴマインドストーム)が年長さんから使用できるプログラミング教室です。

「世界でも勝負できる子どもを育てる」という強い理念を持たれている教室で、直営校では毎年ロボコンに出場されるという優れた実績のある教室です。
ここで掲げられている「世界でも勝負できる子ども」とは、特に理数の科目に強い子どもを指していて、子どもが好きなこと=プログラミングを通して理数の学習を好きになる子どもを育てます。

理念の実現のために取り組まれている特色は以下の通りです。低学年の子どもでも、高難度のLego Mindstorms(レゴマインドストーム)を使いこなせるための工夫がされています。

  • 教室内で常にチームを組み人間関係を育てる
  • コミュニケーション力を育むために、教室内で必ずチームを作っています。ロボットを制作した後には、制作したときに自分がどんなことを考え、どんな工夫をしたかを発表する機会を設けています。

  • ロボ団が制作したオリジナルの教材を使用
  • 低学年の子どもでも一人で学習できるように、テキストはポップな色づかいで漢字にはすべてフリガナが振られています。細部まで一つひとつの工程が細かく書かれたテキストを元に、1時間ほどかけて子どもたちはロボット制作を行います。

  • ITを活用した学習システム
  • オリジナルのアプリを使って、自宅でプログラミングが学習できるITシステムを採用しています。アプリの学習プログラムは、クイズ→解説→クイズ→テストの流れで子どもが飽きないように作られており、習熟度が上がれば上がるほど自発的に学習できる内容となっています。ITシステムを利用してレッスンの予習を行うことができます。


4、まとめ

今回の記事では、プログラミング学習教材としてLego Mindstorms(レゴマインドストーム)を紹介しました。
プログラミング学習の熱が世界的に高待っている中で、日本国内だけでなく世界的に広く使用されている教材です。

対象年齢は8歳からになりますが、プログラミングのソフトがやや難しい内容を含むため、家庭で小学生が利用する際にはある程度内容を理解した保護者の方々のサポートが必要になるかと思います。当校がプログラミング教室を運営しているから、というわけではありませんが、せっかくのレゴ社の優れた教材を十分に活用するには、Lego Mindstorms(レゴマインドストーム)を教材として採用されているプログラミング教室での学習がおすすめです。

小学生から(教室によっては年長さんから)利用できて、中学生や高校生でも十分にロボットプログラミングを学べるLego Mindstorms(レゴマインドストーム)。2018年現在、対抗となるような競合製品もありませんので、ロボット制作に興味のあるお子様にぜひ検討されてみてはいかがでしょうか?
当校イトグチジュニアへの体験授業のお申し込みもお待ちしております。



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