LEGO BOOST ロボット教室

レゴブーストをこども向けロボットプログラミング教材として活用しよう!

家でできるプログラミング教材はないかな?

ロボットプログラミング教室が良いって聞くけど、月謝が高いし悩むなあ・・・

といった、お悩みを解決するため、おうちでできるこども向けロボットプログラミング教材をご紹介します。

こどもと遊びながら、サイエンスエンジニアリングプログラミングを学べますよ。

 

本記事の内容

  • レゴブーストを使用して、レゴWEDOのプログラミング教材を使用する方
  • オリジナルロボット組み立て方
  • 課題への取り組み

 

レゴブーストでロボットを組み立てて、プログラムを書き込み、課題に取り組みます!

こんな方におすすめ

  • 費用をおさえてこどものプログラミング教育に取り組みたい
  • おうちこどもと一緒にプログラミング教育を楽しみたい方
  • ロボットプログラミング教室を検討中の方
  • レゴブーストの遊び方を知りたい方

 

ロボットプログラミング教育をDIYするぞ〜!

 

こちらもCHECK

【実体験レビュー】レゴブーストとWEDO2.0の性能を比較してみた
【実体験レビュー】レゴブーストとWEDO2.0の性能を比較評価

続きを見る

 

 

 

 

1. 【プログラミング教材】WEDO2.0の基礎プロジェクト1「引く力」に取り組む

【プログラミング教材】WEDO2.0の基礎プロジェクト1「引く力」に取り組む

このプロジェクトでは、レゴブーストでプルロボットを組み立てて、プログラミングを行い、WEDO2.0の基礎プロジェクト1 引く力 にチャレンジします!

 

【プログラミング教材】WEDO2.0の基礎プロジェクト1「引く力」に取り組む

レゴWEDO2.0のカリキュラムは、無料の専用アプリ内で閲覧することができますよ。

 

このプロジェクトの目標は以下の通り。

目標

  • プログラミングでロボットを動かす体験を得る
  • まさつ力とつりあいの概念を学ぶ
  • 要素を分割して考える力を養う

 

ものの仕組みや力のはたらきを、実体験として楽しく学ぶことができるのが、ロボットを使った教育のいいところ。

体験ベース・親子のコミュニケーションを通して、文科省の発表している「主体的・対話的で深い学び」を先取りしちゃいましょう。

参照:新しい学習指導要領の考え方(文部科学省MEXT)




 

 

 

2. 【レゴブースト改造】プルロボットの組み立て方

【レゴブースト改造】プルロボットの組み立て方

レゴブーストを使って、荷物を引っ張ることができるロボットを組み立てます。

写真を見ながら組み立ててみましょう。

レゴブーストのセットだけで組み立てられます

 

 

【パーツリスト】 レゴブースト版プルロボット

【パーツリスト】 レゴブースト版プルロボット

 

 

 

駆動ユニットの組み立て方

駆動ユニットの組み立て方

外部モーター1個で両輪を動かすために、歯車を使います。

今回使う歯車は、かさ歯車。(ベージュの歯車)

ベベルギア とも呼ばれ、軸の向きを変更することができます。

駆動ユニットの組み立て方

駆動ユニットの組み立て方

 

駆動ユニットの組み立て方

 

 

台車の組み立て方

台車の組み立て方

 

裏から見た図

台車の組み立て方

青色の丸い部品がポイント!

台車のまさつ力(すすむ向きと逆向きの力)を小さくするために使用しています。

 

 

台車の組み立て方

 

パーツリストです。

台車の組み立て方

 

 

ボディの組み立て方

ボディの組み立て方

ボディは動作に影響しないところなので、好きなかたちにアレンジしてね。

かっこいいロボット、かわいいロボットを作ってみよう!

 

 

 

 

 

 

 

 

3. 【プログラム説明】プルロボットのプログラムを組んでみよう

【プログラム説明】プルロボットのプログラムを組んでみよう

ロボットを組み立てたら、次はプログラミングを行いましょう。
写真のプログラムは、スタート後、50パーセントの速度で3sec間、まっすぐ進むプログラムです。

 

モーターは速度を −(マイナス)にするとモーターの回転方向を逆にできます。

モーターは速度を −(マイナス)にするとモーターの回転方向を逆にできます。

 

プログラミングブロックの説明書は以下の記事からPDFを無料ダウンロード可能ですので是非どうぞ。

レゴブーストの作り方とプログラミングブロックの説明書
参考【無料説明書】レゴブーストのプログラミングブロックと作り方の説明書【日本語PDF】

続きを見る

 

 

 

 

4【課題】レゴブースト版プルロボットをプログラミングし、まさつ力を学ぼう!

【課題】レゴブースト版プルロボットをプログラミングし、まさつ力を学ぼう!

このカリキュラムで、

  • 力のつりあい
  • 荷物のまさつ力
  • タイヤの空回りとグリップ力

を楽しみながら学びましょう。

 

たくさん物を運べるロボットのしくみは、まさつ力を表す以下の式で説明ができます

F = μN

F :摩擦力
μ :摩擦係数
N :地面に垂直に働く力(垂直抗力)

 

え、式が出てくるのか・・・読むの止めよう・・・
と思った方、安心してください。

カリキュラム内で、式を使った授業や説明はでてきません

課題を解決しようと試行錯誤する中で、自然に物理の法則を体感できます。

 

 

例えば、台車の底に球状のプレートを取り付けることで、ロボットが前に進みやすくなります。これは、台車のすべりが良くなるからです。

【課題】レゴブースト版プルロボットをプログラミングし、まさつ力を学ぼう!

すべりが良くなるということは、μ:摩擦係数(すべりにくさ)の値が小さくなりF:まさつ力が小さくなるので、ロボット全体の進む力が強くなります

【課題】レゴブースト版プルロボットをプログラミングし、まさつ力を学ぼう!

 

 

このように、公式を勉強しなくても、ロボット教材を使った経験のひとつひとつが、物理の公式につながっています

科学の楽しいところですね~

こどもが興味を持てば、式に触れても良いかもしれませんね。
この辺りは、こどもの性格やご家庭の教育方針によりけりですので、あなたにぴったりのやり方を見つけてください

 

楽しみながら学べるミッションを2つ、用意しましたので、ぜひ試してみてくださいね。

ミッションを読み飛ばす

 

 

ミッション1 力の向き と まさつ力

まさつ力とは、物が動こうとしたときに、物と物の間にかかる、逆向きの力のことです。

 

例)ぞうきんがけ

ぞうきんがけ

「ぞうきんを押さえる力が大きい」
「ぞうきんと床の接触面がすべりにくい」
時ほど、進む方向と逆向きの力、まさつ力が大きくなり、ぞうきんがけが大変になります

でも、拭き取る力も大きいので、床はキレイになります。
なので、ぞうきんはしっかり上から押さえて床掃除をしましょうね☆

 

 

課題

Q1 ロボットが動かなくなるまで、荷物を少しずつ増やしましょう。どのくらい運べたかな?
Q2 ものを引っ張る時、どんな力が働いているかな?モデル図を描いて、力の向きを矢印で描いてみよう。

モデル図を描いて、力の向きを矢印で描いてみよう

参考図

Q3 たくさん運ぶためには、どこをどのように変更したら良いかな? アイデアを書き出そう!
Q4 そのアイデアを実行してみよう! 結果はどうだったかな? 変更前と比較しましょう。
Q5 ロボットがなぜうまく動いたのか?(動かなかったのか?) 自分の言葉で説明しよう。

 

 

説明

以下の2点がポイントです。

荷物を増やすと・・・

地面を押す力(N)が大きくなる → まさつ力(F)が大きくなる

荷物がすべりにくいと・・・

まさつ係数(μ)が大きくなる → まさつ力が大きくなる

自分で考えて手元のロボットでトライすることで、理解が深まることでしょう。

 

トライアンドエラーを繰り返す過程で、
アイデアを考える→やってみる→結果を確認→次のアイデアを考える→やってみる・・・
といったPDCAサイクル自然に回せるようになります。

知識そのものも大事ですが、考える力や、実践力も大事にしたいですね。
話がそれました。ミッション2に進みましょう!

 

 

ミッション2 タイヤのグリップ力とスリップ

ミッション2では、タイヤを変更して、すべりやすさの違いが、ロボットにどのような影響を与えるか、確認します。

 

課題

Q1 タイヤをゴムタイヤからプラスチックタイヤに変更してみよう。運べる数・重さはどうなるかな?

プラスチックタイヤ

Q2 運べるものの数が変わったのはなんでだろう? 予想してみよう。
Q3 プラスチックタイヤを取り付けたとき、タイヤの動きはどうなったかな? なぜそうなったか考えてみよう。
Q4 普段の生活で、どのような時にスリップは起こると思いますか?
Q5 タイヤをスリップさせないためには、どうしたらいいだろう?

 

 

説明

タイヤと路面のまさつ力よりも、路面を蹴る力の方が大きいときに、タイヤは空転します。
しかし、路面がざらざら・でこぼこしすぎていても、車は速く走ることができません。

でこぼこしていると、タイヤの転がり抵抗(回転しにくさ)が大きくなり、進む力は小さくなります。

つまりタイヤの回転をジャマせず、まさつ力をいかに確保できるか?がポイントです

ポイント

  • モーターからタイヤの間でブロック同士がぶつかっていないか?
  • タイヤの回転はスムーズか?
  • タイヤに重心はうまく乗っているか
  • 脚と路面のまさつが大きくないか?
  • 台車と路面のまさつが大きくないか?

アイデアが成功するかどうか、ロボットを使って実証してみましょう!

 

 

 

 

まとめ

「引く力」のカリキュラム紹介

以上、「引く力」のカリキュラム紹介でした。

遊びの中から学びを得る。興味を持って主体的に取り組んだことは、忘れないものです。

理科や物理でまさつ力の式を習った時、本記事での体験は、より深い理解に一役買ってくれるでしょう。

 

本記事で紹介したレゴブーストとWEDOはamazonで購入できますよ。価格は日によって変わるので、確認してみてください。

21/2/24追記:WEDO値上げしてますね・・・

新しいカリキュラムや遊び方など、記事の更新は、ツイッターでお知らせしておりますので、フォロー&ブックマークいただけますと嬉しいです!

\ プリーズ フォロー ミー /

  • この記事を書いた人
  • 最新記事

みおろぼ

一児のパパです。 レゴブーストを使ったプログラミング教育について発信しています。 ロボット楽しさを知ってもらう「きっかけ」になればと思います!

-LEGO BOOST, ロボット教室

Copyright © みおろぼ! All Rights Reserved.