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【小学生STEM】ロボットプログラミング教材としてKHR 3HVを導入した話

昨今のSTEM教育により、小学生もパソコンがとても馴染みのあるものになりました。
中でもプログラミング教育は、人気のならいごととしても上位に位置するようになるほどに。

そんな中、プログラミングの中でも、実際に動かして遊べる、ロボットプログラミングは、やはり、多くの方が興味を持つ分野では無いでしょうか。

これまでのプログラミング教材歴

これまで、いくつかのロボットをプログラミング教材として渡してきました。

micro:bitに、Ardiuno、タミヤのクワガタ型ロボットやボール型ロボット。

どれも一万円程度から以下の教材で、シンプルな動きができるものでしたが、

シンプルな動きの組み込みとなると、子どもが自分でやることもなかなか難しく、組み立てて少し動きを見せては終わることが多かったです。

KHR 3HVとは

近藤科学が展開する二足歩行ロボットです。

魅力としては、やはりなんと言っても自由に動かせること。

動画サイトなどを検索すると、縦横無尽に踊り回るようなKHRの動画が出てきます。

RoboOneなど、ロボットの大会にも使用される、大人も使うというか、大人が使うロボットです。

KHR 3HVとの出会い

私がKHRを始めてみたのは東京ビッグサイトで行われたMakersFairにて。

micro:bitの展示があるからと子どもを連れて行き、そこで見つけました。

こんな自由に動くロボットが、市販品なのか、と驚きました。

これまで作ったロボットを、さらにもっと大人になればこういうロボットで自由自在に動かせる、ということで、しばらく見せていました。

その時は、やはりこれまで一万円周辺のロボットを買っていたことから、その十倍以上の価格に、いつかそのうちね、と憧れだけをもたせることとなりました。

正直、子ども向けにしては、きっとプログラミングも難しいのだろうと、まだ早い、と思ってもいました。

それから一年、小学三年生になり、いつのまにかタイピングもそれなりに早くなり、スクラッチでプログラミングにハマっていたため、それじゃあ次はと、入手するにいたりました。

組み立て難易度

ネジが10種類、400本程度付属されています。

部品も多いので、戸惑いました。

ただ、袋に一つ一つアルファベットが振られているので、袋から必要なものを取り出すようにしていけば最後まで問題なく組み立てられます。

また、結構硬い所もあるので、ヒャッキンの細い持ち手の精密ドライバーだと指が死にます。

電動ドライバーを購入するか、持ち手の部分が太めの0番ドライバーを購入しましょう。

下記を入手しました。


電動ねじ回しさえあれば、ネジ穴自体は、ズレも少なく正確に作られているので、小学生もここにこのネジをと渡せば組み立てられました。

動作

Windowsで動くパソコンが必要です。

私の普段の環境がLinuxであった為、Windowsのパソコンを取り出す必要がありました。

Macもおそらく対応していないのではないでしょうか。

Windowsであれば、Win8以降対応と書いてあるものの、Win7でも公式サイトから説明書と一緒にダウンロードされるドライバーを実行する形でインストールして動かすことができました。

サンプルモーションの充実

逆立ちすることや、パンチやキック、充実したサンプルモーションがついています。

これを、コントローラーに割り当てるだけでも、プログラミング教材としてはとてもレベルの高いものとなりました。

モーションの組み立て

購入した、加速度センサー付きのパックだと、ロボットの状態があおむけかうつぶせかによる条件分岐で、うつぶせからの起き上がり、あおむけからの起き上がりを自動で切り替えるような状態によるモーションの分岐のサンプルがをそのまま導入することができました。

サンプルのモーションの姿勢をコピーして、新しいモーションを作ることもでき、

しかも、プログラミングを入力することなく、マウスのドラッグと値の入力で組み立てることができました。

プログラミングで入力する必要が無い為、子どもでも新しいモーションを作り出せる簡単さがありました。

（下記マニュアル参照）

KHR-3HVオプション搭載マニュアル（加速度センサーRAS-3）

コントローラーでの動作

コントローラーに、サンプルのモーションのボタンを割り振り、動かすこともできました。

一部、電圧の関係か、ボタンを押すと再起動になってしまう動きがあり、ここはどうするのだろうと悩ましいところはあります。

子どもの感想

自由にポーズをつけられるとのことで、習い事の空手の型をプログラミングしたいと意欲的です。

コントローラーで実際に自由にモーションを組み込めることで、今の所熱中している様子でした。

ただし、購入した17軸版だと、できないポーズもあるため、22軸へ拡張していかないといけないため、5軸追加はしっかり今の動きをマスターさせられたらとしています。

子どもに難しい点

電池がすぐに切れます。

そして電池の充電が割と硬いコネクションをはめて、ボタンを推し間違えないように設定して充電開始を押さなくてはいけません。

そのため、充電、電池のつけ外しは親がやらなくてはいけません。

また、電池が少ない状態で起動していると電池が爆発するような、怖いこともかかれているため、気軽に渡すにはもう少し高学年か中高生にでないと難しいかもしれません。

感想

ロボットプログラミング教材としては、最高級品だと思います。

高級すぎるため、将来理系に進んでほしい、数学が得意になって欲しいと言う思いが無いと、高すぎるおもちゃになってしまいます。

ただ、自由度が高いため、小学校から高校、なんなら大人になるまで第一線で使えるのではないでしょうか。

高級なロボット教材としては他にもありますが、やはり、二足歩行で自由に動かせるならば、教材からさらに趣味へと昇華させていけるので、長い付き合いになれるのではと思います。

むしろ、これさえあれば、もうこれ以上何か教材を買う必要も無い…とさえも。

ひとまずここまで

今の所、組み立てて、コントローラーにサンプルモーションを入れてみる、あたりまでを子どもができるようになりました。

自由にモーションを作れるようになり次第、続きの記事をアップしていきたいと思います。

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ロボット教育と息子の将来の夢が決まるまで

今年、長男は小学二年生、コロナで家にこもっていました。

家でゲームや、タブレットを使いゲームをやる時間は多く、外への遊びは無い。

それ以外に何か興味を惹かせられないかを考えた末に、工作はどうだろう、と考えました。

ちょうど、巷のプログラミングスクールではロボットを作ってプログラミングするか、スクラッチかの具合で、スクラッチは既に触らせていましたが、ロボットはまだやったことが無い。

そもそも、できればモニターから目線を離させたい。

ということで、ロボット工作をやってみても良いのではないか。

そんな漠然としたそのうち買おう感がありました。

ただ、ロボット、結構たくさんありました。

どれを買って良いのかさっぱりわからず。

ミニ四駆

そこで、論理なんてすっ飛ばし、ミニ四駆を買いました。

ミニ四駆って素晴らしいんですね。

子どもの好きなものが全部のせってくらい詰まっていて。

組み立てたら動くし、早いし、色んな所にコースが置いてあって走らせて楽しめる。

意外とコースがあるのでおすすめです。

https://www.tamiya.com/japan/mini4wd/circuitguide.html

自分自身はレツアンドゴー世代なので、レツのマシンを入手して、子どもにプレゼントしました。

一人で黙々と作ってくれて、完成させた後、近くのコースを探して遊びに行きつつ、

レツアンドゴーのアニメをネットで見せてみたりしつつ、

小さいコースを購入し走らせてみたりしつつ。

興味の続く限りコンテンツを投入しまくりました。

それなりにハマってくれて、タイヤの種類やモーターを全部手に入れるかのように欲しがってくれました。

ただ、大きいコースだと人前で走らせなければいけないことがネックのようで、数回で行かなくなりました。

コース1万円と、2万円ぐらいパーツも買ったので…いつかまたハマってくれると信じています。

タミヤのロボット

さて、ここから、ロボットに行くのですが、ミニ四駆のタミヤ。

実は教育用のロボット教材もあります。

小学2年生ごろだと、このマークは！！と、同じブランドのものだとすごく興奮してくれました。

作り方はと言うと、さすがはタミヤ。

ミニ四駆が作れればこのロボットも作れます。

この後に、さらに難しいロボットへと移行していくのですが、そこで必要なネジなどは、2mmのネジをとてもテクニカルに固定して回す必要があったりパーツを削ってはめたりしなければならず、親が必要でした。

他にも教育用ロボットはあり、例えばLEGOもロボットを出しています。

我が家はたまたまミニ四駆からのタミヤでロボットと進んだのですが、LEGOからのロボットならば、もっと低年齢でもロボットへと進めたのかなとも思いました。

Micro:bitへの興味

タミヤのロボットは、micro:bitで動いていました。

そのため、micro:bitの本を買い、そこから作れるものを作って見ました。

micro:bitはscratchのように、ブロックをつなげていくことでプログラムができるので、その後プログラミング教育へと移ることも簡単です。

Scratchでのプログラミングには興味はしめさないけど…と言う時は、micro:bitから始めて見ると、楽しいかもしれません。

https://microbit.org/

↓購入した参考書。ミニ四駆のスピードを測るmicro:bitなども掲載されており、ミニ四駆に興味が続いていれば活躍したかもしれない…。

Arudiuno

Arudiunoは、micro:bitと同じような、もう少し高度な電子工作が出来るボードで、その商品もいくつか買ってみました。

ただ、こちらのパッケージで販売されているものの中には、作りが荒く、プラスチックを削ったりしなければいけないものもあったり、海外からの発送の物で、サーボモーター等は別売りのものなどもありました。

↓作りが荒く削らなければいけなかった物

↓サーボモーターや基盤は別売りのもの

上記は、ネジが割とテクニカルな所にあるので、もう少し大人になってからだと楽しめるのかなと思います。

ただ、ロボットアームについては、どういうふうにモーターで制御することで間接が動くのか、という部分には理解がとても深まったのではないかと思います。

Maker Fair 2020

ロボットに興味を持った息子に、さらに刺激を投入すべく、イベントが何か無いか調べました。

その結果、コロナで世の中のイベントがほとんど開催されなくなった中も、ちょうどたまたま、micro:bitのロボットなども出展される、Maker Fairというものづくり展があり、そこに足を運ぶことにしました。

Maker Faire Tokyo 2020

子どもはTICTAC-LABさんのワガラザウルスにとても興味を持ち、将来同じロボットを作るんだと、息巻いていました。

将来の夢が決まる

ロボットコンテンツをミニ四駆からmicro:bi、Arudiuno、Maker Fairとどんどん投入し、

ある時、息子が言いました。

「僕、将来の夢決まった。ロボット作る。」

次回、将来の夢が決まった息子へ、勉強へとつなげた話を掲載できればと思います。

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我が家の小学生教育

現状

まず最初に、現在の我が家の小学生教育状況について説明します。

現在、幼稚園入園前の次男はさておき、

小学生2年生の息子へは、算数、漢字、プログラミングを主に教えてきました。

幼稚園ごろから彼の気が向いた時や、何かほしいものがある時に、じゃあちょっと勉強しようかと、興味のある分野を少しずつ教えていき、

算数では、現在小学3年生の参考書を進め、プログラミングではタイピングは出来るようになり、スクラッチでのプログラミングは自分で作れるようになりました。

教える上で、2種類の方法があるのではと考えました。

・先へ先へと進んでいく方法
・習ったところを応用していく方法

その上で、私自身も小学生・中学生時、父親より一年先の算数、理科を勉強させられてきたので、先に進めば自分自身もそうであったように、先に進んだことの恩恵を受けることが出来る、と、どんどん先に進むことにしました。

先に進むことで受けた恩恵

私自身は、小学4年ごろから一年先の算数をやっていたように記憶しています。

やっている時は、もう、問題の意味がわからず、一問も先に進めない日が続きました。

わからないので答えを写してできたふりをして、バレて怒られていました。

しかし、一年後、いざその部分へ差し掛かった時、ああ、そういう意味だったのかとわかる部分も出てきました。

その結果、算数は得意な分野として、中高でもそのまま得意科目として認識できるようになりました。

先の世界は苦痛だった

ただ、自分自身が子どもの時は、本当に全く問題の意味がわからず、苦痛でした。

あまりに勉強が嫌で、途中で投げ出してわざとテストで0点を取っていた時期もありました。

今考えるととてももったいないですね。

息子には、できるだけ楽しんで勉強をしてほしいと言う課題があります。

そこで、小学生の段階では、基本的には学校の勉強を中心に行い、息子の気が向いた時に先の勉強を教えて、その単元のプリントを課題として挑戦させています。

気の向かせ方は、主に興味をもたせることに力を入れています。

興味を持てば、嫌な勉強も、頑張れるのでは、と、興味を引くために様々な策を講じていくこととなります。

別の記事で紹介しますが、現在進行系では、ロボット学習からロボットを作る人になりたいと言う夢を持ち、図形や物理を勉強したいと、気持ちが向くことになりました。

このブログでは、これまで講じた策を、紹介していけたらと思います。