プログラミング教育の教材にロボットを使うメリットとデメリット

プログラミング教育の教材にロボットを使うメリットとデメリット

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プログラミング教育の教材にロボットを使うのってどうなのかな?メリットとデメリットを知りたいな。あと、どうやってロボット教材を使って学習すればいいか教えてほしいな。

こんな疑問にお答えします。

本記事の内容
  • プログラミング教育の教材にロボットを使うメリットとデメリットを解説
  • ロボットを使うプログラミング学習方法を解説【結論:目的思考が大事】

そんな私は高専、大学、大学院でロボットの制御プログラムを作り、その後は大手メーカーでソフトウェアエンジニアとして6年以上バリバリ活躍していました。

この経験をもとに解説します。

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プログラミング教育の教材にロボットを使うメリットとデメリットを解説

それぞれ解説します。

ロボット教材のメリットとデメリット

ロボット教材のメリットとデメリットは次のとおりです。

▼メリット
  • ロボットが目の前で動作するのでプログラムをイメージしやすい
  • 組み立て式のロボットなら構造を理解した上でプログラミング可能
▼デメリット
  • プログラミング以外の部分に手間取る場合がある
  • 教材が高価

1つずつ見ていきます。

メリット①:ロボットが目の前で動作するのでプログラムをイメージしやすい

単純にパソコン上で動作するゲームやアプリよりも目の前で動作するロボットのほうがプログラムをイメージしやすいです。

ゲームやアプリだと画面上の動きなのでどういう動きをすれば正解なのかイメージしにくいです。

それに座標とか回転角度とかわかってないと難しいです。

一方、ロボットなら「ここまで進んだらLEDを光らせる。そのためにはモーターをこれくらい動かして・・・」と現実世界の動作なのでイメージしやすいです。

このように「ロボットが目の前で動作するのでプログラムのイメージをしやすい」点がメリットの一つです。

メリット②:組み立て式のロボットなら構造を理解した上でプログラミング可能

ロボット教材には組み立て式の物があり、組み立て式のロボットなら構造を理解した上でプログラミングできるので学習をしやすいです。

例えば、ロボットの底面に白と黒を読み取る2つのセンサーを取り付けたら、「右のセンサーだけ白ということはコースを右側に外れているということだから右のタイヤを回転させてコースに戻してあげよう」と考えることができます。

完成品のロボットだと「このセンサーの値がこのときはこういうプログラムにしてください」と言われても「なんで?」となりますが、自分でロボットを組み立てたら「あぁそういうことね」と理解しやすくなります。

なので、「ロボットの構造を理解した上でプログラミングできる」こともメリットの一つです。

デメリット①:プログラミング以外の部分に手間取る場合がある

ロボット教材の多くはパソコンとロボットをケーブルで接続し、パソコンで作ったプログラムをロボットに書込みます。

このときに、パソコンがロボットを認識しなかったりプログラムの書込みに失敗したりプログラミング以外の部分で手間取る場合があります

これは結構イライラします笑

とはいえ、私がレビューしたロボット教材のほとんどはすんなりプログラムを書き込めたので、教育用に作られたプログラミングおもちゃなら心配ないかなと。

デメリット②:教材が高価

ロボット教材は高価というデメリットもあります。

多くの場合は5,000円~20,000円です。

高級で高性能なものは50,000円くらいするものもあります。

ただ、これはしょうがないかなと。多くの場合はロボットの性能が上がると価格も上がります

だったらロボットじゃなくてもいいから無料の教材がいい」という方はこちらの記事をご覧ください。完全無料のプログラミング教材をまとめています。
【完全無料】プログラミング教育のおすすめ教材3選【使い方も解説】

個人的にはゲームやアプリを作るよりも目の前で動作するロボットのほうがわかりやすくてプログラミング学習にはおすすめです。

結論:ロボット教材を使うメリットは大きい

ロボット教材は高価ですが、ロボットを使ってプログラミング学習するメリットは大きいです。

では、具体的にロボット教材を使ってプログラミングを学習する方法を解説しますね。

ロボットを使うプログラミング学習方法を解説【結論:目的思考です】

結論は「目的思考を意識して学習する」です

どのロボット教材を使っても考え方は同じです

基本的にどのロボット教材を使っても学習方法は同じで「目的思考を意識すること」が大事です。

目的思考とは目的を達成するためにどうすればいいか考えることです。

これをプログラミングするときに意識します。

具体的な手順は次のとおりです。

  1. 目的を設定する
  2. 目的を達成する方法を計画する
  3. 2.で考えた計画を実行する
  4. 3.の実行結果を評価する
  5. 4.の評価をもとに改善方法を考えて2.に戻る
  6. 目的を達成するまで2~4を繰り返す

上記のとおりです。

まだピンとこないと思うので、具体的にロボット教材の「ボットリー」を使いながら解説します。

ボットリー コーディングロボット アクティビティセット」は付属のボードやブロックでコースを作り、スタートとゴールを決めて、スタートからゴールまで進むようプログラミングするロボットカーです。

プログラミング初心者が「プログラミングってこういうことなんだ」とわかるロボット教材ですよ。

ロボット教材を使う具体的な学習方法

1. 目的を設定する

まずは目的を設定します。目的は「スタートからゴールまで進むこと」です。

2. 目的を達成する方法を計画する

「スタートからゴールまで進む」という目的を達成するためにどういう手段を用いればいいか計画します(考えます)。

計画は3ステップで行います。

  1. 通り道を考える
  2. その通りに進むようにプログラムを考える
  3. 考えたプログラムをロボットに入力(プログラミング)する

まずは通り道を考えます。今回の例だと次のように進むことにします。

次は、ロボットがこの通りに進むためにどういうプログラムを作ればいいか考えます。

ボットリーにはプログラムを考えるのに便利なコーディングカードが付属するので、これを並べながらプログラムを考えます。

最後に考えたプログラムをロボットにプログラミングします。ボットリーは付属のリモコンを操作することでプログラミングします。

3. 2.で考えた計画を実行する

いよいよ、発信ボタンを押したらプログラムが動き出します。これが「2.で考えた計画を実行する」作業です。

4. 3.の実行結果を評価する

ロボットがスタートからゴールまで進めば目的達成です!もし、ゴールにたどり着かなかったらどこに問題点があったか評価(確認)しましょう。

問題点を考えるときは次のポイントで考えるといいですよ。

  1. 考えたプログラム通りにプログラミングできたか?
  2. 考えたプログラムは正しかったか?
  3. 考えた通り道は正しかったか?

上記のとおりです。

お気づきになったでしょうか?これはプログラムを実行するまでにやったことを逆から順番に確認しています

自分が行う手順を小分けして明確にしておくことで、どこが悪かったのか確認できるようになっています。これはエンジニアもやることなんです。

ただなんとなくプログラムを作るだけの人と考えながらプログラムを作る人では大きな差になるでしょう。

5. 4.の評価をもとに改善方法を考えて2.に戻る

目的を達成できなかったら改善方法を考えて計画し直しましょう。

例えば、考えたプログラムが間違っていたらプログラムを考え直すところからです。通り道が良くなかったら通り道を考え直すところからです。

6. 目的を達成するまで2~4を繰り返す

以上を目的が達成できるまで繰り返します。

目的と手段を意識することが大事です

以上が、「ボットリー」を使った具体的なプログラミング学習方法です。

このように「スタートからゴールまで進むことが目的で、それを実現する手段がプログラミング」ということを理解できるとプログラミング学習の効果は高いでしょう。

他のロボット教材でも同じように目的を設定してそれを達成するためにどうすればいいか考えながらプログラミング学習をするといいですよ。

他のロボット教材についてはこちらの記事をご覧ください。30種類以上のプログラミングおもちゃをレビューした中から勉強になる7個を厳選しました。
【失敗しないための選び方】プログラミングおもちゃのおすすめ7選

それでは、ロボットプログラミングを楽しんでください(^_^)/~

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