【具体例7つ】自由研究でプログラミングをしたときのまとめ方を解説

【具体例7つ】自由研究でプログラミングをしたときのまとめ方を解説

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 自由研究でプログラミングをやったけど内容をどうまとめたらいいのかな?プログラミングを説明するにはどんなことを書いたらいいかな?

こんな疑問にお答えします。

本記事の内容

自由研究でプログラミングをしたときのまとめ方を7項目で解説

私は大手メーカーでソフトウェアエンジニアを6年以上経験していまして、高専、大学、大学院ではロボットの研究、論文執筆、発表をおこなってきました。

そんな私が具体例を交えながらわかりやすく解説します。

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自由研究でプログラミングをしたときのまとめ方を7項目で詳しく解説します

研究内容をまとめるときに記載する内容は次のとおりです。これはプログラミングが題材の場合に限りません。

  1. 研究のきっかけに関する説明
  2. きっかけになったことを基に目的の設定
  3. 目的を達成するための手段の説明
  4. 手段を実施している様子を詳しく説明
  5. 結果のまとめ
  6. 結果の考察・評価
  7. 今後の展望

研究内容をまとめるときは「自分が行った研究はこんなにすごいし、意味があることなんだよ」と伝えることを意識するといいですよ。

そうすれば、何を伝えたら良いか自然と見えてくるでしょう。

では、具体例を交えながら一つずつ解説します。

1.研究のきっかけに関する説明

研究を行うにあたって何かきっかけがあったはずなので、まずはそれについて説明しましょう。

きっかけを説明すると「そういう考えや状況でこの研究を始めたんだね」と伝わり、聞いている側は話を受け入れやすくなります。

例えば次のとおりです。

家の周りには街灯が無いため、夜になると暗くて危険だなと感じていました。
これをなんとか改善したいと思い研究を始めました。

こんな感じで、まずは研究のきっかけになったことについて説明しましょう。

2.きっかけになったことを基に目的の設定

次は目的を明確にします。目的とは達成したいことです。

なぜなら目的が明確じゃないと、どうなったら研究が成功したのか評価できないからです。

研究のきっかけは

家の周りは夜になると暗くて危険なのでなんとか改善したい

でした。これをそのまま目的にするとどうなったら目的を達成できたのかわかりづらいですよね。

危険がなくなったら目的を達成できたのか?では危険が無いということはどういうことなのか?となります。

なので、目的を研究のきっかけから見つけ出し、定量的に設定します。
定量的とは数値で設定するということです。

  • ×:家の周りが暗くなったら
  • ○:家の周りの光量が〇〇以下になったら

また、最初の研究では範囲を限定して目的を設定するのもありです。

家の周り→玄関先

以上をまとめて目的を設定するとこんな感じです。

玄関先の光量が○○以下になったら、自動で光量を△△にするシステムを作ることを目的とします。

このように、きっかけから目的を抽出し、明確に設定することが大事です。

3.目的を達成するための手段の説明

次は明確になった目的を達成するためにはどうすればいいか説明します。

目的が

玄関先の光量が○○以下になったら、自動で光量を△△にするシステムを作ること

であれば、

  • どのようにして玄関先の光量が〇〇以下になったことを検出するか?
  • どのようにして光量を△△にするか?
  • それら全体のシステムをどういう構造で作るか?

などを具体的に説明します。

例えば、こんな感じです。

  • 光センサーを用いて玄関先の光量を測定する
  • ライトを点灯させることで光量を△△にする
  • それらを○○装置に接続してシステムを作る

ここでしっかり認識しておかないといけないことは「プログラムやシステムを作ることは目的ではなく、あくまで手段である」ということです。

なので、どういうプログラムを作るかではなく、どういう考えで目的を達成するか説明しましょう。

4.手段を実施している様子を詳しく説明

次は実際に装置を作っている様子やプログラミングしている様子を説明しましょう。

本人はどのようにプログラムを作るかわかりますが、プログラムを作ったことがない人にはイメージが湧かないからです。

プログラミングしたことない人に伝えるには次のことを伝えると良いでしょう。

  • プログラムを作る環境(PC?タブレット?プログラミングソフトは?)
  • プログラミングソフトや言語の特徴など
  • 必要な装置
  • これらを選んだ理由
  • システムを作るのにかかった時間(単位は時)
  • プログラムの工夫した部分

プログラムを作る環境は、下記のように全体像がわかると伝わりやすいかなと。

プログラムを作るときの環境は次のとおりです。
上記の通り、パソコン(PC)と装置をUSBケーブルで接続し、プログラムを実行します。

また、プログラミングソフトを紹介するときはスクリーンショット画像を使うといいですよ。

プログラムはStuduino Liteスタディーノライトというソフトを使って作ります。プログラミング言語にはScratchスクラッチが使われています。

ブロックを組み立てるようにプログラムを作るビジュアルタイプのプログラミングソフトです。

このソフトを選んだ理由は次の2点です。
 ・プログラムを装置に書き込めばPCにつながなくても装置を動かせるため
 ・Scratchを使ったことがあったので、使いこなせると思ったため

基本的に作ったプログラム自体を提出する必要はありません

なぜなら、プログラムはシステムを実現する手段にすぎないからです。

なので、どういう方法で目的を達成するかを伝えましょう。

もちろん、クライスメイトや先生にプログラムを紹介したい場合は別です。

必要な装置を記載するときは、下記のようにシステム全体と主要な部品を解説するとわかりやすいかなと。

システムは明るさセンサーを搭載したマイクロコンピューター(マイコン)にライトを接続することで実現します。

明るさセンサーの値が○○以下になるとライトが点灯し、10秒経つと消灯します。

装置の頭脳にあたるマイコン
スタディーノライトのマイコン

ライトに用いる豆電球

以上のようにプログラムを書いている画面やシステムの構成を具体的に伝えるとわかりやすいですよ。

5.結果のまとめ

そして作ったプログラムやシステムの結果を伝えましょう。

結果とは目的を達成できたかどうかです。

達成できなかったのであればできた部分とできなかった部分を分けて説明すると、どのくらい達成できたのかわかります。

この時点では、自分の解釈や感想を入れないで客観的事実のみを記載することにしましょう。

例えば、

  • ×:ライトの光量がちょっとしか出なかった
  • ○:ライトの光量を△△にする計画に対して実際は□□だった

です。

このように結果は客観的事実のみをまとめ、自分の解釈や感想とは分けて書きましょう。

6.結果の考察・評価

次は結果に対して良かった点や悪かった点、期待どおりにいかなかった理由について考察しましょう。

目的を達成するために何がダメだったのか考察することで目的達成に近づくからです。

考察するときはどの工程に問題があったか考えるといいですよ。

  • そもそも目的設定に無理があったのか
  • 作ろうとしたシステムが悪かったのか
  • 実際に作ったプログラムが悪かったのか
  • 計画通りに進めることができなかったのか

などです。

では、目的を達成できた場合はどうするかと言うと、次回の研究に活かせるように今回の研究で良かったことや悪かったことを考察します

例えば、

計画よりもプログラムを作るのに○時間多くかかってしまいました。
理由は、センサーの仕組みを理解しないままプログラミングを始めたからです。
次回は使用する装置の仕組みを理解してからプログラミングに取りかかります。

とか、

今回使用したビジュアルタイプのプログラミングソフトの使い方に慣れてきたので、次回はテキストタイプのプログラミングソフトに挑戦したいと思います。

です。

このように、目的を達成できてもできなくても結果を考察しましょう。

7.今後の展望

最後に今後の展望を書きましょう。

目的を達成できなかったら、今後どのようにして目的を達成するのか書きます。

まだ明るいにも関わらずライトが点灯したため、ライトを点灯させるときの値を〇〇に変更します。

目的を達成できた場合は、改良できる点や追加機能などを書くといいでしょう。

暗くなると人がいなくてもライトが点灯してしまうため、人感センサーを用いて暗い場合かつ、人が近づいたときにライトが点灯するように改良します。

このように、最後は今後の展望を書きましょう。

まとめ:目的と手段を分けて考えよう!

最後におさらいすると、自由研究でプログラミングをしたときのまとめ方は次のとおりです。

  1. 研究のきっかけに関する説明
  2. きっかけになったことを基に目的の設定
  3. 目的を達成するための手段の説明
  4. 手段を実施している様子を詳しく説明
  5. 結果のまとめ
  6. 結果の考察・評価
  7. 今後の展望

研究で大事なのは目的を達成するために最適な手段を選ぶことです。

玄関先が暗くなったら自分でライトを点けても目的を達成できますが、それだと大変なので、自動化するために装置やプログラムを作るわけです。

この考え方で自由研究をまとめられたら、クラスメイトに差をつけることができますよ。

ちなみに、今回の例に登場したプログラミングおもちゃは「【入門に最適】アーテックのスタディーノライトで遊ぼうのレビュー」の記事でレビューしているので興味があれば、どうぞ。

それでは最後まで自由研究を楽しんでください(^^)/~~~

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